大棚油豆角種植技術(shù)中農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與推廣措施

油豆角是蔬菜種植主要品種之一，對(duì)其規(guī)?；N植，確保蔬菜市場(chǎng)油豆角供應(yīng)充足，可合理利用溫室大棚展開種植。由于利用大棚種植油豆角需管控種子質(zhì)量、棚內(nèi)種植濕度、溫度，故可結(jié)合農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)協(xié)同種植。通過各種傳感器設(shè)備，采集分析棚內(nèi)油豆角生長(zhǎng)情況以及濕度、溫度數(shù)據(jù)，利于及時(shí)調(diào)整棚內(nèi)情況，以此為油豆角大棚種植培育創(chuàng)設(shè)良好環(huán)境。

一、大棚油豆角種植物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

油豆角大棚種植，涉及植株育苗階段、苗期階段以及田間管理階段。在此階段有效開展管理工作，可促進(jìn)油豆角快速生長(zhǎng)，保障油豆角生長(zhǎng)質(zhì)量。由于3個(gè)管理階段貫穿油豆角種植整體脈絡(luò)，故油豆角種植前，應(yīng)確保物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在棚內(nèi)種植整體過程。利用物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)智能大棚系統(tǒng)，分割種植區(qū)域，若油豆角大棚種植面積超500平方米，可將其劃分為6大區(qū)域。并針對(duì)各個(gè)區(qū)域環(huán)境，配置感知節(jié)點(diǎn)，例如土壤pH酸堿度感知節(jié)點(diǎn)、co感知節(jié)點(diǎn)等，以此對(duì)棚內(nèi)土壤pH酸堿度以及co進(jìn)行控制。安裝節(jié)點(diǎn)時(shí)，需注意，需將節(jié)點(diǎn)安裝至噴淋節(jié)點(diǎn)上方，避免后續(xù)補(bǔ)充土壤濕度時(shí)，淋濕各節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，為確保油豆角出苗期及生長(zhǎng)期生長(zhǎng)情況良好，種植人員需掌握棚內(nèi)土壤濕度情況。需在大棚內(nèi)部合理配置土壤感知節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度，適當(dāng)灌溉。展開灌溉工作，可結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)配置自動(dòng)調(diào)控節(jié)點(diǎn)，若區(qū)分6大區(qū)域，其最終配置節(jié)點(diǎn)數(shù)量可在40個(gè)左右。并且在其大棚內(nèi)裝配視頻監(jiān)控系統(tǒng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)傳感器可分為sink與mesh兩節(jié)點(diǎn)，比例為1∶2，若種植面積較大，可在棚內(nèi)配置2套。注意，大棚入口區(qū)域應(yīng)配置1套監(jiān)控系統(tǒng)，并將云臺(tái)技術(shù)融入監(jiān)控系統(tǒng)中，可動(dòng)態(tài)調(diào)整監(jiān)控?cái)z像頭角度，利于工作人員遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)油豆角生長(zhǎng)情況。另外，為確保監(jiān)控信息高效傳遞，且信息傳遞具備準(zhǔn)確性，工作人員應(yīng)將mesh節(jié)點(diǎn)，分別配置在大棚外側(cè)和監(jiān)控室內(nèi)，且距離不可超過1000米，還需避免二者之間存在遮擋物。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在大棚內(nèi)部開發(fā)智能大棚系統(tǒng)，通過安裝感知節(jié)點(diǎn)、傳感器，有效控制田間管理各項(xiàng)工作，以此實(shí)現(xiàn)油豆角高效率、高質(zhì)量生長(zhǎng)。

1、種植育苗階段物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

油豆角自身富含多項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，屬于優(yōu)質(zhì)的食用菜豆。挑選油豆角時(shí)，為保證口感良好、營(yíng)養(yǎng)充足，應(yīng)選擇色澤鮮艷、籽粒飽滿的豆角。現(xiàn)階段，蔬菜市場(chǎng)針對(duì)油豆角需求量增加，需合理調(diào)整農(nóng)業(yè)蔬菜結(jié)構(gòu)，大力推廣溫室大棚蔬菜種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展，其大棚油豆角種植技術(shù)也被廣泛應(yīng)用。其中，為保證油豆角自身膳食纖維，需提高油豆角種植質(zhì)量，加強(qiáng)油豆角種植育苗階段的種子選擇、處理以及種植工作。在育苗階段種植技術(shù)實(shí)施期間，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為油豆角育苗打造良好環(huán)境。

