基于智慧農(nóng)業(yè)的馬鈴薯優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)研究

劉尼尼

（青島西海岸新區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東青島 266400）

0 引言

馬鈴薯屬于國(guó)內(nèi)第三大糧食作物，擁有悠久的種植歷史，具有耐旱耐瘠、適應(yīng)性廣等種植優(yōu)勢(shì)，為國(guó)內(nèi)糧食產(chǎn)量提升做出重大貢獻(xiàn)。在馬鈴薯栽培技術(shù)方面，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家仍存在差異，如何通過(guò)技術(shù)升級(jí)促進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)量進(jìn)一步提升，成為當(dāng)前有待解決的重要問(wèn)題之一。隨著信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，智慧農(nóng)業(yè)誕生，可將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，依靠傳感器和移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化、自動(dòng)化、智能化管理和決策。

1 馬鈴薯栽培種植存在的問(wèn)題

1.1 智慧種植觀念薄弱

因國(guó)內(nèi)馬鈴薯種植以農(nóng)戶為主，種植面積較為分散，規(guī)?；^低，農(nóng)戶在種植栽培期間更傾向于傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，智慧種植觀念薄弱，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、智能設(shè)備等學(xué)習(xí)興趣較低，尤其是落后地區(qū)的農(nóng)民，傳統(tǒng)生產(chǎn)意識(shí)根深蒂固，要想轉(zhuǎn)變十分困難，導(dǎo)致大多數(shù)農(nóng)戶對(duì)機(jī)械化生產(chǎn)認(rèn)知不足，缺乏智慧種植觀念，加上馬鈴薯栽培期間受經(jīng)濟(jì)、地質(zhì)環(huán)境等因素的制約，對(duì)機(jī)械設(shè)備、監(jiān)測(cè)設(shè)備的購(gòu)買力不強(qiáng)，成為制約智慧農(nóng)業(yè)推廣的重要因素之一。

1.2 機(jī)械化技術(shù)水平較低

與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，國(guó)內(nèi)馬鈴薯種植起步較晚，種植技術(shù)較為落后。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)馬鈴薯種植機(jī)械化的研究以中小型挖掘設(shè)備為主，大型聯(lián)合收割機(jī)依賴于進(jìn)口，此種現(xiàn)象不利于國(guó)內(nèi)馬鈴薯機(jī)械化生產(chǎn)水平提升。同時(shí)，我國(guó)土地面積廣闊，土地類型多樣，對(duì)馬鈴薯機(jī)械化的要求也有所區(qū)別。例如，北方和中部平原地區(qū)，因地勢(shì)較為平坦開(kāi)闊，適宜馬鈴薯機(jī)械化生產(chǎn)，機(jī)械化水平相對(duì)較高。但對(duì)于部分山區(qū)，因地勢(shì)起伏較大，對(duì)機(jī)械技術(shù)要求較高，僅適用于小型機(jī)械化生產(chǎn)，但因國(guó)內(nèi)馬鈴薯中小型種植設(shè)備功能不夠完全，技術(shù)不夠成熟，導(dǎo)致此類地區(qū)機(jī)械化水平較低，進(jìn)而影響了智慧農(nóng)業(yè)的開(kāi)展。

2 智慧農(nóng)業(yè)背景下馬鈴薯栽培技術(shù)要點(diǎn)

智能裝備水平提升對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化具有促進(jìn)作用，還可為智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展提供良好契機(jī)，便于農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸和存儲(chǔ)，使產(chǎn)品質(zhì)量得到切實(shí)保障。在智慧農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)上，應(yīng)充分發(fā)揮智能裝備、先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，把握作物選地、品種選擇、切塊、種植和田間管理等環(huán)節(jié)的應(yīng)用要點(diǎn)，達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的目標(biāo)。

