陳立利 賈士朋 劉光銳 張同心

摘要：設施農業(yè)環(huán)境參數(shù)化精準采集、物聯(lián)與監(jiān)測調控設備、智能化灌溉設備在海洋市晨塬果蔬專業(yè)合作社的應用，取得了較好的結果，經過上面經濟效益的對比，我們實現(xiàn)了省工，省水，省肥，同時增加了產量。通過全自動溫室智能管理裝備的應用，降低了用工成本，節(jié)省了人工16.12%，增加產量235kg/667m2，肥料節(jié)省22.8%，灌溉用水節(jié)省133m?/667m2，節(jié)約用水38.6%。給農戶帶來的可見收益均為1410元/667m2，節(jié)省的人工、肥、藥均2110.4元/667m2，實際帶來的收益均為3520.4元/667m2。

關鍵詞：智慧種植;環(huán)境調控;水肥調控;水肥一體化

為探索基于互聯(lián)網+水肥一體管理設備與智能灌溉云系統(tǒng)相結合的水肥一體智能灌溉新模式，推動新型灌溉科技服務模式和智能水肥一體技術的創(chuàng)新發(fā)展，持續(xù)對物聯(lián)云系統(tǒng)及水肥一體產品進行完善和升級，形成完善的灌溉、施肥技術體系和管理體制，選取部分典型的灌溉工程，作為示范性工程進行應用研究。

1? 試驗材料與方法

1.1? 試驗材料

本試驗在山東省壽光市蔬菜小鎮(zhèn)基地進行，種植人員種植經驗豐富，管理技術成熟、穩(wěn)定?；胤逊N植面積超過80%，一年兩茬，早春茬和秋冬茬，本試驗茬口為秋冬茬，9月上旬定植。供試日光溫室大棚安裝氣象站，環(huán)境調控精準監(jiān)測與調控，水肥一體化設備及自動化控制系統(tǒng)。

1.2? 試驗方法

選用光照、保溫條件最為一致的7#和8#相鄰日光溫室大棚作為試驗用棚，每棚占地667㎡，其中：7#棚為對照棚（CK），常規(guī)方式種植番茄的，人工放風、卷膜，漫灌;8#棚為試驗棚，2019年8月安裝環(huán)境精準監(jiān)測與智能調控系統(tǒng)，水肥一體的滴管設施。兩個大棚內分別種植索亞和粉圣兩個大番茄品種各333.3m2。本試驗從溫室環(huán)境控制、水肥控制、對植保的影響3個方面對比分析智能化種植模式的綜合效益。

2? 結果與分析

2.1? 溫室環(huán)境控制

通過自動卷膜設備控制溫室風口開啟的時間、大小、時長等參數(shù)，實現(xiàn)日光溫室溫度平穩(wěn)變動。每日智能設備棚自動控制開關風口耗時較常規(guī)種植棚（CK）人工開關風口耗時節(jié)約60min（表1），自動控制卷放棉被耗時節(jié)約30min（表2）。同時其自動性也節(jié)約了人根據棚內外溫度、濕度等因素綜合決策的時間。

2.2? 水肥控制

常規(guī)棚（CK）與試驗棚肥料施用方案及實際施用量記錄見表3。通過肥料實際施用量對比，我們可以發(fā)現(xiàn)使用智能化設備較常規(guī)種植肥料施用量節(jié)約41.1kg/667m2。由于智能化設備的使用，實現(xiàn)了番茄的按需供應肥水，節(jié)省肥料的同時，也節(jié)省了灌溉用水133m?/667m2，節(jié)水38.6%。

2.3? 智能化精準測控對植保操作的影響

通過智能化設備對環(huán)境溫濕度的精準調控，實現(xiàn)了生長環(huán)境更利于番茄的健康生長，且不利于病蟲害的發(fā)生，一定程度上避免了病蟲害的發(fā)生頻率，推遲了病蟲害的發(fā)生時間。試驗棚較于常規(guī)種植用藥減少2次，降低用藥成本的同時也減少了人工的使用（表4-1、4-2）。

2.4? 智慧種植對人工的影響

通過溫室環(huán)境數(shù)據的監(jiān)測，智能設備棚用戶可以時時觀測棚室的環(huán)境數(shù)據，在特定的時間從事相關的一些農事操作。溫室放風操作，從10月中旬到來年2月中旬，4個月的時間內，常規(guī)種植棚（CK）溫室放風采用早中晚三段式放風。常規(guī)種植棚（CK）農戶根據經驗操作，1d放風花費時間約1h。使用智能管理設備后，農戶可通過手機端在家中監(jiān)測數(shù)據，準確把控放風時間，每日可節(jié)約人工60min，整個冬季按照4個月120d計算，共計120h，以人工8元/h計算，每棚節(jié)約人工成本1120元/667m2。