①種子選擇

目前，市場(chǎng)上常見豆角種類較多，其各豆角品種播種時(shí)間及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值均存在差異性，因此，選擇油豆角品種時(shí)，需根據(jù)油豆角價(jià)值需求、播種時(shí)間以及大棚內(nèi)部情況合理選擇。通常情況下，油豆角包括矮豇豆和長(zhǎng)豇豆，矮豇豆品種特征是種子部位膨脹不明顯，且最終產(chǎn)量較低，但品質(zhì)較高，故售價(jià)較高。長(zhǎng)豇豆品種特征是莖蔓生長(zhǎng)可達(dá)2-5米，并且產(chǎn)量較高，例如，之豇28-2品種，產(chǎn)量可達(dá)1750-2000千克/畝。確定種植矮豇豆或長(zhǎng)豇豆后，應(yīng)根據(jù)種植時(shí)間，先行建設(shè)大棚，并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，掌握棚內(nèi)影響蔬菜生長(zhǎng)的各項(xiàng)因素實(shí)際情況。通過空氣傳感器可掌握棚內(nèi)濕度、溫度，此類傳感器可利用RFID技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，且SHT10芯片，可精準(zhǔn)測(cè)量2項(xiàng)數(shù)據(jù)。再利用土壤傳感器，了解土壤內(nèi)部水分含量，此類傳感器設(shè)備可集成熱敏電阻，進(jìn)而動(dòng)態(tài)感知土壤內(nèi)部溫度信息。并且可測(cè)量土壤介電常量，以此獲取土壤含水量數(shù)據(jù)。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，充分了解大棚內(nèi)部溫度、濕度及土壤情況。再合理選擇油豆角種植品種，確保油豆角種子與土壤適配性，可進(jìn)一步保證油豆角育苗階段出苗情況良好。

②浸種消毒

油豆角播種前，其浸種消毒工作為重中之重，可有效消除種子上吸附的病菌、蟲卵。一般情況下，可選擇溫湯浸種方法消毒，也可采用高錳酸鉀浸泡法，即利用3%濃度的高錳酸鉀溶液，對(duì)油豆角種子浸泡10分鐘。浸泡后利用清水沖洗，再將其放置在溫水中浸泡1夜，此過程需利用溫度傳感器，合理控制溫水溫度在28℃左右，浸泡后將其撈出進(jìn)行晾曬，以待后續(xù)播種使用。

③土苗床以及營(yíng)養(yǎng)缽育苗

油豆角育苗時(shí)，通常采用土苗床育苗或營(yíng)養(yǎng)缽育苗兩種方式。

土苗床育苗：種植人員需準(zhǔn)備營(yíng)養(yǎng)含量充足的土壤，并將其均勻鋪灑在育苗床上，此過程應(yīng)合理控制營(yíng)養(yǎng)土厚度，可將12厘米作為厚度標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行鋪灑，并將其育苗床放至溫室中。種植人員播種時(shí)，需以10平方米× 10平方米展開播種，各種植穴需播種2粒，并將傳感器設(shè)備安裝至育苗床上，通過傳感裝置獲取育苗床土壤信息及幼苗生長(zhǎng)情況，以便及時(shí)向種植人員反饋。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)測(cè)，不僅可以控制育苗生長(zhǎng)情況，還能夠進(jìn)一步降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度。

營(yíng)養(yǎng)缽育苗：需事先準(zhǔn)備營(yíng)養(yǎng)缽，其口徑為10×10厘米，并在營(yíng)養(yǎng)缽中添加一定比例的家用復(fù)合肥，用水淋濕營(yíng)養(yǎng)缽后方可進(jìn)行播種。播種時(shí)可在各個(gè)營(yíng)養(yǎng)缽中，播種3-4粒種子，再將育苗床放置溫室中。利用土壤傳感器獲取育苗區(qū)域溫度數(shù)據(jù)，利于工作人員及時(shí)控制育苗區(qū)域溫度，使用此方法育苗，溫度應(yīng)控制在20℃左右。

