西瓜種植標準化數字模型

殷玥 方逵 易胤

[摘要]西瓜是一種典型的農作物，西瓜種植的精細化管理可以有效提高其經濟價值。通過將西瓜種植過程中的選苗、澆水、施肥和采收等步驟轉化為種植標準化流程，構建了一套西瓜種植標準化數字模型，為西瓜的種植提供科學高效的信息化管理。

[關鍵詞]西瓜種植;標準化;精細化;物聯網;數字模型

[中圖分類號]S651[文獻標識碼]A

1? ? 引言

精細農業是20世紀80年代末由美國、加拿大的一些農業科研部門提出的，并在國家政策的支持下，大力推廣精細化管理的建設和應用。在瓜果種植業精細化管理方面，美國充分結合了GPS、GIS和RS等高端的信息技術，大大提高了精細化管理水平。德國作為歐洲發達農業的典型范例，他們采用一套集種植和經營于一體的全程服務軟件用于精細化管理，提高了勞動效力。

我國啟動瓜果種植的精細化管理系統研究和應用相對較晚，初步的研究也取得了一定的成就，如付兵等人通過進行BP神經網絡算法預測瓜果病蟲害，構建生產智能管理平臺、專家診斷服務系統平臺和溯源交易平臺，但是這些平臺的適用范圍小，利用效率較低，操作成本大，在使用的過程中仍然困難重重。還有部分的農業生產方，其管控農業生產和結合了RFID、3G、ZigBee等物聯網的一系列的信息技術，充分展示了精細化管理系統的高效之處，也起到了精細合理施肥、預防自然災害和病蟲害、降低了生產成本的作用。其在利用之初都是頗有成效，但是由于地理環境的限制，大規模的鋪開農業精細化管理還需要繼續尋找發展和生產的共性。

2? ? 農場種植標準化工作體系

湖南地區的西瓜一般是在3月中、下旬開始播種育苗，但是此時正處于雨水多、梅雨季節長和氣溫較低的天氣狀態中，容易出現死藤、坐果、瓜果畸型等問題，嚴重制約了西瓜產業的良性發展。特別是，在傳統的種植生產管理條件下，不能及時觀察農作物的生長，對突發的問題也由于信息水平落后而無法及時與農業專家取得溝通。通過建立西瓜種植標準化體系，提高西瓜種植信息化水平。

根據季節、品種的不同，各個階段的栽培技術要求，詳細定制技術標準和作業參數，對各個栽培基地進行詳細的栽培作業指導，對每一個批次和基地的農作物相關種植工作設計相應的計劃，形成種植標準化體系，如圖1所示。

3? ? 農場種植標準化規范設計

農業科技水平和地域的限制，我國農業呈現小聚群的農事活動的局面，農戶之間的信息交流匱乏，也缺少與掌握先進農業生產技術的專家交流，農民主要依靠經驗種植農作物，很少針對農作物生長情況、病蟲害等問題進行科學研究和分析后進行農業活動。沒有合理標準化的作業流程依據，一些農業經驗尚淺的農戶開展了過多或過少的水肥管理活動，造成農作物生長情況良莠不齊，損傷了農產品的經濟效益。特別是農作物的使用農藥化肥方面，由于沒有合理的標準，往往是造成農藥殘留超出合理的指標，容易導致人食用后出現健康問題，嚴重影響了食品安全，為了保證種植的標準化，我們根據湖南地區的西瓜生長習慣，梳理西瓜生長各時期的標準流程。

3.1? ? 緩苗期管理（定植后1周）的標準流程（如圖2所示）

對瓜果的種植主要從栽培、溫度和水肥三個維度進行管理。在西瓜的緩苗期，采用全覆蓋和半覆蓋栽培時，定植后立即扣好棚膜，對農作物生長的基地進行基地現場全景和經過無線傳感器數據的導出進行實時的監控。溫度管理：白天的溫度標準是30℃±3℃，夜間溫度標準是15℃±3℃，最低不低于5℃。濕度管理：在底墑充足的情況下，根據土壤和空氣的濕度監測，根據數據實時微調，不過，緩苗期間一般不需要澆水。栽培管理：緩苗期主要的任務是防治病蟲害，對于生長情況較好的部分進行存檔，若農作物生長情況中出現異常情況，可通過預警部分告知農場技術員和管理員解決處理，及時將病蟲害扼殺在搖籃里。

