DOI：10.16627/j.cnki.cn22-1215/s.2024.03.160

摘 要：新技術(shù)在蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用展現(xiàn)出巨大潛力，這些技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)指向更高效、智能化的蔬菜生產(chǎn)方式，將提高產(chǎn)量和品質(zhì)，促進(jìn)可持續(xù)性和環(huán)保性。然而，各種技術(shù)都面臨著一系列的挑戰(zhàn)，包括技術(shù)成本、農(nóng)民接受度等問(wèn)題，需要政策支持和培訓(xùn)措施。通過(guò)加大研發(fā)投入、政策扶持和農(nóng)民培訓(xùn)，新技術(shù)在蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用將迎來(lái)更廣泛的推廣，推動(dòng)蔬菜產(chǎn)業(yè)向著現(xiàn)代化、可持續(xù)發(fā)展的方向邁進(jìn)。

關(guān)鍵詞：新技術(shù)；蔬菜生產(chǎn)；可持續(xù)；挑戰(zhàn)與對(duì)策

1 生物技術(shù)在蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用

1.1 基因編輯技術(shù)在蔬菜育種中的應(yīng)用

基因編輯技術(shù)是一種精準(zhǔn)的基因改造方法，通過(guò)對(duì)植物基因組進(jìn)行精準(zhǔn)編輯，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)蔬菜植株的特定基因進(jìn)行修改和調(diào)整，以達(dá)到改良蔬菜的目的。其原理主要是利用特定的核酸酶精準(zhǔn)切割目標(biāo)基因，然后通過(guò)細(xì)胞自身修復(fù)機(jī)制實(shí)現(xiàn)基因組的修復(fù)和改變。

在蔬菜育種中，基因編輯技術(shù)已經(jīng)取得了一些顯著成果。例如，通過(guò)編輯番茄基因，可以增強(qiáng)其抗病性和抗逆性，提高產(chǎn)量并延長(zhǎng)貨架壽命。通過(guò)編輯蔬菜的色素合成基因，可以調(diào)整蔬菜的顏色，增加其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和市場(chǎng)吸引力。這些基因編輯技術(shù)的應(yīng)用不僅可以顯著提高蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，還可以加快育種進(jìn)程，節(jié)約時(shí)間和資源，為蔬菜生產(chǎn)帶來(lái)更多的可能性和機(jī)遇[1]。

1.2 生物農(nóng)藥在蔬菜病蟲(chóng)害防治中的應(yīng)用

生物農(nóng)藥是一種利用天然生物殺滅或抑制病蟲(chóng)害的農(nóng)藥，與化學(xué)農(nóng)藥相比更環(huán)保、對(duì)人體健康更友好。常見(jiàn)的生物農(nóng)藥包括微生物制劑、植物提取物和昆蟲(chóng)激素類(lèi)等，其原理是通過(guò)生物體內(nèi)的活性成分對(duì)病蟲(chóng)害進(jìn)行控制。

生物農(nóng)藥在蔬菜病蟲(chóng)害防治中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。例如，利用昆蟲(chóng)激素類(lèi)生物農(nóng)藥可以干擾昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育，達(dá)到防治害蟲(chóng)的效果；利用微生物制劑可以抑制土傳病害的發(fā)生。這些生物農(nóng)藥不僅有效防治病蟲(chóng)害，還能減少對(duì)環(huán)境的污染。生物農(nóng)藥的應(yīng)用為蔬菜生產(chǎn)提供了一種綠色、可持續(xù)的防治手段，有助于保障蔬菜產(chǎn)量和質(zhì)量，同時(shí)保護(hù)生態(tài)平衡。

1.3 生物肥料在蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用

生物肥料是一種利用生物有機(jī)物質(zhì)提供植物營(yíng)養(yǎng)元素的肥料，其種類(lèi)包括有機(jī)肥、生物菌肥、藻肥等，其原理是通過(guò)生物分解作用釋放植物所需的養(yǎng)分，促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育。在蔬菜生產(chǎn)中，生物肥料的應(yīng)用已經(jīng)成為一種重要的肥料施用方式。有機(jī)肥可以改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤保水保肥能力；生物菌肥可以促進(jìn)土壤微生物活性，提高養(yǎng)分利用率；藻肥可以提供植物所需的微量元素，促進(jìn)植物生長(zhǎng)[2]。生物肥料的應(yīng)用不僅可以改善土壤質(zhì)量，提高蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)，還可以減少化肥對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