2、大棚油豆角種植苗期階段物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

①溫度管理

油豆角出苗階段，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)管理大棚溫度，傳感器裝置相較于普通溫度計(jì)，測(cè)溫精度較高。播種后，可利用傳感裝置，動(dòng)態(tài)監(jiān)控大棚內(nèi)部環(huán)境因素，確保溫度因素合理控制在25℃左右，可有效促進(jìn)油豆角幼苗生長(zhǎng)。幼苗出苗后，需適當(dāng)下降棚內(nèi)溫度，可下降至20℃左右，并協(xié)同展開棚內(nèi)通風(fēng)工作。后續(xù)種植人員，可根據(jù)油豆角生長(zhǎng)情況，持續(xù)下降大棚內(nèi)白天溫度，保證油豆角幼苗在光照充足情況下，逐漸適應(yīng)外部溫度，可提高油豆角苗期階段自身穩(wěn)定性。同時(shí)，種植人員需在棚內(nèi)安裝報(bào)警裝置，利用報(bào)警裝置，進(jìn)一步保證油豆角出苗階段安全性以及幼苗自身質(zhì)量。針對(duì)大棚內(nèi)溫度，在傳感裝置上設(shè)置大棚溫度、濕度標(biāo)準(zhǔn)值，若其影響因素存在一定波動(dòng)，自動(dòng)報(bào)警裝置可及時(shí)預(yù)警。也可通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控棚內(nèi)情況，利用煙霧傳感器監(jiān)測(cè)棚內(nèi)溫度，若溫度較高，也可及時(shí)觸發(fā)報(bào)警信號(hào)，以便種植人員及時(shí)前往棚內(nèi)處理，以此避免油豆角幼苗損失。并且自動(dòng)報(bào)警功能，也可高效識(shí)別棚內(nèi)農(nóng)作物，進(jìn)而幫助檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)其棚內(nèi)農(nóng)作物生長(zhǎng)圖像進(jìn)行繪制。還可通過檢測(cè)算法，識(shí)別農(nóng)作物形狀及顏色，利于通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，合理掌握油豆角生長(zhǎng)情況。

②水分管理

利用營(yíng)養(yǎng)缽進(jìn)行育苗，實(shí)現(xiàn)油豆角種植，棚內(nèi)土壤易干燥，因此，需定期澆水，可在棚內(nèi)安裝土壤傳感器，以此監(jiān)測(cè)土壤內(nèi)部動(dòng)態(tài)濕度，根據(jù)土壤含水量信息，科學(xué)開展灌溉工作。并通過土壤傳感器控制灌溉量，保證含水量充足后，需停止灌溉。水分管理過程中，種植人員需注意，油豆角幼苗定植前7-10天，不可展開澆水工作，方可有效促進(jìn)幼苗進(jìn)入煉苗環(huán)節(jié)，一定程度上可促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)。

3、大棚油豆角種植田間管理物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)造的智能大棚系統(tǒng)，其平臺(tái)基礎(chǔ)框架為多層級(jí)框架，且各層級(jí)，由不同設(shè)備支持各項(xiàng)工作順利開展。首先，前端傳感框架，可實(shí)現(xiàn)棚內(nèi)信息交互采集，主要采集棚內(nèi)植株信息以及環(huán)境信息，并將采集信息作為大棚種植管理工作開展的參考依據(jù)，其次，中層級(jí)框架是信息傳輸平臺(tái)。此平臺(tái)構(gòu)建的信息數(shù)據(jù)傳輸層，可與各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)庫。最后，后層框架則為后端平臺(tái)，即控制平臺(tái)。針對(duì)傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)，通過控制系統(tǒng)分析計(jì)算，再根據(jù)棚內(nèi)種植物實(shí)際需求，合理實(shí)施各項(xiàng)管理工作。油豆角田間管理，主要包括中耕松土、水肥管理、溫度控制以及通風(fēng)管理工作等。

①中耕松土

智能大棚系統(tǒng)，可對(duì)大棚內(nèi)部各項(xiàng)信息采集控制，此過程涉及環(huán)境信息采集以及控制系統(tǒng)。實(shí)際工作是控制終端及采集控制器，可有效控制傳感器設(shè)備，電磁閥以及繼電氣設(shè)備等，進(jìn)而獲取空氣濕度、溫度、光照強(qiáng)度，空氣溫濕度等數(shù)據(jù)。并利用配置的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，將采集的環(huán)境因素參數(shù)等數(shù)據(jù)輸送到控制系統(tǒng)中，此過程即利用無線傳輸方式。通過智能系統(tǒng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的反饋，獲取油豆角實(shí)際生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)，方可實(shí)施后續(xù)工作。而為有效保證油豆角生長(zhǎng)環(huán)境良好，根據(jù)數(shù)據(jù)反饋，可通過中耕松土方式，適當(dāng)提高土壤表面溫度，以此可促進(jìn)油豆角根系加快生長(zhǎng)。通常情況下，油豆角田間管理過程中，展開中耕工作，其周期7-10天，方可對(duì)油豆角根系實(shí)施二次新土培育，促進(jìn)豆角植株生長(zhǎng)時(shí)側(cè)根多生，保證油豆角植株后期抽蔓期人字架順利搭建。

