智慧溫室大棚蔬菜種植技術研究

趙洪斌（四川省南充市西充縣經濟作物技術服務站，四川 南充 637200）

在傳統農業發展模式下，農民的澆水、施肥和打藥等農業勞動過程主要借助已有經驗進行。在溫室大棚蔬菜種植中，需要關注澆水的時機，準確把控農藥濃度，且保證溫濕度、光照、氮元素等處于適宜的狀態。由于無法量化指標，通常依賴于人為判斷，因而經常發生誤差，也無法提高溫室大棚蔬菜種植的產量和質量。要想解決傳統農業中低效率、低產能等現象，需要積極引入智慧溫室大棚蔬菜種植技術，將各影響因素進行有效控制，改進環境條件，促進蔬菜的正常生長。

1 傳統大棚蔬菜種植的危害氣體

傳統大棚蔬菜種植會釋放很多有害氣體，如氮氣，引起有害氣體含量超標的原因較多，主要包括人員操作不當、肥料質量不合格等因素。若是施肥方法不科學，施用含量超標的肥料，將引起氮氣排放的增加，當溫室大棚內氮氣含量超出一定限度后，將導致葉片枯死，特別是對黃瓜、西紅柿、西葫蘆等蔬菜來說，對氮氣更加敏感。此外，還會存在亞硝酸氣體，當土壤呈弱酸性后，即pH值未超過5，某些菌體的作用效果將持續減弱，形成大量的亞硝酸氣體。亞硝酸氣體含量的增加，會讓蔬菜綠葉發生白色斑點，黃瓜、西葫蘆、青椒和西芹等蔬菜對亞硝酸氣體較為敏感[1]。冬季嚴寒，很多農民常用煤球升溫取暖，在燃料不充分燃燒的情況下，將形成大量一氧化碳等有毒氣體，溫室大棚中碳元素也會超標，不利于蔬菜產量與質量的提升。

在預防過程中主要采取以下措施：（1）做到施肥的科學性。溫室大棚中施用的有機肥必須需要發酵腐熱，以優質化肥為主，尿素要與過磷鈣混施。基肥要深施15～20 cm，追施化肥深度至少為12 cm，施后及時覆土澆水。（2）通風換氣。在天氣條件較好的情況下，要根據溫度要求及時通風換氣，遇到雨雪天氣時也應該做好通風換氣工作。（3）農膜與地膜不能產生毒性，溫室大棚中廢舊塑料品等需第一時間清理干凈。

2 智慧溫室大棚蔬菜種植的優勢

在蔬菜種植中需要控制好空氣溫濕度、土壤溫濕度和水肥條件，才能保證蔬菜生長的品質，實現產量提高的目的。因此要通過精準化控制各項環境因素，改善溫室大棚蔬菜種植品質，確保經濟效益逐步提升。智慧大棚主要在溫室大棚蔬菜種植中引入自動化控制系統，發揮最新生物模擬技術的作用，對棚內蔬菜生長最適宜的環境進行模擬。同時也設置了溫度、濕度、二氧化碳和光照度傳感器，對溫室大棚內多項環境指標進行感知，并利用微機完成數據分析，實現對棚內水簾、風機和遮陽板等設施的全面監控，最終有效改善大棚內蔬菜生長環境。

在科技進步與發展過程中，各種智慧大棚控制系統得到了廣泛應用，實行精細化管理模式，溫室大棚內的茄子、辣椒、黃瓜和西紅柿等蔬菜都能快速生長，能夠幫助種植戶創造豐厚利潤，也促進了智慧溫室大棚的發展。在智慧大棚控制系統中主要應用了物聯網技術，設置農業物聯網傳感器，管理中物聯網系統能夠有效采集實施環境數據，其中包含了光照、空氣溫度、濕度和二氧化碳濃度等信息，在網絡支持下向控制平臺傳輸[2]。系統結合獲得的數據信息完成智能判斷，遠程控制溫室大棚中的各項設備，達到及時調節棚內環境的目的，確保滿足大棚內蔬菜生長的要求。在溫室大棚蔬菜種植中引入智慧大棚控制系統，大幅度提升了溫室大棚生產自動化和管理智能化水平。

智慧大棚控制系統除了可以在溫室環境方面實現精準管理以外，還具備大面積統一管理的優勢。在系統運行過程中，能夠為溫室大棚蔬菜種植提供精細化的智慧管控服務，實現對設施農業管理效果的不斷優化。這樣不僅能讓溫室大棚管理效率大幅度提升，也有效減少了管理成本的投入，為大棚蔬菜種植創造了諸多便利，能夠達到增產增收的目的，溫室大棚蔬菜種植也能逐步發展為穩定型和持續增收型產業。在中國加快推進鄉村振興戰略實施的過程中，智慧大棚控制系統將在農業智能化發展中發揮越來越大的作用，為農業全面升級打牢基礎。

3 智慧溫室大棚建設方案

在智慧溫室大棚建設過程中，需要由多個環境監測節點完成組網，才能實時采集環境信息，達到精準控制的目的。在各環境監測節點上需要安裝傳感器，控制設備主要有補光照明設備、排風設備、灌溉設備以及報警設備等。各節點也設置2節干電池保證電能供應，因為節點功耗不高，所以電池使用壽命很長，在智慧溫室大棚中供電非常安全與便利。各傳感器獲得的數據向上位機傳輸過程中，上位機除了可以實時顯示、控制與存儲，并自動生成溫度、濕度和光照等環節因素變化曲線圖以外，也可以借助網關與Internet服務器進行連接，達到手機遠程監測和控制等目的。建設智慧溫室大棚后，能夠實現對溫室大棚蔬菜生長情況的遠程視頻監控，也能將相關信息實時存儲下來，為農業生產科學化管理創造條件。

