智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)在甘薯種植中的實踐與前景探討

中圖分類號：F326 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-9902（2025）12-0015-04

Abstract：Thisstudyfocusesonthesweetpotatocultivationindustryin Heze，providinganin-depthanalysisofthecurrent statusandchalengesoftraditionalplantingmodelswhiledetailingthesmartagriculturetechnologysystemanditspractical applicationsinHeze'swetpotatocultivation.Throughbenefitevaluation，theresearchrevealsitssignificantefectsinincreasing yield，mprovingqualty，reducingcosts，andpromotingsustainabledevelopment.Thestudyalsodirectlyadreseschalengesat thetechnicalconomic，andtalentlevelsduringappication，proposingtargetedcountermeasures.urthemore，itexplorsfuture developmenttrendsandprospectsoftheindustryaimingtoprovideboththeoreticalandpracticalfoundationsforthe transformation and upgrading of the sweet potato industry through smart agriculture technologies.

Keywords： smart agriculture; sweet potato cultivation; practice;prospect; Heze

甘薯（Ipomoeabatatas （L.）Lam.） ）為旋花科（Con-volvulaceae）番薯屬（Ipomoea）作物[1，，起源于中南美洲熱帶地區(qū)，我國是世界上最大的甘薯生產(chǎn)國，甘薯種植面積達 237.9×10⁴hm² ，總產(chǎn)達 5324.6×10⁴t ，分別占世界的 29.5% 和 57.9% ，清朝康熙到乾隆年間在山東得到大面積推廣，菏澤地區(qū)可能在此期間開始種植甘薯。菏澤作為農(nóng)業(yè)大市，甘薯在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位。據(jù)統(tǒng)計2024年菏澤市甘薯種植面積 6500hm² ，平均產(chǎn)量為 40 860kg/hm² ，年總產(chǎn)量在 26559t

本文綜合運用文獻研究法，梳理我國智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域的研究成果；通過實地調(diào)研菏澤多個甘薯種植區(qū)域，獲取一手資料；通過剖析典型案例，總結(jié)實踐經(jīng)驗與發(fā)現(xiàn)問題。創(chuàng)新點在于緊密結(jié)合菏澤地域特色，從技術(shù)、經(jīng)濟、社會等多維度對其應(yīng)用效果與前景進行全面評估。

1智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)在甘薯種植中的發(fā)展現(xiàn)狀

在甘薯種植方面，部分發(fā)達國家利用智慧傳感器實時監(jiān)測土壤與作物生長狀況，通過數(shù)據(jù)分析優(yōu)化種植決策。國內(nèi)近年來對智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的研究與應(yīng)用也取得了長足進步，在一些經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的特色農(nóng)產(chǎn)品種植中，開始試點智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)并取得一定成效。長期以來，傳統(tǒng)種植模式下，甘薯種植依賴大量人力，面臨病蟲害防控難度大、受自然環(huán)境影響顯著等問題，導(dǎo)致產(chǎn)量與質(zhì)量波動明顯，難以滿足市場對高品質(zhì)、穩(wěn)定供應(yīng)甘薯的需求。隨著科技的飛速發(fā)展，智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)運而生，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型帶來了新契機。將智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)引入甘薯種植領(lǐng)域，有望打破傳統(tǒng)種植的瓶頸，提升產(chǎn)業(yè)競爭力，增加農(nóng)民收入，推動鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施。

2菏澤甘薯種植現(xiàn)狀剖析

2.1 種植規(guī)模與分布

菏澤甘薯種植規(guī)模較大，種植面積常年穩(wěn)定在 4.5萬畝（1畝約等于 667m² 左右，主要分布在鄄城 縣、鄆城縣、牡丹區(qū)和東明縣等縣區(qū)，這些地區(qū)土壤肥 沃，多為沙壤土，透氣性良好，十分適宜甘薯生長。