②水肥管理

油豆角大棚種植生長(zhǎng)過程中，管理水肥，可令棚內(nèi)種植土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足，進(jìn)而保證油豆角生產(chǎn)效率及生產(chǎn)質(zhì)量。而展開管理工作，智能大棚系統(tǒng)可根據(jù)棚內(nèi)物質(zhì)所需，合理提供水肥資源，在保證水肥資源供應(yīng)充足下，避免資源浪費(fèi)。例如，油豆角種植定植前，其土壤應(yīng)合理施用基肥，每畝地可施用2000-3000千克農(nóng)家肥和50克復(fù)合肥。植株生長(zhǎng)至開花前，此階段若出現(xiàn)干旱情況，需適當(dāng)展開灌溉工作，通過土壤感知節(jié)點(diǎn)，對(duì)棚內(nèi)植株進(jìn)行澆水，可促進(jìn)植株茁壯生長(zhǎng)。同時(shí)，針對(duì)植株根部溫度情況，可利用耕培土農(nóng)藝法提高根部溫度，為植株生長(zhǎng)提供良好的土壤情況。另外，若種植矮豇豆，當(dāng)植株生長(zhǎng)至抽蔓期時(shí)，需通過土壤感知器，獲取土壤水分含量及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，實(shí)施追肥灌水操作，通常每10天澆水1次。通過土壤傳感器，可對(duì)油豆角種植土壤水分含量實(shí)時(shí)檢測(cè)，再通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)合理控制排水量，在保證油豆角植株生長(zhǎng)需求基礎(chǔ)上，最大化利用水肥資源。

③通風(fēng)管理

油豆角種植過程中，開展通風(fēng)管理工作，可有效控制棚內(nèi)溫度、濕度，也可令棚內(nèi)植株有效獲取二氧化碳。通風(fēng)管理工作過程中，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可通過無線傳輸令通風(fēng)管理工作實(shí)現(xiàn)智能化控制。一般情況下，植株定植后，7天內(nèi)棚內(nèi)不可進(jìn)行通風(fēng)換氣，不利于棚內(nèi)溫濕度控制。后續(xù)隨著植株生長(zhǎng)，棚內(nèi)溫度會(huì)逐漸升高，若溫度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，則需展開短暫通風(fēng)工作，此過程應(yīng)注意棚內(nèi)植株適宜溫度需在25℃左右。當(dāng)植株生長(zhǎng)至開花期時(shí)，棚內(nèi)溫度則需下降至20℃，此時(shí)，需對(duì)大棚全面通風(fēng)換氣，幫助植株通過風(fēng)力進(jìn)行授粉，以此促進(jìn)產(chǎn)量提高。而在上述通風(fēng)管理工作中，智能大棚系統(tǒng)可控制棚內(nèi)指定通風(fēng)設(shè)備，例如，通風(fēng)機(jī)、加濕器、開窗系統(tǒng)，冷風(fēng)機(jī)等設(shè)備，在保證棚內(nèi)良好通風(fēng)基礎(chǔ)上，有效調(diào)節(jié)棚內(nèi)溫度、濕度、光照、氧氣等因素。

④溫度控制

植株生長(zhǎng)階段溫度標(biāo)準(zhǔn)與植株幼苗期溫度標(biāo)準(zhǔn)一致。定植后，棚內(nèi)白天溫度依舊控制在20℃左右，而夜間溫度則需保持在15℃，是油豆角植株生長(zhǎng)的有效條件因素。而對(duì)其溫度進(jìn)行控制，則是控制棚內(nèi)空氣溫度，不是土壤溫度。利用空氣傳感器，監(jiān)測(cè)空氣溫度，若溫度過高，可自行展開通風(fēng)工作，也可通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)棚內(nèi)通風(fēng)設(shè)備自動(dòng)啟動(dòng)，以此穩(wěn)定棚內(nèi)溫度值，保證油豆角植株生長(zhǎng)環(huán)境良好。

