藍(lán)莓?dāng)?shù)字化全產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用研究

摘要：隨著數(shù)字技術(shù)與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的深度融合，農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈中的各環(huán)節(jié)進(jìn)行著數(shù)字化變革。以藍(lán)莓?dāng)?shù)字化全產(chǎn)業(yè)鏈為例，提出藍(lán)莓?dāng)?shù)字化全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)設(shè)計(jì)的總體思路和軟硬件實(shí)現(xiàn)方法，從而為數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字農(nóng)業(yè)；全產(chǎn)業(yè)鏈；藍(lán)莓；平臺(tái)

中圖分類號(hào)：F326.1；TP399 " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " "文章編號(hào)：1674-1161（2024）01-0099-02

隨著數(shù)字技術(shù)與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的深度融合，農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈中的各環(huán)節(jié)進(jìn)行著數(shù)字化變革。農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化是以數(shù)字化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為核心，利用現(xiàn)代信息技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)供銷一體化，從而把農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的上中下游聯(lián)結(jié)起來(lái)，以推動(dòng)數(shù)字技術(shù)與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的深度融合[1]。藍(lán)莓是最近幾年市場(chǎng)上一種非常熱銷的新型水果，受到了消費(fèi)者的喜愛(ài)和追捧。藍(lán)莓果實(shí)中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，且作物經(jīng)濟(jì)性較好，因此該產(chǎn)業(yè)是率先實(shí)現(xiàn)數(shù)字化全產(chǎn)業(yè)鏈的目標(biāo)之一。提出藍(lán)莓?dāng)?shù)字化全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)設(shè)計(jì)的總體思路和具體方法，以期為數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 技術(shù)設(shè)計(jì)的總體思路

藍(lán)莓?dāng)?shù)字化全產(chǎn)業(yè)鏈可以采用“數(shù)據(jù)采集-軟件分析-設(shè)備控制”的信息化設(shè)計(jì)思路，即通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境采集設(shè)備來(lái)采集溫室環(huán)境數(shù)據(jù)，再上傳至軟件平臺(tái)，之后軟件平臺(tái)分析實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，得出種植策略，最后下達(dá)至溫室水肥等控制設(shè)備。

1） 數(shù)據(jù)采集方面：由于藍(lán)莓生長(zhǎng)受土壤pH、土壤墑情和二氧化碳含量影響較大，所以要在大棚內(nèi)建設(shè)土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)、棚內(nèi)生態(tài)監(jiān)測(cè)站、氣象站及作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)控，以此來(lái)全面掌控藍(lán)莓生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)、徹底解決過(guò)去“霧里看花”的經(jīng)驗(yàn)種植困境。

2） 軟件分析方面：建設(shè)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)以分析農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)情況，再根據(jù)前端數(shù)據(jù)及專業(yè)種植知識(shí)來(lái)下達(dá)種植策略；建設(shè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)來(lái)管理物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用，使種植人員可以隨時(shí)隨地查看溫室環(huán)境數(shù)據(jù)，從而便于控制溫室智能設(shè)備。

3） 設(shè)備控制方面：為節(jié)約人力成本、應(yīng)對(duì)農(nóng)村勞動(dòng)力外移，藍(lán)莓溫室搭建了具有自動(dòng)控制功能的水肥藥灌溉系統(tǒng)與智能二氧化碳?xì)夥蕶C(jī)，其能夠根據(jù)軟件下達(dá)的指令，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)灌溉、補(bǔ)光、補(bǔ)氣等作業(yè)。

2 硬件設(shè)備對(duì)試驗(yàn)區(qū)的管控

2.1 藍(lán)莓種植的長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)控

聯(lián)動(dòng)監(jiān)控設(shè)備是通過(guò)在藍(lán)莓種植大棚內(nèi)部署硬件監(jiān)控?cái)z像頭，再結(jié)合后臺(tái)的應(yīng)用顯示系統(tǒng)，可直觀地反映藍(lán)莓種植生產(chǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，有利于保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全、提高藍(lán)莓種植園區(qū)的整體管理水平。設(shè)備既可直觀反映藍(lán)莓的長(zhǎng)勢(shì)，也可側(cè)面反映藍(lán)莓生長(zhǎng)的整體狀態(tài)及營(yíng)養(yǎng)水平，并可對(duì)園區(qū)進(jìn)行農(nóng)事臺(tái)賬記錄。

2.2 藍(lán)莓的精準(zhǔn)灌溉和施肥

根據(jù)水源情況來(lái)設(shè)計(jì)灌溉系統(tǒng)。設(shè)備運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)等先進(jìn)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化的灌溉和施肥，且吸肥穩(wěn)定、混肥均勻，可滿足藍(lán)莓產(chǎn)品精細(xì)化種植生產(chǎn)的實(shí)際需求。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)藍(lán)莓不同時(shí)期的生長(zhǎng)需求來(lái)制定灌溉方式，可將水分和養(yǎng)分定量、定時(shí)、按比例地提供給藍(lán)莓植株。水泵的恒壓變頻控制可為水肥藥一體化系統(tǒng)提供一個(gè)恒定的管網(wǎng)壓力，使管網(wǎng)壓力始終保持固定值（0.18 MPa），即水壓不隨打開(kāi)田間閥數(shù)量的多少而變化，以此來(lái)保證系統(tǒng)的安全可靠供水。