2.2種植品種與特性

菏澤甘薯品種豐富，種植品種主要是濟薯26、煙薯25、商薯19、龍薯9號、普薯32號（西瓜紅）和白哈密（白雪公主）等。其中濟薯26具有高淀粉、高產(chǎn)的特性，淀粉含量可達 18% 以上，適合用于淀粉加工；煙薯25則以其香甜軟糯的口感著稱，烤食風(fēng)味極佳，深受消費者喜愛，在市場上售價較高。不同品種在抗病性、耐旱性等方面也存在差異，煙薯25相對抗病性較弱，在種植過程中需要更注重病蟲害防治；普薯32號具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、商品率高和適應(yīng)性廣等突出特性，其商品名為“西瓜紅”，憑借自身獨特優(yōu)勢嶄露頭角，已成為市場上頗受歡迎的鮮食品種，在國內(nèi)鮮食紅薯市場占據(jù)約 90% 的份額。

2.3傳統(tǒng)種植模式與效益

傳統(tǒng)甘薯種植模式下，從土地翻耕、種苗栽植到田間管理，如除草、施肥、灌溉等環(huán)節(jié)，大多依靠人工完成。在施肥方面，農(nóng)民多憑借經(jīng)驗確定施肥量與施肥時間，難以做到精準施肥，灌溉多采用大水漫灌的方式，浪費水資源，這種種植模式不僅耗費大量人力物力財力，而且產(chǎn)量與質(zhì)量不穩(wěn)定。據(jù)統(tǒng)計，傳統(tǒng)種植模式下，甘薯平均畝產(chǎn)約為 2450kg ，且因品質(zhì)參差不齊，市場售價波動較大，扣除種苗、農(nóng)資、人工和機械等成本后，種植戶的利潤空間有限

2.4面臨的問題與挑戰(zhàn)

隨著農(nóng)村勞動力大量向城市轉(zhuǎn)移，甘薯種植面臨勞動力短缺問題，人工成本不斷攀升。同時，傳統(tǒng)種植方式對病蟲害的監(jiān)測與防治手段落后，病蟲害一旦爆發(fā)，往往造成較大損失。此外，市場對甘薯品質(zhì)與安全性的要求日益提高，傳統(tǒng)種植模式下難以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的精細化管控，難以滿足市場需求。而且，由于缺乏有效的市場信息收集與分析手段，在品種和種植規(guī)模的選擇上存在盲目性，易受市場價格波動影響。

3智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)體系及應(yīng)用原理

3.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過在田間部署各類傳感器，實現(xiàn)對土壤濕度、溫度、光照及土壤肥力等的監(jiān)測，實時采集甘薯生長環(huán)境信息，種植戶可通過手機或電腦終端隨時查看，當(dāng)土壤濕度傳感器檢測到土壤含水量低于設(shè)定閾值時，系統(tǒng)自動觸發(fā)灌溉設(shè)備進行精準灌溉，確保甘薯生長在適宜的水分條件下，避免因缺水或水分過多影響生長。

3.2大數(shù)據(jù)與云計算

大數(shù)據(jù)技術(shù)對甘薯種植過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，包括環(huán)境數(shù)據(jù)、作物生長數(shù)據(jù)、病蟲害數(shù)據(jù)及市場銷售數(shù)據(jù)等進行收集、存儲與分析，無須本地配備高性能計算設(shè)備。通過對多年的氣候數(shù)據(jù)與甘薯產(chǎn)量數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)分析，可預(yù)測不同氣候條件下的最佳種植品種與種植時間。利用大數(shù)據(jù)分析市場需求趨勢，有助于種植戶合理安排種植規(guī)模與品種結(jié)構(gòu)，提高市場適應(yīng)性。

3.3 人工智能與機器學(xué)習(xí)

人工智能中的圖像識別技術(shù)可用于甘薯病蟲害的識別。通過拍攝甘薯植株的葉片、莖蔓等部位的圖像，利用已訓(xùn)練好的病蟲害識別模型，快速準確判斷是否發(fā)生病蟲害及病蟲害的類型。機器學(xué)習(xí)算法可根據(jù)作物生長數(shù)據(jù)，如葉片顏色、植株高度、果實膨大程度等，預(yù)測甘薯的產(chǎn)量與成熟時間，為種植戶制定采收計劃提供科學(xué)依據(jù)。