在智慧溫室大棚功能設計上，主要包括以下幾點：（1）身份識別功能。借助RFID射頻識別技術將個人信息顯示在上位機，用戶在系統刷卡登記后才能完成相應操作。（2）自動報警功能。要想農業生產更加安全可靠，在大棚中發生煙霧、明火以后，利用煙霧傳感器與火焰傳感器進行檢測，能夠第一時間讓蜂鳴器報警得到控制，在GPRS模塊支持下為用戶發送短信或者是打電話，并在屏幕上清晰完整呈現大棚報警信息。（3）遠程監控功能。登錄網頁端，即實現對智慧溫室大棚蔬菜種植的遠程監控。（4）無線信息采集與傳輸功能。為提高大棚蔬菜種植的產量與質量，要實時監測和控制大棚內蔬菜生長環境。環境監測節點主要由光照、空氣溫度、土壤溫濕度以及二氧化碳傳感器等構成，能夠精確采集相關信息數據[3]。（5）定時防治病蟲害功能。利用臭氧發生器，能夠在高壓、高頻電等電離作用下，讓空氣內氧氣轉化為臭氧，并定時進行殺菌，達到對溫室大棚蔬菜種植中的病蟲害防治功能。這種方式不僅具有安全、高效等優點，還降低了成本與農藥使用量，能夠達到無污染、無殘留的要求，不斷推動智慧溫室大棚蔬菜種植增值提效。

4 智慧溫室大棚蔬菜種植自動控制系統

在農業自動化發展過程中，除了應用計算機技術以外，也涉及微電子技術、通信技術和光電技術等，尤其對蔬菜種植自動控制系統而言，它們是智慧溫室大棚蔬菜種植中需要重點關注的內容。對該系統而言，主要結合蔬菜溫室控制要求建設的遠程監控管理系統，屬于可擴展、可操作的硬件與軟件系統。利用無線通信方式與蔬菜溫室管理中心的計算機聯網，能夠讓蔬菜溫室單元得到實時調節與控制。

蔬菜種植自動控制系統主要構成如下：（1）無線傳感器，分別為溫濕度傳感器，土壤溫濕度傳感器、光傳感器和二氧化碳傳感器等設備。（2）控制器，主要有溫濕度控制器、光強控制器和土壤溫濕度控制器等，可以集中處理各傳感器傳輸的數據信息，并由計算機發出相應的控制指令。（3）觸摸屏，能夠顯示各種數據，以及風機、加濕、加熱電磁閥等現場設備的遠程控制，各種數據報表的打印等。（4）遙控終端，通常包括手機、計算機等。

對蔬菜種植自動控制系統功能來說，包括以下幾點：（1）檢測系統：設置多種無線傳感器，將蔬菜生長環境中的溫度、濕度、pH值、光照強度、土壤養分和二氧化碳濃度等物理參數及時采集起來。（2）信息傳輸系統：利用本地無線網絡、互聯網、移動通信網絡等通信網絡，為數據傳輸、轉換等創造有利條件，能夠提高智慧溫室大棚內環境信息傳輸效率。（3）信息通過無線網絡傳輸系統和信息路由設備傳輸到控制中心，各節點能夠自由匹配，任意監控，互不干擾。（4）控制系統：增加攝像頭，對各溫室大棚進行監測，并借助監控計算機對環境調整的全過程進行監控。蔬菜生長環境信息數據等進行實時監測，將各節點數據采集起來，通過存儲、管理后能夠動態呈現各測點信息。同時結合掌握的信息數據自動灌溉、施肥、噴施、降溫和補光等，發揮歷史數據存儲、查詢、報警和打印等作用[4]。（5）遠程控制系統：移動電話終端用戶能夠了解蔬菜棚的工作狀態，借助手機實時發布指揮控制設備。

蔬菜種植自動化控制系統不僅安全可靠，適應性也很強，能夠提高蔬菜種植智能化水平，為綠色健康蔬菜種植奠定了良好基礎。蔬菜自動種植控制系統融合處理大量的農業信息，確保技術人員可以完成多個蔬菜棚環境的監控與智能管理，讓蔬菜生長環境得到改善，真正實現增產、提高質量、調節生長周期、提高經濟效益等目標，也達到集約化農業生產、高產、優質、高效、生態、安全的目的[5]。

5 結語

總之，近年來人民生活水平不斷提高，在蔬菜栽培自動化控制系統建設與應用上有著更高的要求，產品附加值越來越高，經濟效益也不斷提升。通過光照、溫度、濕度、二氧化碳、土壤等監測與自動化控制，推動現代農業發展再上新臺階，也是智能技術在農業生產中作用的體現。實行智慧溫室大棚蔬菜種植技術，為蔬菜種植技術提供量化指標作為參照，這樣蔬菜種植產量與品質得到保障，可操作性也大幅度提升，不僅可以實現增產創收的目的，也為產業鏈的形成創造了有利條件。