2.3 藍(lán)莓棚內(nèi)的環(huán)境信息采集

物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境采集設(shè)備的作用是采集設(shè)施藍(lán)莓種植大棚內(nèi)的環(huán)境信息，其結(jié)合了智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理平臺(tái)等軟件系統(tǒng)，有利于提升藍(lán)莓種植效率、營(yíng)造藍(lán)莓最適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。通過(guò)設(shè)置合適的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可將環(huán)境傳感器采集到的數(shù)據(jù)與適宜藍(lán)莓生長(zhǎng)的環(huán)境數(shù)據(jù)相比較，當(dāng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的環(huán)境濕度高于80%時(shí)，系統(tǒng)會(huì)對(duì)環(huán)境和病蟲(chóng)害進(jìn)行預(yù)警，并提供相應(yīng)的預(yù)警指導(dǎo)措施；當(dāng)傳感器采集到的實(shí)時(shí)溫度大于28 ℃時(shí)，可使用溫度、濕度、氮、磷、鉀、PH/EC檢測(cè)系統(tǒng)，以此來(lái)確保溫室內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)最適宜植物生長(zhǎng)。

2.4 藍(lán)莓氣態(tài)碳源的保障

智能型二氧化碳施肥設(shè)備，可與物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境采集設(shè)備和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理平臺(tái)等系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，當(dāng)藍(lán)莓大棚內(nèi)的二氧化碳濃度低于500 ppm時(shí)，其會(huì)及時(shí)分解經(jīng)多級(jí)凈化而得到的高濃度二氧化碳?xì)怏w，為藍(lán)莓生產(chǎn)提供充足的氣態(tài)碳源，從而滿足藍(lán)莓生長(zhǎng)需要。

2.5 園區(qū)蟲(chóng)情的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智慧殺蟲(chóng)

智能蟲(chóng)情測(cè)報(bào)設(shè)備可在無(wú)人監(jiān)管的情況下，自動(dòng)完成對(duì)共褐飛虱、大螟、稻縱卷葉螟等蟲(chóng)體的誘蟲(chóng)、殺蟲(chóng)、蟲(chóng)體分散、拍照、運(yùn)輸、收集、識(shí)別等系統(tǒng)作業(yè)，并能實(shí)時(shí)將環(huán)境數(shù)據(jù)和病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程上傳至智慧農(nóng)業(yè)云平臺(tái)，在平臺(tái)上就可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別計(jì)數(shù)，繼而對(duì)蟲(chóng)害的發(fā)生與發(fā)展進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，這不僅能滿足蟲(chóng)情測(cè)報(bào)及標(biāo)本采集的需求，還能為園區(qū)蟲(chóng)控提供服務(wù)。

2.6 園區(qū)土壤的墑情監(jiān)測(cè)

利用智能墑情監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)農(nóng)業(yè)園區(qū)的土壤墑情進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)監(jiān)測(cè)，可測(cè)量剖面土壤的水分情況，有利于全面、科學(xué)、真實(shí)地反映被監(jiān)測(cè)區(qū)的土壤變化，并能及時(shí)、準(zhǔn)確地提供各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的土壤墑情狀況，從而為土壤改良和園區(qū)減災(zāi)抗旱提供重要參考信息[2]。

2.7 園區(qū)氣象數(shù)據(jù)分析

利用農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備可監(jiān)測(cè)風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓、雨量、土壤溫濕度等常規(guī)氣象要素并進(jìn)行自動(dòng)記錄、報(bào)警和數(shù)據(jù)聯(lián)通。通過(guò)專業(yè)配套的數(shù)據(jù)采集通信線與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)睫r(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)平臺(tái)以用于統(tǒng)計(jì)分析和處理，從而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理部門(mén)提供環(huán)境治理決策依據(jù)。

3 軟件平臺(tái)確保藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)智能化運(yùn)營(yíng)

3.1 各項(xiàng)數(shù)據(jù)的決策分析

智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)用于集中展示園區(qū)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并通過(guò)與其他應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對(duì)接來(lái)輔助園區(qū)制定管理決策。平臺(tái)能夠預(yù)集農(nóng)業(yè)服務(wù)場(chǎng)景的軟硬件能力與人工智能和大數(shù)據(jù)的結(jié)合，可輸出符合藍(lán)莓園區(qū)的時(shí)間生產(chǎn)模型、恒溫控制生產(chǎn)模型、土壤濕度和土壤肥力控制生產(chǎn)模型、病蟲(chóng)害治理生產(chǎn)模型、氣象生產(chǎn)預(yù)警模型、農(nóng)事操作預(yù)警模型、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施設(shè)備故障預(yù)警計(jì)算模型，之后又能根據(jù)藍(lán)莓在不同時(shí)期對(duì)生長(zhǎng)要素的不同需求來(lái)形成決策指令，再將報(bào)警信息或申請(qǐng)環(huán)境調(diào)整等指令發(fā)送至基地指定的管理人員手中，從而為作物生長(zhǎng)提供最優(yōu)的小氣候環(huán)境。同時(shí)，該平臺(tái)還可提供農(nóng)事行為可視識(shí)別模型、農(nóng)技知識(shí)庫(kù)、藍(lán)莓生產(chǎn)決策模型等，這為園區(qū)的智能化管理奠定了底層支撐基礎(chǔ)。