2.1 種植區(qū)域選擇

當(dāng)前智慧農(nóng)業(yè)的誕生使農(nóng)業(yè)人員對(duì)馬鈴薯種植選地給予高度重視，依靠智能檢測(cè)設(shè)備可對(duì)目標(biāo)土地的水分、土壤肥力、有機(jī)物類別等方面進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)，篩選出滿足馬鈴薯種植要求的土地，由此增強(qiáng)作物品質(zhì)、提高產(chǎn)量。在土壤酸堿性選擇中，馬鈴薯喜酸，適宜種植在微酸性土壤中，如若種植在堿性土壤中，則會(huì)為病菌繁殖提供有利環(huán)境，增加馬鈴薯瘡痂病的發(fā)生率，影響作物品質(zhì)。同時(shí)，還應(yīng)選擇松散、通氣性良好的土壤，如若土壤過(guò)于密實(shí)，會(huì)增加塊莖表面壓力，限制作物的生長(zhǎng)，且松散土壤便于排灌，促使水分和肥料滲入到土壤內(nèi)部，浸透整個(gè)作物，保證馬鈴薯生長(zhǎng)的養(yǎng)分需求。

2.2 作物品種選擇與切塊

在智慧農(nóng)業(yè)背景下，農(nóng)業(yè)人員應(yīng)密切關(guān)注市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，了解馬鈴薯種子流通品類的變化，從中選出最適宜當(dāng)?shù)赝寥婪N植，且抗逆性較強(qiáng)、品質(zhì)和產(chǎn)量較高的品種，從根本上促進(jìn)作物栽培產(chǎn)量提升。通過(guò)智慧農(nóng)業(yè)平臺(tái)，可將不同類型馬鈴薯品類信息存儲(chǔ)到農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，便于從業(yè)者通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)掌握當(dāng)前市場(chǎng)中此類作物的品類特征，設(shè)置相應(yīng)的條件，從而篩選出最符合自身需求的馬鈴薯品類。為了提高馬鈴薯產(chǎn)量，還應(yīng)對(duì)所選品種進(jìn)行催芽處理，具體措施為：種植者將爛薯、病薯、畸形薯等非優(yōu)質(zhì)種子的塊莖淘汰，利用厚度為3～4層的沙土分層隔離剩余塊莖，將內(nèi)控環(huán)境溫度控制約為20℃，定期潤(rùn)濕處理，經(jīng)過(guò)10天左右便會(huì)萌芽，此時(shí)管理者可將其浸入赤霉素液或者高錳酸鉀溶液內(nèi)，保持20 min，便可提高催芽效果。為了提高馬鈴薯品質(zhì)，種植者應(yīng)挑選出優(yōu)質(zhì)塊莖進(jìn)行切塊處理，先要對(duì)切塊場(chǎng)地和工具徹底消毒，以免病原菌附著在種薯上過(guò)冬。在切刀切入帶有病原菌的塊莖時(shí)，上面的細(xì)菌會(huì)轉(zhuǎn)移到切刀上，如若未能進(jìn)行二次刀具消毒，細(xì)菌便可經(jīng)過(guò)切刀對(duì)各個(gè)切塊進(jìn)行感染。對(duì)此，種植者應(yīng)準(zhǔn)備3把切刀，浸泡在消毒液中輪番使用，避免病原菌借助切刀傳播。在切塊時(shí)，從頂芽中心點(diǎn)縱向切入，一分為二后再進(jìn)行分切，成品應(yīng)大小均勻、重量超過(guò)30 g。為了避免地下病蟲(chóng)害，種植者還應(yīng)將草木灰撒在切好的塊莖上攪拌，使塊莖表面被包裹，此舉不但可預(yù)防蟲(chóng)害，還可起到種肥的功效。

2.3 作物種植

在種植密度方面，作物種植密度和產(chǎn)量的聯(lián)系曲線為“U”型，如若密度過(guò)大或者過(guò)小均很難保障作物品質(zhì)和產(chǎn)量。在智慧農(nóng)業(yè)模式下，農(nóng)業(yè)從業(yè)者應(yīng)根據(jù)馬鈴薯品種、栽培方式、土壤肥力等信息，計(jì)算出最為合適的種植密度，確保每個(gè)植株都能夠充分吸收養(yǎng)分，達(dá)到提高產(chǎn)量的目標(biāo)。在播種時(shí)間方面，馬鈴薯種植沒(méi)有固定的時(shí)間限制，需要農(nóng)民自行控制，如若播種過(guò)早，因環(huán)境溫度難以滿足作物生長(zhǎng)條件，容易產(chǎn)生凍害；如若種植過(guò)晚，高溫和長(zhǎng)期日光照射也會(huì)影響苗株生長(zhǎng)。根據(jù)大量種植經(jīng)驗(yàn)可知，馬鈴薯最佳生產(chǎn)溫度在15～25℃。對(duì)此，農(nóng)業(yè)人員可根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驔Q定是否播種。在機(jī)械化種植中，可根據(jù)農(nóng)民需求選擇馬鈴薯播種機(jī)，如2BN-2型搭配11 kW小四輪拖拉機(jī)，可在種植時(shí)完成兩行播種，提高作物種植效率。在機(jī)械化栽培技術(shù)應(yīng)用中，還可靈活調(diào)整馬鈴薯種植深度，最佳深度為20 cm、壟高可調(diào)節(jié)到10 cm，株距應(yīng)保持在25 cm左右，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化種植目標(biāo)。