3.2? ? 伸蔓期管理（定植后2～4周）的標準流程（如圖3所示）

伸蔓期，是相對來說較為關鍵的時期，不僅對種植基地進行現場全景的展示，而且農場員工開展日常巡檢，以保證農作物情況的有效的掌握。溫度管理：瓜果的栽培應該盡量采用全覆蓋和半覆蓋的方式，白天的溫度標準是25℃～28℃，夜間的溫度標準是13℃～20℃。在智慧感知模塊功能的監測下，如果超出標準，也會同步進行預警，并提示農場員工解決問題;水肥管理：緩苗后需要對苗澆足量的水，以后，如土壤墑情良好時開花坐果前不再澆水，如在日常巡檢和智慧感知過程中發現存在干旱情況，則需要在瓜蔓長30cm～40cm時再澆一次小水，可增加西瓜營養;在伸蔓初期，結合澆緩苗水每667m2追施速效氮肥5kg，不施肥時在瓜溝一側離瓜根10cm遠處開溝或挖穴施入;吊蔓：在農場技術員發現瓜蔓長30cm～40cm時，需要開始開展吊蔓工作，采用單蔓整枝的方式，及時吊蔓。并且每天都需要進行剪除側蔓。

3.3? ? 開花坐果期管理（定植后5～8周）的標準流程（如圖4所示）

溫度管理：盡量全覆蓋栽培，必須嚴密監控，白天溫度標準在30℃±3℃，夜間溫度標準是15℃～30℃。水肥管理：此時不再額外施加肥料，并且對澆水進行控制。人工輔助授粉：每天早上9：00以前，農場技術員可以利用授粉工具將雄花的花粉涂抹或者點綴在雌花的柱頭上進行輔助授粉，授粉情況同步進行建檔、存檔。農場技術員在日常巡檢中，如果發現幼果長至雞蛋大小，并且開始褪毛時，將開展選留果的工作。

3.4? ? 果實膨大期和成熟期管理（定植后9～11周）的標準流程（如圖5所示）

溫度管理：此時氣溫已比較高，要注意適時放風降溫，把棚內氣溫控制在35℃以下，但夜間溫度不得低于18℃。水肥管理：在幼果雞蛋大小開始褪毛時澆第一次水，此后當土壤表面早晨潮濕、中午發干時再澆一次水。如此連澆2～3次水，每次澆水一定要澆足，當果實定個（停止生長）后停止澆水。結合澆第一次水追施膨瓜肥以速效化肥為主每667m2的施肥量為磷肥（P2O5）2.7kg，鉀肥（K2O）5kg，也可每667m2追施餅肥75kg，化肥以隨澆水沖施為主，盡量避免傷及西瓜的莖葉。

3.5? ? 采收期的標準流程（如圖6所示）

小果型西瓜果型小，從雌花開放到果實成熟的這段時間短。雌花開放后37～40天采收第一批瓜。采收的時間盡量選在上午的10點前或6點以后進行，因為西瓜在夜間是處于低溫狀態，發散了大部分熱量，如果選擇溫度較高的時候采收將會導致西瓜溫度過高而加速呼吸，會降低西瓜的甜度等因素，從而影響西瓜整體的質量。

4? ? 結束語

通過分析湖南某基地的西瓜種植方法，根據本地天氣等自然因素制定種植流程規范，開展西瓜種植標準研究，實現了西瓜種植規模化、高效化生產。通過農場管理員、技術員不斷的巡檢記錄西瓜生長數字檔案，不斷優化數字模型，可以進一步提高西瓜生產的效率。

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