從10月中旬到來年2月中旬，冬季特別是在連續(xù)霧霾陰雨天，種植戶為確保棚室內部溫度下降不劇烈，需要一步步開啟棉被，整個開啟棉被的過程需要1個h以上，不斷的穿梭于溫室與電機之間，費時費力，效果也不易把控。而大棚核心控制器可以根據種植戶對溫濕度的設定，控制棉被開啟的幅度，自動放停，直接省去了來回控制卷放棉被的過程，大大節(jié)約了人工，每日種植戶節(jié)省30min，120d共計60h，以人工8元/h計算，每棚節(jié)約人工成本480元/667m2。

通過合理的放風，智能設備棚（CK）比常規(guī)種植棚每棚少打2次藥，每次打藥用時約1.5h（生長后期枝葉較多，耗時較長），用藥人工成本為8元/h，此項共計節(jié)省3h，每667㎡節(jié)省人工成本24元。

按照秋冬茬全生育期5個月計算，每日農事操作時間8h，共計1200h，整個秋冬茬節(jié)省用時共計193.4h，節(jié)省人工16.12%。

2.5? 水肥一體化設備及灌溉模型對種植的影響

常規(guī)種植棚（CK）采用傳統(tǒng)的漫灌，加肥料沖施肥的種植方式;智能設備棚采用自動水肥一體化滴灌種植方式。整個生長季常規(guī)種植棚（CK）灌溉施肥16次用16h，而智能設備棚灌溉施肥17次配制肥料用時5.6h，澆灌完全由智能設備控制。通過2個棚的用時對比，智能設備棚灌溉施肥節(jié)省用時10.4h，以人工8元/h計算，每棚節(jié)約人工成本83.2元/667m2。

模型根據植株不同的時間生成適用于該時間的澆灌制度保證植株生長養(yǎng)分需要的同時，減少了肥料和水的投入。通過試驗對比智能化設備棚比常規(guī)種植棚（CK）肥料用量減少41.1kg，節(jié)約用肥22.8%，按肥料單價12元/kg計算，可節(jié)省費用493.2元。

通過合理的放風，智能設備棚（CK）比常規(guī)種植棚每棚少打2次藥，節(jié)約的2次用藥成本為70元，即節(jié)省成本

70元/667m2。

通過以上試驗結果分析在整個種植季內智能設備棚種植番茄總投入費用相較于常規(guī)種植棚（CK）節(jié)省人工費用1547.2元，節(jié)省投入品費用563.2元，合計均節(jié)省費用

2110.4元/667m2。同時節(jié)省用水133m?，節(jié)水率38.6%。

2.6? 智能調控設備對番茄產量的影響

將常規(guī)種植棚（CK）和試驗棚產出的番茄按品種在每次采摘后稱重并記錄，統(tǒng)計兩個番茄品種各自的總產量（表9）試驗棚索亞、粉圣2個番茄品種的總產量均比常規(guī)種植棚產量高，每個品種的均增產分別為222kg/667m2和248k/667m2g。為便于測算，按2個品種的平均增產計：235kg/667m2，秋冬季大番茄按6元/kg計，可直接增收1410元/667m2。

3? 結論與討論

常規(guī)種植條件下，由于基地使用商品水溶肥，肥料養(yǎng)分配比固定，無法同時滿足氮磷鉀養(yǎng)分施入量與需求量的平衡，會有實際養(yǎng)分施入量與計劃養(yǎng)分施入量的差異，但通過水肥一體化設備，結合水肥模型，可實現(xiàn)番茄的按需施肥。通過日光溫室環(huán)境精準監(jiān)測與調控技術的應用，給農戶帶來的可見收益均為1410元/667m2，節(jié)省的人力肥藥均2110.4元/667m2，實際帶來的收益均為3520.4元/667m2，經濟效益極為顯著。

參考文獻

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[2] 郭琳.灌水量對日光溫室番茄產量及土壤營養(yǎng)變化的影響[D].河南農業(yè)大學，2014.

[3] 郭艷波.溫室膜下滴灌條件下番茄控水灌溉指標試驗研究[D].中國科學院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心），2008.