3.4 智慧農(nóng)機裝備

智慧農(nóng)機裝備在甘薯種植中發(fā)揮著重要作用。自動駕駛拖拉機可按照預(yù)設(shè)路徑進行土地翻耕、起壟作業(yè)，作業(yè)精度高且效率遠高于人工操作。智慧水肥一體機系統(tǒng)，可根據(jù)土壤濕度與肥力傳感器反饋數(shù)據(jù)情況進行精準灌溉施肥。智慧無人機是利用無人機搭載高清攝像頭和紅外成像儀等設(shè)備，對甘薯田間進行病蟲害監(jiān)測，還可以根據(jù)甘薯生長狀況分析作物需肥情況，實現(xiàn)對病蟲害和需肥情況的自動識別和預(yù)警，根據(jù)甘薯的病蟲害發(fā)生情況和生長需求，無人機能夠精準控制施肥和噴撒農(nóng)藥的量，提高防治效果，減少農(nóng)藥用量。在甘薯收獲環(huán)節(jié)，自動化采摘機械能夠快速、高效地完成甘薯的挖掘與分揀，大大降低勞動強度，提高收獲效率。

4智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)在菏澤甘薯種植中的實踐案例

4.1案例一：菏澤堯源農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司

菏澤堯源農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司位于菏澤市鄄城縣閻什鎮(zhèn)申魏莊村，注冊了“堯源\"和“歷山香薯”2個甘薯商標(biāo)，其“地瓜梗\"經(jīng)過加工出口韓國、日本。該農(nóng)業(yè)公司為應(yīng)對勞動力短缺與市場競爭壓力，積極引入智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面，設(shè)立四情監(jiān)測系統(tǒng)平臺，并安裝100多個檢測探頭，實現(xiàn)對2000畝甘薯種植基地的全方位環(huán)境監(jiān)測。采用智慧農(nóng)機裝備進行土地作業(yè)與智慧滴灌水肥一體機灌溉，智慧飛防技術(shù)防治病蟲害，人工成本大幅降低。應(yīng)用智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)后，甘薯畝產(chǎn)提高至 3250kg ，商品薯率大于95% ，優(yōu)質(zhì)果率從原來的 65% 提升至 88% ，“地瓜?！蹦瓿隹诹砍^ 260t ，產(chǎn)品在市場上供不應(yīng)求，經(jīng)濟效益顯著提升。同時，通過對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的記錄與追溯，產(chǎn)品品質(zhì)得到市場認可，品牌知名度逐步提高。該企業(yè)還引入智慧倉儲設(shè)備，甘薯存儲量可達 15000t ，該儲存?zhèn)}對收獲后的甘薯進行智慧化存儲管理，延長了產(chǎn)品保鮮期。通過一系列智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用，企業(yè)的甘薯產(chǎn)品在市場上以高品質(zhì)、穩(wěn)定供應(yīng)著稱，產(chǎn)品附加值大幅提高，經(jīng)濟效益與社會效益雙豐收。

4.2案例二：山東小蠻薯農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司

山東小蠻薯農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司位于菏澤市牡丹區(qū)沙土鎮(zhèn)五道街村，堅信生態(tài)食品的發(fā)展趨勢，遵循農(nóng)作物生長規(guī)律，堅持給地瓜施農(nóng)家肥，并注冊“小蠻薯\"商標(biāo)。該企業(yè)注重技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用，與科研機構(gòu)合作，并探索“地瓜 .+ 教育研學(xué)\"模式，利用人工智能技術(shù)開發(fā)了專門針對菏澤甘薯病蟲害的智慧監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對田間攝像頭拍攝的圖像進行實時分析，能夠在病蟲害發(fā)生初期及時發(fā)出預(yù)警，并提供相應(yīng)的防治方案。在種植管理方面，運用大數(shù)據(jù)與云計算技術(shù)，采用覆膜 + 滴灌智能水肥一體化，實現(xiàn)精準施肥與灌溉，肥料與水資源利用率分別提高了21.5% 和 43% 。采用\"互聯(lián)網(wǎng) + 基地 .+ 農(nóng)戶\"的銷售經(jīng)營模式，通過網(wǎng)紅推銷、主播推銷、電商販賣，以及和農(nóng)產(chǎn)品公司簽訂批發(fā)協(xié)議等方式進行銷售，促進了沙土鎮(zhèn)地瓜產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；?、標(biāo)準化發(fā)展，該公司還開發(fā)了地瓜粉條、紫薯粉皮、地瓜酒等產(chǎn)品，并探索地瓜藤、地瓜皮、地瓜渣等副產(chǎn)物綜合利用技術(shù)。帶動本村及周邊地區(qū)發(fā)展紅薯種植2500余畝，直接帶動就業(yè)150余人，間接帶動就業(yè)500余人，提高了農(nóng)戶生產(chǎn)技術(shù)與收入。