2.4 田間管理

2.4.1 在生長(zhǎng)環(huán)境管理方面，為保障種薯的存活和品質(zhì)，應(yīng)對(duì)培育基地環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控管理，引進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)云平臺(tái)，改變傳統(tǒng)種植模式，憑借大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行種薯培育，為其營(yíng)造最佳生長(zhǎng)環(huán)境，提高種薯品質(zhì)，具體措施如下：

在種薯基地設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)光照、空氣溫度、濕度、風(fēng)速、土壤溫濕度等指標(biāo)均可在手機(jī)APP上清楚顯示出來(lái)，數(shù)據(jù)每隔10 s更新一次，保證時(shí)效性；云平臺(tái)還支持自動(dòng)調(diào)控，此種薯喜冷涼，在溫度達(dá)到設(shè)定的最高值后便會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒管理者降溫處理或者自動(dòng)開(kāi)啟降溫裝置，使作物生長(zhǎng)環(huán)境始終適宜，加快生長(zhǎng)發(fā)育；基地在不同角度安裝了高清攝像頭，管理者可通過(guò)移動(dòng)平臺(tái)實(shí)時(shí)掌握種薯地里動(dòng)向，監(jiān)測(cè)生長(zhǎng)狀態(tài)，有助于種薯精細(xì)培育。

2.4.2 在病蟲(chóng)害防治方面，馬鈴薯生長(zhǎng)期間也會(huì)受到病蟲(chóng)害的侵?jǐn)_，農(nóng)業(yè)人員應(yīng)密切關(guān)注作物生長(zhǎng)狀況，針對(duì)病蟲(chóng)害問(wèn)題及時(shí)采取預(yù)防、處理措施，以免作物品質(zhì)受到影響。例如，在炭疽病發(fā)生后會(huì)對(duì)馬鈴薯原體造成侵害，在植株葉片上產(chǎn)生赤褐色斑點(diǎn)，在病情逐漸加劇下，斑點(diǎn)逐漸擴(kuò)大，最終將整個(gè)葉片變成灰褐色，使植株的光合作用受到嚴(yán)重破壞。在發(fā)病之前，種植人員可先用甲基托布津可濕藥液浸泡種子，降低病害發(fā)生率。如若病害已經(jīng)發(fā)生，可利用農(nóng)藥噴灑裝置，在種植基地噴灑一定濃度的敵菌靈可濕粉劑，達(dá)到殺菌抑菌的效果。

2.4.3 為了提高田間管理效果，應(yīng)做好施肥、除草、病蟲(chóng)害防治等工作。在馬鈴薯種植完畢后，種植者應(yīng)及時(shí)除草，以免雜草搶奪陽(yáng)光和養(yǎng)分，影響作物生長(zhǎng)。在智慧農(nóng)業(yè)背景下，通過(guò)機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，與傳統(tǒng)人工除草相比，可使雜草清除效率得到顯著提升，應(yīng)用最為頻繁的是利用噴霧劑噴藥處理。在田間管理中，還要注重施肥工作的科學(xué)開(kāi)展，以往將作物栽培后，通常將肥料施加在地表進(jìn)行開(kāi)溝配合播種，此舉不利于肥料的充分利用，很容易出現(xiàn)大量肥料浪費(fèi)情況，且施肥位置不準(zhǔn)確，影響出苗率，進(jìn)而減少總產(chǎn)量。在智慧農(nóng)業(yè)中，依靠智能肥料噴灑裝置，可將肥料更準(zhǔn)確的施加到指定位置，還可靈活控制施肥深度，將肥料施加在作物種植點(diǎn)下方4 cm左右，可充分利用肥料，促進(jìn)馬鈴薯發(fā)芽和生長(zhǎng)，全面提高施肥效率和質(zhì)量。