2 信息技術(shù)在蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用

在蔬菜生產(chǎn)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以應(yīng)用于溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)、灌溉控制、施肥管理等多個(gè)方面。通過(guò)傳感器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)蔬菜生長(zhǎng)環(huán)境的精準(zhǔn)監(jiān)控和調(diào)控。

例如，在溫室蔬菜生產(chǎn)中，可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)溫室內(nèi)環(huán)境的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和調(diào)控。通過(guò)在溫室內(nèi)部布置溫濕度傳感器、光照傳感器等，將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇刂浦行?。控制中心根?jù)設(shè)定的閾值和算法，自動(dòng)調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的通風(fēng)、加熱、灌溉等系統(tǒng)，確保溫室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)始終處于蔬菜生長(zhǎng)的最佳范圍內(nèi)。此外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還應(yīng)用于蔬菜生產(chǎn)的全程管理。通過(guò)在蔬菜種植基地、運(yùn)輸車(chē)輛、銷(xiāo)售網(wǎng)點(diǎn)等環(huán)節(jié)布置傳感器和監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的可視化管理。

2.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在蔬菜生產(chǎn)決策中的應(yīng)用

在蔬菜生產(chǎn)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以應(yīng)用于生產(chǎn)計(jì)劃制定、市場(chǎng)預(yù)測(cè)、供應(yīng)鏈管理等方面。通過(guò)分析歷史數(shù)據(jù)、市場(chǎng)需求、氣象信息等多維數(shù)據(jù)，可以為種植決策提供科學(xué)支持，從而優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)、調(diào)整生產(chǎn)策略，提高蔬菜生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

例如，在蔬菜生產(chǎn)計(jì)劃制定中，可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析歷史種植數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、市場(chǎng)價(jià)格數(shù)據(jù)等，預(yù)測(cè)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的蔬菜供需情況。根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，合理調(diào)整種植品種和面積，避免出現(xiàn)供過(guò)于求或供不應(yīng)求的情況。此外，大數(shù)據(jù)技術(shù)還可以應(yīng)用于蔬菜供應(yīng)鏈管理。通過(guò)分析蔬菜生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)供應(yīng)鏈中的問(wèn)題和瓶頸，優(yōu)化供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)和流程。

2.3 人工智能在蔬菜病蟲(chóng)害識(shí)別和防治中的應(yīng)用

利用人工智能技術(shù)分析病蟲(chóng)害發(fā)生規(guī)律，建立病蟲(chóng)害發(fā)生預(yù)測(cè)模型，能夠?qū)Σ∠x(chóng)害發(fā)生進(jìn)行預(yù)警，并給出精準(zhǔn)的防治方案，減少化學(xué)農(nóng)藥的使用，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的病蟲(chóng)害防治。例如，可以利用深度學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練病蟲(chóng)害圖像識(shí)別模型，農(nóng)民只需上傳田間病蟲(chóng)害圖像，系統(tǒng)就能智能識(shí)別病蟲(chóng)害種類(lèi)。同時(shí)，通過(guò)分析歷史數(shù)據(jù)，建立病蟲(chóng)害發(fā)生預(yù)測(cè)模型，當(dāng)預(yù)測(cè)到病蟲(chóng)害即將發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)向農(nóng)民發(fā)出預(yù)警，并推薦最佳的生物防治、物理防治等環(huán)保防治方案。

人工智能技術(shù)的應(yīng)用為蔬菜生產(chǎn)提供了新思路，推動(dòng)了綠色智能化農(nóng)業(yè)發(fā)展。通過(guò)智能識(shí)別和精準(zhǔn)防治，可以減少農(nóng)藥使用量，降低環(huán)境污染和食品安全風(fēng)險(xiǎn)，提高病蟲(chóng)害防治的效果和效率，創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。

3 環(huán)境控制技術(shù)在蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 溫室環(huán)境控制技術(shù)