二、大棚油豆角種植病蟲害防治中物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

油豆角種植過程中，會(huì)受多種病害侵?jǐn)_，一定程度上可降低油豆角生產(chǎn)產(chǎn)量，損害油豆角生產(chǎn)品質(zhì)。通常情況下，常見病害包括細(xì)菌疫病、灰霉病、豆莢螟以及斑潛蠅蟲害等。針對(duì)此類病害展開防治處理，農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可發(fā)揮重要作用，可根據(jù)病害品種及發(fā)病實(shí)際情況，采取多樣化防治措施。

1、細(xì)菌疫病

針對(duì)細(xì)菌疫病防治，細(xì)菌疫病主要影響植株莖蔓以及豆莢，令其上方出現(xiàn)皺縮和凹陷現(xiàn)象，而若不及時(shí)展開防治措施，會(huì)逐漸導(dǎo)致植株枯死。防止此類病害，可在種植前期，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)篩選對(duì)比種植品種，以抗病害能力較強(qiáng)油豆角品種為最佳。并利用無毒性藥劑，對(duì)油豆角種子展開拌種處理，從根本上降低疫病發(fā)病概率。其后續(xù)田間管理階段，若爆發(fā)細(xì)菌疫病，可摘除發(fā)病葉片，并利用氯氨酮粉劑噴灑至未發(fā)病葉片上，實(shí)現(xiàn)全方位治理。

2、灰霉病

針對(duì)灰霉病病害防治，植株灰霉病病害，常導(dǎo)致植株莖、花、葉上出現(xiàn)灰霉以及莢部凹陷。種植人員防治此類病害，需合理管控棚內(nèi)濕度、溫度。通過傳感器實(shí)時(shí)觀察濕度、溫度，防止棚內(nèi)土壤及空氣濕度過高，導(dǎo)致霉菌大幅度滋生，并且應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)通風(fēng)管理工作。也可采取煙霧法和粉塵法等化學(xué)防治手段，抑制灰霉病滋生。

3、豆莢螟和斑潛蠅

針對(duì)豆莢螟和斑潛蠅病害，需適當(dāng)加強(qiáng)田間管理工作，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)測(cè)土壤養(yǎng)分含量，適量施肥，避免施肥過量，為病害提供良好的滋生環(huán)境。若蟲害大幅度暴發(fā)，則需利用化學(xué)藥劑防治，例如利用氰戊菊酯防治豆莢螟。

三、基于油豆角種植階段物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

油豆角大棚種植階段，為保證油豆角生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，可利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建監(jiān)控系統(tǒng)，將其安裝至大棚內(nèi)，以此實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控及控制互動(dòng)。種植人員需將局域網(wǎng)配置在棚內(nèi)，利用交換機(jī)、路由器以及光纖網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備，構(gòu)建棚內(nèi)智能化監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括智能監(jiān)控和手動(dòng)遠(yuǎn)程控制兩種模式。智能控制則是通過感知層監(jiān)控，傳感器終端各個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)，并通過RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)中心，再將油豆角大棚內(nèi)各項(xiàng)數(shù)據(jù)繪制成可視化圖表，可直觀了解棚內(nèi)各因素實(shí)際情況。若棚內(nèi)各因素參數(shù)發(fā)生偏差，可通過手動(dòng)遠(yuǎn)程控制，自動(dòng)化管控各項(xiàng)參數(shù)，調(diào)整棚內(nèi)內(nèi)部環(huán)境，保障大棚內(nèi)油豆角種植環(huán)境優(yōu)良。

綜上所述，在大棚內(nèi)展開油豆角種植工作，需從多角度考慮油豆角生長(zhǎng)情況。貫徹落實(shí)各項(xiàng)種植技術(shù)及管理工作，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)大棚智能化控制。通過構(gòu)建智能化系統(tǒng)，運(yùn)用各項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，為油豆角大棚種植打造良好的生長(zhǎng)環(huán)境，進(jìn)而提高油豆角生產(chǎn)產(chǎn)量及質(zhì)量，可促進(jìn)油豆角大棚種植長(zhǎng)久發(fā)展。

（作者單位：125200 遼寧省綏中縣農(nóng)業(yè)事務(wù)服務(wù)中心）

DOI： 10.3969/j.issn.1003-1650.2024.28.024