4.3案例對比與經(jīng)驗總結(jié)

2個案例在智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用側(cè)重點上有所不同。案例一更側(cè)重于通過物聯(lián)網(wǎng)與智慧農(nóng)機裝備提升生產(chǎn)效率、降低成本，同時利用大數(shù)據(jù)優(yōu)化種植決策；而案例二則在人工智能病蟲害監(jiān)測預(yù)警及大數(shù)據(jù)精準種植管理及銷售方面具有優(yōu)勢。但兩者都取得了產(chǎn)量提升、質(zhì)量優(yōu)化、成本降低的良好效果。共同經(jīng)驗表明，智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用需要根據(jù)自身實際情況合理選擇與集成，同時注重與市場需求相結(jié)合，加強技術(shù)與管理的協(xié)同創(chuàng)新。此外，加強與科研機構(gòu)合作，能夠為技術(shù)應(yīng)用提供持續(xù)的技術(shù)支持。

5智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用的效益分析

5.1 經(jīng)濟效益

智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用顯著提高了甘薯產(chǎn)量與質(zhì)量。以案例中的農(nóng)業(yè)企業(yè)為例，平均畝產(chǎn)提高了 550～800kg 優(yōu)質(zhì)果率提升15＼～25個百分點。優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品在市場上價格更高，直接增加了銷售收入。同時，智慧農(nóng)機裝備的使用減少了人工成本，精準灌溉與施肥降低了農(nóng)資成本。綜合計算，應(yīng)用智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)后，每畝地的凈利潤增加了700＼～1000元。隨著種植規(guī)模的擴大，經(jīng)濟效益將更加顯著。

5.2 社會效益

智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用為農(nóng)村勞動力提供了新的就業(yè)機會，吸引部分年輕人返鄉(xiāng)從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。同時，帶動了周邊相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如智慧農(nóng)機裝備的維修與保養(yǎng)、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)等。此外，穩(wěn)定的甘薯供應(yīng)保障了下游加工企業(yè)的原料需求，促進了產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定發(fā)展，積極地推動了鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施。

5.3 生態(tài)效益

精準灌溉與施肥減少了水資源與化肥的浪費，降低了對土壤與水體的污染。智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)有助于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的高效利用，通過合理控制施肥量與灌溉量，避免了因過量施肥和灌溉導(dǎo)致的土壤板結(jié)和水體富營養(yǎng)化問題，有利于農(nóng)業(yè)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。

6智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用的挑戰(zhàn)與對策

6.1 面臨的挑戰(zhàn)

6.1.1 技術(shù)層面

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在復(fù)雜的田間環(huán)境下，穩(wěn)定性有待提高，信號傳輸易受干擾。數(shù)據(jù)安全問題突出，種植數(shù)據(jù)存在泄露風(fēng)險。人工智能算法在病蟲害識別等方面，準確率仍需進一步提升，部分罕見病蟲害難以準確識別。

6.1.2 經(jīng)濟層面

智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)設(shè)備購置成本高昂，一套完整的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測與智慧農(nóng)機裝備系統(tǒng)，每畝地前期投入高達2000＼～3000元，對于普通種植戶而言難以承受。后期設(shè)備的維護與升級費用也較高，增加了運營成本。

6.1.3 人才與意識層面

農(nóng)民對智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的認知與接受程度較低，缺乏相關(guān)操作技能與知識。農(nóng)業(yè)技術(shù)人才短缺，尤其是既懂農(nóng)業(yè)種植管理技術(shù)又懂智慧農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的復(fù)合型人才匱乏，制約了智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣與應(yīng)用。

6.2 應(yīng)對策略

6.2.1 技術(shù)改進

加大對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備研發(fā)的投人，提高設(shè)備的穩(wěn)定性與抗干擾能力，提高安全機制。通過收集更多病蟲害樣本，優(yōu)化人工智能算法，提高病蟲害識別準確率。同時，建立專家遠程指導(dǎo)機制，對罕見病蟲害進行人工輔助診斷。