3.2 優(yōu)化藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)模式

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)調(diào)用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)藍(lán)莓園的種植氣候變化、土壤狀況、水質(zhì)情況、藍(lán)莓生長(zhǎng)、病蟲(chóng)害及灌溉等農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)行遠(yuǎn)程自動(dòng)全方位的監(jiān)控、控制與管理，同時(shí)可對(duì)藍(lán)莓生產(chǎn)中的各種異常情況進(jìn)行自動(dòng)預(yù)警提醒，有利于降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)；通過(guò)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的灌溉、通風(fēng)、降溫、增溫等設(shè)施設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)、減少人工成本的投入。根據(jù)園區(qū)的生產(chǎn)需求，制定建立標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)管理流程，且流程一經(jīng)啟動(dòng)，平臺(tái)就將自動(dòng)進(jìn)行任務(wù)創(chuàng)建、分配與跟蹤，工作人員在手機(jī)上就可收到平臺(tái)發(fā)布的任務(wù)指令，并按任務(wù)要求進(jìn)行農(nóng)事操作與工作匯報(bào)。

3.3 平臺(tái)品牌化培育

藍(lán)莓作為經(jīng)濟(jì)作物的新貴，一直定位于高端漿果市場(chǎng)，而定位高端的首要前提就是做到品牌化。對(duì)此，在藍(lán)莓產(chǎn)品的分等級(jí)包裝和分等級(jí)銷售上可以多做文章，例如“世昌藍(lán)莓”開(kāi)發(fā)上線了農(nóng)業(yè)電商平臺(tái)，做好了農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志、無(wú)公害、綠色、有機(jī)食品認(rèn)證，開(kāi)展了藍(lán)莓產(chǎn)品分級(jí)、初深加工、包裝、商標(biāo)注冊(cè)、品牌打造等建設(shè)，并取得了良好口碑。因此，通過(guò)建設(shè)品牌質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)管理綜合信息服務(wù)平臺(tái)，再利用農(nóng)業(yè)信息化資源的集聚優(yōu)勢(shì)，就可實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)中各參與者的信息溝通、數(shù)據(jù)互換和協(xié)同工作，從而推動(dòng)品牌化培育。

3.4 讓消費(fèi)者全程“看得見(jiàn)”

“農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯平臺(tái)系統(tǒng)”連接了藍(lán)莓生產(chǎn)、檢測(cè)、加工、包裝、銷售、流通等各環(huán)節(jié)，通過(guò)這一平臺(tái)中的任何一個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)均可快速采集、追溯到各種信息。消費(fèi)者通過(guò)二維碼掃碼便可查看藍(lán)莓的生長(zhǎng)故事、看到藍(lán)莓的實(shí)時(shí)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)、了解到藍(lán)莓的安全檢測(cè)種植過(guò)程，借此可實(shí)現(xiàn)對(duì)藍(lán)莓園區(qū)種植、包裝全流程信息的可追蹤性與可追溯性，從而確保了藍(lán)莓園區(qū)供應(yīng)鏈上每一個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的安全透明。

3.5 藍(lán)莓園區(qū)的智能“管家”

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用門(mén)戶平臺(tái)主要針對(duì)政府管理部門(mén)、農(nóng)業(yè)專家、園區(qū)管理人員等，可根據(jù)不同的權(quán)限來(lái)實(shí)現(xiàn)政策信息、預(yù)警信息的及時(shí)發(fā)布，能運(yùn)用全能的“管家”來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化高效控制，如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的氣候變化、土壤狀況、作物生長(zhǎng)、水肥使用、設(shè)備運(yùn)行等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)展示，還可對(duì)異常情況進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警提醒。此外，其還能實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中灌溉、通風(fēng)、降溫、增溫等設(shè)施設(shè)備的遠(yuǎn)程控制[3]，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)管理流程的創(chuàng)建、分配與跟蹤，農(nóng)民與農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的交互等。

參考文獻(xiàn)

[1] 韓旭東，劉闖，劉合光.農(nóng)業(yè)全鏈條數(shù)字化助推鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的理論邏輯與實(shí)踐路徑[J].改革，2023（3）：121-132.

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Research on the Application of Blueberry Digital Whole Industry Chain

HU Xingru

（Liaoning Agriculture Engineering Project Construction Service Center， Shenyang 110000， China）

Abstract： With the deep integration of digital technology and the agricultural industry， all links of the agricultural industry chain are undergoing digital transformation. Taking the blueberry digital whole industry chain as an example， this paper puts forward the overall technical design idea and hardware and software realization method of the blueberry digital whole industry chain， so as to provide reference for the development of digital agriculture.

Key words： "digital agriculture; whole industrial chain; blueberry; platform