3 智慧農(nóng)業(yè)在馬鈴薯優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培中的應(yīng)用案例

3.1 基本情況

以青島西海岸新區(qū)為例，當(dāng)?shù)伛R鈴薯種植的地理位置、光照條件對(duì)脫毒種薯擴(kuò)繁創(chuàng)造具有明顯優(yōu)勢(shì)。馬鈴薯作為當(dāng)?shù)刂匾r(nóng)作物，不但要充分發(fā)揮自然優(yōu)勢(shì)，實(shí)施差別化發(fā)展，注重特色薯選育和利用，還要轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，將智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)引入種植產(chǎn)業(yè)中，依靠新技術(shù)、新模式，促進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)綜合效益提升，推動(dòng)該產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。“荷蘭七號(hào)、大西洋”屬于當(dāng)?shù)靥厣珒?yōu)質(zhì)品種，具有品質(zhì)好、商品性佳等特點(diǎn)，通過(guò)智慧物聯(lián)網(wǎng)、電商營(yíng)銷等方式，使省內(nèi)外市場(chǎng)進(jìn)一步拓展，產(chǎn)品供不應(yīng)求，農(nóng)民獲得了豐厚的種植效益。

3.2 智慧農(nóng)業(yè)的應(yīng)用

在智慧農(nóng)業(yè)模式下，不但使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)打破了環(huán)境制約，實(shí)現(xiàn)反季節(jié)種植，還可促進(jìn)作物自身價(jià)值提升。通過(guò)智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的應(yīng)用，可對(duì)作物生長(zhǎng)的各類環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，農(nóng)戶根據(jù)所得數(shù)據(jù)靈活調(diào)整施肥量、灌溉方式等等，為作物營(yíng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境，節(jié)省勞動(dòng)力投入。智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)涉及到產(chǎn)、供、銷全過(guò)程，當(dāng)?shù)伛R鈴薯栽培中，主要利用以下子系統(tǒng)進(jìn)行栽培管理。

3.2.1 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要功能在于種植基地?cái)?shù)據(jù)采集，如土壤性質(zhì)、溫濕度等；基地視頻采集、生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控；生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)分析；施肥、灌溉等手機(jī)控制、監(jiān)督等。采用空氣溫濕度、光照、CO2等多種傳感器，對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)進(jìn)行全周期監(jiān)控與數(shù)據(jù)化管理，依靠傳感器和土壤成分檢測(cè)，判斷種植期間是否添加有機(jī)化學(xué)合成肥料、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等；根據(jù)RFI天標(biāo)簽對(duì)各批種苗來(lái)源、品類、等級(jí)和生產(chǎn)培育等環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)人信息進(jìn)行識(shí)別。該系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)基礎(chǔ)上，促進(jìn)馬鈴薯品質(zhì)提升，使消費(fèi)者能夠吃到放心菜。

3.2.2 馬鈴薯質(zhì)量溯源系統(tǒng)。該系統(tǒng)的作用在于馬鈴薯安全生產(chǎn)管理、流通管理、質(zhì)量監(jiān)管和追溯管理等。該系統(tǒng)采用固定式RFI天閱讀器對(duì)每個(gè)馬鈴薯進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，對(duì)其生長(zhǎng)密度、環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，依靠網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)時(shí)更新檔案庫(kù)的數(shù)據(jù)信息，通過(guò)條形碼管理進(jìn)行物流追溯、作物質(zhì)量追溯，為消費(fèi)者提供更多產(chǎn)品增值服務(wù)，也為企業(yè)生產(chǎn)者提供一手市場(chǎng)信息。

3.2.3 農(nóng)業(yè)專家遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程傳感提醒、遙控、種植人員和專家雙向音視頻溝通等功能。在系統(tǒng)應(yīng)用中利用4G無(wú)線傳輸技術(shù)、H.264網(wǎng)絡(luò)視頻壓縮技術(shù)，將視頻信息、控制信息等監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)壓縮，再通過(guò)無(wú)線網(wǎng)傳遞給專家，專家足不出戶便可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)、答疑解惑等服務(wù)，再將視頻信息整合起來(lái)，成為完整的遠(yuǎn)程專家診斷產(chǎn)品，為后期馬鈴薯病蟲(chóng)害預(yù)防、田間管理等工作提供依據(jù)。