溫室環(huán)境控制技術(shù)是指通過(guò)對(duì)溫室內(nèi)部環(huán)境參數(shù)的調(diào)控，為蔬菜植株?duì)I造最佳生長(zhǎng)條件的一種技術(shù)。通過(guò)采用加溫、通風(fēng)、噴霧等措施，可以維持溫室內(nèi)部溫濕度在蔬菜生長(zhǎng)的最佳范圍內(nèi)；通過(guò)補(bǔ)光、遮陽(yáng)等措施，可以調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度和光照時(shí)長(zhǎng)，滿(mǎn)足不同生育期蔬菜的光照需求；通過(guò)二氧化碳施加裝置，可以提高溫室內(nèi)二氧化碳濃度，促進(jìn)蔬菜光合作用，提高產(chǎn)量。通過(guò)對(duì)溫室內(nèi)部環(huán)境的精準(zhǔn)調(diào)控，可以縮短蔬菜的生育期，提高單位面積產(chǎn)量；可以提高蔬菜的品質(zhì)，如增加維生素含量、改善口感等；還可以延長(zhǎng)蔬菜的上市時(shí)間，錯(cuò)峰生產(chǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益[3]。

3.2 節(jié)水灌溉技術(shù)

節(jié)水灌溉技術(shù)是指通過(guò)采用噴灌、滴灌、微噴等方式，將水分精準(zhǔn)地輸送到作物根系附近，提高水資源利用效率的一種灌溉技術(shù)。在蔬菜生產(chǎn)中，節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用主要包括：滴灌技術(shù)：通過(guò)在作物根部附近埋設(shè)滴頭，以低壓方式緩慢輸送水分，可以大幅提高水資源利用效率，適用于蔬菜大棚、果園等集約化種植模式。噴灌技術(shù)：通過(guò)噴頭將水霧狀噴灑到作物上方，可以模擬自然降雨，適用于露地蔬菜種植，如大白菜、蘿卜等。微噴技術(shù)：通過(guò)微噴頭以霧狀噴灑，可以提高水分利用效率，適用于蔬菜大棚內(nèi)的補(bǔ)充灌溉。節(jié)水灌溉技術(shù)在蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用，不僅可以提高水資源利用效率，降低灌溉成本，還可以減少地表徑流和地下滲漏，防止水資源污染。

3.3 設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)在蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用

設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)主要通過(guò)為作物營(yíng)造人工環(huán)境，實(shí)現(xiàn)作物生產(chǎn)。與露地種植相比，設(shè)施農(nóng)業(yè)可以提高土地利用率，延長(zhǎng)蔬菜的生產(chǎn)季節(jié)，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。在蔬菜生產(chǎn)中，設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用主要包括：溫室大棚：利用鋼架、薄膜等材料建造的溫室，可以調(diào)節(jié)溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)，適用于蔬菜的集約化種植。網(wǎng)室：利用網(wǎng)布搭建的簡(jiǎn)易設(shè)施，可以隔離病蟲(chóng)害，適用于蔬菜的綠色栽培。立體種植：利用多層架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)蔬菜的垂直種植，可以提高單位面積產(chǎn)量。設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)在蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用，可以提高蔬菜生產(chǎn)的可控性和穩(wěn)定性，減少氣候因素的影響。同時(shí)，設(shè)施農(nóng)業(yè)還可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低人工成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

4 新技術(shù)在蔬菜生產(chǎn)中的前景展望

新技術(shù)在蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用前景十分廣闊。生物技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)蔬菜品種優(yōu)化和改良。信息技術(shù)的應(yīng)用為蔬菜生產(chǎn)提供精準(zhǔn)管理和決策支持。環(huán)境控制技術(shù)的應(yīng)用將使溫室控制、節(jié)水灌溉和設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)加智能和環(huán)保。這些新技術(shù)的應(yīng)用將進(jìn)一步提高蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求；推動(dòng)可持續(xù)性和環(huán)境友好性，減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染；促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的平衡發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

新技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用將為蔬菜生產(chǎn)帶來(lái)更多可能性和機(jī)遇。未來(lái)，隨著政策支持的加大、農(nóng)民意識(shí)的提升，新技術(shù)在蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用將更加廣泛，為實(shí)現(xiàn)綠色、智能化的蔬菜生產(chǎn)提供更強(qiáng)大的支持，推動(dòng)蔬菜產(chǎn)業(yè)向著更加健康、可持續(xù)的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2024.05.31