6.2.2 經(jīng)濟扶持

政府出臺補貼政策，對購置智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)設(shè)備的種植戶給予 50%～60% 的補貼，降低前期投入成本。鼓勵金融機構(gòu)開發(fā)針對智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)的信貸產(chǎn)品，為種植戶提供低息貸款。推動設(shè)備制造商降低設(shè)備價格，提高性價比。探索建立設(shè)備租賃模式，降低種植戶使用門檻。

6.2.3人才培養(yǎng)與意識提升

開展智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，通過舉辦培訓(xùn)班、現(xiàn)場示范等方式，提高農(nóng)民對智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的認識與操作能力。在農(nóng)業(yè)院校開設(shè)相關(guān)專業(yè)與課程，培養(yǎng)復(fù)合型農(nóng)業(yè)技術(shù)人才。同時，加強宣傳引導(dǎo)，通過展示智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用的成功案例，提高農(nóng)民應(yīng)用智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的積極性。

7菏澤甘薯種植智慧化發(fā)展前景展望

7.1技術(shù)發(fā)展趨勢

未來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將更加成熟，傳感器將向微型化、高精度、低成本和低功耗方向發(fā)展，實現(xiàn)對甘薯生長環(huán)境更精準、全面的監(jiān)測。大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)將深度融合，能夠更準確地預(yù)測市場需求、優(yōu)化種植方案及實現(xiàn)病蟲害的早期預(yù)警與精準防治。智慧農(nóng)機裝備將實現(xiàn)更高程度的自動化與智慧化，具備自我診斷、智慧避障等功能，進一步提高作業(yè)效率與質(zhì)量。

7.2產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向

隨著智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，甘薯產(chǎn)業(yè)將向規(guī)?；?、標(biāo)準化、品牌化和地域化等方向發(fā)展。規(guī)模化種植將降低甘薯生產(chǎn)成本，提高市場競爭力。標(biāo)準化生產(chǎn)將確保甘薯品質(zhì)穩(wěn)定，提升產(chǎn)品附加值。品牌化和地域化建設(shè)將借助智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)實現(xiàn)的產(chǎn)品追溯與品質(zhì)保障，打造具有地域特色的甘薯品牌，拓展國內(nèi)外市場。同時，智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)將促進甘薯產(chǎn)業(yè)與二、三產(chǎn)業(yè)深度融合，發(fā)展甘薯加工、鄉(xiāng)村旅游等新業(yè)態(tài)。

7.3 潛在風(fēng)險與應(yīng)對

技術(shù)發(fā)展迅速，存在技術(shù)更新?lián)Q代快導(dǎo)致設(shè)備與技術(shù)過時的風(fēng)險。市場競爭加劇，其他地區(qū)甘薯產(chǎn)業(yè)可能也會快速發(fā)展，爭奪市場份額。政策變化可能影響補貼政策與產(chǎn)業(yè)扶持力度。應(yīng)對措施包括建立技術(shù)跟蹤與評估機制，及時更新技術(shù)與設(shè)備；加強品牌建設(shè)與市場開拓，提高產(chǎn)品差異化競爭優(yōu)勢；加強與政府部門溝通，及時了解政策動態(tài)，調(diào)整產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略。

8 結(jié)論與展望

8.1 研究結(jié)論總結(jié)

智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)在菏澤甘薯種植中的應(yīng)用已取得初步成效，在提高產(chǎn)量、優(yōu)化品質(zhì)、降低成本、促進生態(tài)可持續(xù)發(fā)展及帶動社會效益提升等方面展現(xiàn)出巨大潛力。但在技術(shù)、經(jīng)濟、人才等方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)，通過采取針對性的應(yīng)對策略，有望克服這些障礙。案例分析表明，合理選擇與集成智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)，緊密結(jié)合市場需求，能夠?qū)崿F(xiàn)甘薯產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

8.2未來研究方向展望

未來應(yīng)進一步深入研究智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)與菏澤甘薯種植的深度融合，開發(fā)更具針對性、適應(yīng)性的技術(shù)與應(yīng)用模式。加強對智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用效果的長期監(jiān)測與評估，為技術(shù)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。探索智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)在推動甘薯產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈升級中的作用機制，促進產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，為甘薯產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供更有力的技術(shù)與理論支持。

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