3.3 其他相關(guān)措施

真正的信息化應(yīng)做到“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”，無(wú)需繁瑣的教程和培訓(xùn)，農(nóng)戶一看就會(huì)，一用就見(jiàn)效，自然會(huì)受到追捧，獲得廣闊的發(fā)展空間，這也是物聯(lián)網(wǎng)融入馬鈴薯種植產(chǎn)業(yè)的最佳情境設(shè)想。對(duì)此，在“物聯(lián)網(wǎng)＋馬鈴薯”的發(fā)展下，不能將重心放在一線農(nóng)戶的教育上，而是從一線你用戶的思維和實(shí)際出發(fā)，因勢(shì)利導(dǎo)，使其對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的觀念在無(wú)形中發(fā)生改變。為了使更多農(nóng)戶接受智慧農(nóng)業(yè)，可采取以下措施。

3.3.1 加快智慧農(nóng)業(yè)APP開(kāi)發(fā)。應(yīng)做到簡(jiǎn)單易用、實(shí)用性強(qiáng)，建議對(duì)馬鈴薯不同種植場(chǎng)景進(jìn)行模擬，按照種植全過(guò)程設(shè)置關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和參數(shù)，根據(jù)農(nóng)戶種植習(xí)慣進(jìn)行應(yīng)用流程優(yōu)化。

3.3.2 打開(kāi)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)通道，依靠互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)扁平化管理。依靠線上傳輸，將消費(fèi)者和馬鈴薯種植戶聯(lián)系起來(lái)，無(wú)論是產(chǎn)品質(zhì)量追溯，還是種植現(xiàn)場(chǎng)視頻調(diào)閱，或者馬鈴薯種植眾籌等，都可以大膽嘗試。

3.3.3 充分利用政策優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展互聯(lián)網(wǎng)示范工程。通過(guò)創(chuàng)建“互聯(lián)網(wǎng)＋”示范種植基地、評(píng)選種植能手等活動(dòng)，樹(shù)立信息化種植理念，大力推廣機(jī)械化、智慧化種植技術(shù)，加強(qiáng)用戶體驗(yàn)，促進(jìn)馬鈴薯種植信息化、機(jī)械化水平的顯著提升。

3.3.4 樹(shù)立互聯(lián)網(wǎng)思維，拓展馬鈴薯信息化服務(wù)市場(chǎng)，吸取打車軟件等先進(jìn)運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，合理配置盈利點(diǎn)，多采用免費(fèi)、補(bǔ)貼等手段進(jìn)行前端推廣，使農(nóng)民受惠，再?gòu)淖魑锓N植的其他環(huán)節(jié)中找回企業(yè)收益。

3.4 應(yīng)用效果

當(dāng)?shù)刈詮囊M(jìn)智慧農(nóng)業(yè)后，使農(nóng)業(yè)種植方式從本質(zhì)上發(fā)生改變，馬鈴薯種植不再看天、憑感覺(jué)，而是依靠科技力量實(shí)現(xiàn)智慧種植，使作物品質(zhì)和產(chǎn)量均得到明顯提升。據(jù)調(diào)查，馬鈴薯平均產(chǎn)量達(dá)到 2 230.9 kg/667m2，與三年前相比平均產(chǎn)量提高13.8%，化肥、農(nóng)藥節(jié)本增效8.5%，還可使馬鈴薯栽培風(fēng)險(xiǎn)極大降低，提高了農(nóng)戶種植信心，依靠智慧農(nóng)業(yè)使農(nóng)民真正實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)增收的目標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，馬鈴薯作為經(jīng)濟(jì)作物，通過(guò)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)的應(yīng)用，使其經(jīng)濟(jì)價(jià)值得到進(jìn)一步提升，對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有強(qiáng)大的推動(dòng)作用。在智慧農(nóng)業(yè)背景下，種植者應(yīng)精準(zhǔn)把握市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，學(xué)習(xí)更多馬鈴薯高產(chǎn)栽培知識(shí)和技能，結(jié)合區(qū)域特點(diǎn)選擇優(yōu)質(zhì)的作物種子品類，并利用傳感器、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等進(jìn)行種植密度、土壤溫濕度、光照、通風(fēng)等指標(biāo)檢測(cè)，不斷優(yōu)化作物栽培細(xì)節(jié)，培養(yǎng)出優(yōu)質(zhì)馬鈴薯成品，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收的目標(biāo)。