5G技術在臨潁縣辣椒種植中的應用研究

臨潁縣地處河南省中部，地勢平坦，土壤肥沃，耕作性能好，宜于多種農作物生長，歷來有辣椒種植傳統。目前，全縣小辣椒種植面積發展到2.95萬 hm2，產量達到13.7萬t，已成為臨潁縣強縣富農的第一產業。臨潁縣以國家辣椒現代農業產業園為依托，建設了1 333.33 hm2的5G辣椒種植基地，以5G技術進行辣椒種植，取得了一系列成果。

一、臨潁縣5G辣椒種植系統建設方案

（一）臨潁縣5G辣椒種植網絡系統建設總框架

臨潁縣5G辣椒種植系統總框架由三層組成。第一層為接入層，也稱為感知層，主要為RFID設備、傳感器、視頻等硬件設備及網絡設備。第二層為中間層，也稱為網絡層，建立在現有的各類通信網絡基礎上，確保接入層的各種設備與通信網絡相連。臨潁縣在建設之初就確定了采用5G通信網絡，為物聯網各設備提供高速網絡支持。第三層為應用層，也稱為最高層，利用經過分析處理的感知數據，為農業生產提供指導決策。

（二）臨潁縣5G辣椒種植系統功能和設備組成

溫濕度傳感器、光照傳感器、二氧化碳傳感器、風向傳感器、風速傳感器、雨量傳感器、土壤溫濕度傳感器等共同組成數據采集管理系統。視頻監控系統是農業物聯網系統數據信息的有效補充，為農作物生長全程遠程監控提供入口。無線網絡傳輸設備與數據處理設備是整個物聯網的中樞，負責傳遞和處理信息。計算機終端和遠程設備控制通過繼電器控制電路，可實現農業物聯網相關設備的自由控制。農業專家系統等子系統以專家研究和生產實踐中總結出的經驗作為分析判斷的基本原則，為辣椒生產提供病蟲害預防、智能診斷服務與技術指導。以上系統共同組成了臨潁縣5G辣椒種植系統。

二、臨潁縣5G辣椒種植效益分析

（一）種植效益研究方法

選擇土壤疏松、肥沃、通透性好、灌溉排水設施完善的兩個小區進行對比試驗，小區面積均為0.066 7 hm2。其中一個小區在中間位置設置各類數據采集設備，鋪設水肥一體化灌溉裝置，使用5G辣椒種植模式開展田間管理，被 稱為5G小區。另一個小區使用傳統的種植方式，以人工管理為主，被稱為傳統小區。對兩個地塊的肥水需求、辣椒產量等因素進行比較，研究5G種植模式的特點。

（二）小辣椒種植過程

臨潁縣5G辣椒種植基地已實現無人駕駛播種機播種小辣椒，為便于研究，選擇人工育苗、定植的方式對兩種種植模式的效益進行比較。

小辣椒品種選用子彈頭，采用在3月上旬使用小拱棚苗床育種、4月下旬至5月上旬人工定植的種植模式，小辣椒定植株距 17 cm。定植前，每個小區一次性施入腐熟有機肥 2000 kg及三元復合肥 40 kg，移栽定植深度為6 cm。

（三）小辣椒田間管理過程

定植后，因兩地塊臨近，溫濕度基本一致，對兩地塊小辣椒進行田間管理。在兩地塊澆水裝置出水口分別安裝同型號規格的水表，統計生產過程中的用水量。

定植后澆定植水，其中，5G小區在每株小辣椒苗穴處設置出水孔進行滴灌，設置滴灌時間3 h，3 h后水表顯示用水量8.9 m3。傳統小區采用田壟漫灌澆水模式，完全澆透后停止澆水，澆水完成后，水表顯示用水量22.4 m3。

定植后6天澆緩苗水，5G小區用水量為5.7 m3，傳統小區漫灌用水量為13.6 m3。

6月上旬開展小辣椒肥水管理，每個小區追施尿素8 kg和水溶性三元復合肥20 kg。在5G小區使用水肥一體化裝置追肥，用水量為3.7 m3，傳統小區采用人工施肥澆水，用水量為8.4 m3。

6月澆水主要為促進生產，保持田間濕度，在早晚根據土壤濕度適時適量澆水。5G小區設置滴灌時間1 h，每次用水量為2.5 m3，6月份共澆水15.2 m3。傳統小區小水輕澆，6月共用水23.6 m3。

7月上旬每個小區分別追施復合肥30 kg，5G小區共用水1.5 m3，傳統小區采用人工施肥澆水，用水量為5.6 m3。

7月下旬至采摘期，5G小區共用水6.8 m3，傳統小區用水量16.9 m3。

生產過程中，兩個小區均使用相同的病蟲害防治方法。

（四）小辣椒產量及用水量情況

以干辣椒質量計算，5G小區共采摘小辣椒362 kg，傳統小區共采摘小辣椒346 kg。整個生產周期5G小區用水量29.1 m3，傳統小區用水量90.5 m3。

三、結語

研究表明，采用5G技術種植的地塊，其用水量較傳統小區減少61.4 m3，降幅68%；其產量較傳統小區增加16 kg，增產4.6%。由此可知，5G種植具有節水、省工、增產、增收的良好效果，在增產增收的同時，能顯著降低農業生產過程中的用水量，具有較高的推廣價值。

作者簡介：趙曉陽（1987— ），男，河南漯河人，碩士，農藝師，主要從事農產品質量安全檢測工作。

（責任編輯" "劉沛儒）