數(shù)字化應(yīng)用賦能甘薯種植技術(shù)

摘要：近年來，山亭區(qū)在甘薯“藏糧于地、藏糧于技、藏糧于庫(kù)”和農(nóng)產(chǎn)品數(shù)字化應(yīng)用賦能理念的推動(dòng)下，甘薯信息數(shù)字化農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)程不斷推進(jìn)，為甘薯種植數(shù)字化賦能，推進(jìn)優(yōu)質(zhì)、高效田間管理與種植技術(shù)應(yīng)用，成為甘薯增產(chǎn)保收的“數(shù)字屏障”。該文對(duì)此進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，以供參考。關(guān)鍵詞：數(shù)字化；賦能；甘薯產(chǎn)業(yè)；種植技術(shù)；應(yīng)用數(shù)字賦能甘薯產(chǎn)業(yè)，圍繞數(shù)字化開展甘薯農(nóng)業(yè)技術(shù)攻關(guān)，運(yùn)用人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等高科技手段和智慧農(nóng)業(yè)平臺(tái)集成技術(shù)，采集、分析甘薯生長(zhǎng)發(fā)育過程中全維數(shù)據(jù)，對(duì)甘薯整個(gè)生命周期生產(chǎn)與種植管理進(jìn)行精準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析，大幅度減少了在甘薯種植各個(gè)環(huán)節(jié)中的勞動(dòng)力消耗，推動(dòng)了甘薯高質(zhì)量發(fā)展與智慧創(chuàng)新模式的應(yīng)用，為今后甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以及農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、農(nóng)村繁榮提供了新方向，具有重要意義。

1數(shù)字化應(yīng)用賦能-甘薯數(shù)字農(nóng)場(chǎng)建設(shè)1.1

數(shù)字感知通過安裝的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)者也可以使用手機(jī)查看作物長(zhǎng)勢(shì)，以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)苗情、蟲情、作物生長(zhǎng)情況、環(huán)境（空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照、風(fēng)速）等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)每隔10s更新1次，極大地保證了數(shù)據(jù)的時(shí)效性。在此過程中用到的感知傳感，是智慧感知的核心。感知傳感是通過LORA技術(shù)、GPS技術(shù)等，融合2D、3D技術(shù)，采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的信息，運(yùn)用Hightopo全程零代碼搭建3D輕量化LowPoly可視化數(shù)字農(nóng)聲，1:1還原農(nóng)場(chǎng)的區(qū)域規(guī)劃，展開對(duì)農(nóng)作物間的網(wǎng)格化管理。1.2

智慧生產(chǎn)推行智慧設(shè)施規(guī)模化發(fā)展甘薯種植業(yè)，為甘薯品種良種化、栽培標(biāo)準(zhǔn)化，改善品質(zhì)，提高單產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。通過研發(fā)脫毒甘薯種苗，可生產(chǎn)出抗病性強(qiáng)、高純度的脫毒甘薯原種和一級(jí)種薯。用這些脫毒種苗生產(chǎn)的甘薯原原種作為種薯投入大田生產(chǎn)，不僅可以降低生產(chǎn)成本，而且有效改善甘薯品質(zhì)，為做強(qiáng)甘薯產(chǎn)業(yè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障，并有效加快甘薯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展步伐。如某市對(duì)脫毒種薯進(jìn)行生產(chǎn)繁育，從最初年生產(chǎn)100噸左右的脫毒種薯，產(chǎn)量逐步增加到1000噸左右。按照原計(jì)劃每年生產(chǎn)200萬株脫毒試管苗，1000萬粒原種，1500噸的原種[1]。1.3

智能服務(wù)甘薯智慧服務(wù)平臺(tái)可由政府監(jiān)管平臺(tái)、價(jià)格監(jiān)管系統(tǒng)、預(yù)警管理系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)化管理系統(tǒng)、溯源服務(wù)平臺(tái)、農(nóng)產(chǎn)品投入平臺(tái)和社會(huì)化服務(wù)平臺(tái)等組成。大致實(shí)現(xiàn)基本信息收集，采集氣象、土壤墑情、全國(guó)甘薯市場(chǎng)價(jià)格的數(shù)據(jù)，建立本地化農(nóng)業(yè)專家?guī)?，形成?shù)字農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)框架和數(shù)字農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)信息池?？赏ㄟ^大數(shù)據(jù)算法分析畫像，匹配全國(guó)60多萬家企業(yè)的甘薯需求信息，快速拓展目標(biāo)區(qū)域，獲取下游訂單，以銷定產(chǎn)的形式幫助農(nóng)民減少甘薯種植的盲目性，助力增收。使用某數(shù)字服務(wù)基地的畝產(chǎn)中位數(shù)相比2020年提高約31.5%，增產(chǎn)近1噸，產(chǎn)量和品質(zhì)提升超過了15%。2數(shù)字化賦能甘薯種植技術(shù)的應(yīng)用2.1

甘薯選種、播種技術(shù)2.1.1通過大數(shù)據(jù)信息或平臺(tái)科學(xué)選種棗莊市地處魯中南低山丘陵南部地區(qū)，為黃淮沖擊平原,海拔30～40m，土壤砂漿黑土，土壤肥沃，屬暖溫帶季風(fēng)型大陸性氣候，光照好、積溫高、熱量豐富、雨量充沛，適合甘薯種植。通過大數(shù)據(jù)選種，不僅考慮產(chǎn)地環(huán)境、土壤墑情等客觀因素，還要結(jié)合商品薯市場(chǎng)前景、價(jià)格、交易方式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)化進(jìn)程、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、視域范圍內(nèi)播種面積比等方面進(jìn)行分析，最后確定生育期適中、產(chǎn)量高、抗逆性強(qiáng)、薯型好、芽眼少的品種，例如‘科薯6號(hào)’‘墾育5號(hào)’‘墾育7號(hào)’‘05-4-22’‘滕育1號(hào)’‘xs-03’‘魯引一號(hào)’等，最大限度貼合甘薯市場(chǎng)走向，避免滯銷情況出現(xiàn)。2.1.2精準(zhǔn)播種-機(jī)械點(diǎn)播

智能一體化播種：GL660甘薯播種機(jī)將“無人駕駛”智能終端傳感器安裝在拖拉機(jī)、播種機(jī)方向盤上的電機(jī)上，通過北斗導(dǎo)航自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制設(shè)備的行進(jìn)路線，一次性完成起壟、播種、施肥、鋪設(shè)滴灌帶、覆膜工序。工作效率：4～8667m2/h；行數(shù)：6行；行距：75～90cm；播深：10～15cm；株距范圍：25～30cm；播種深度：10～15cm；空株率：≤1.7%。播種時(shí)間在3月中上旬。播種量為5500株/667m2，達(dá)到80～100667m2/天，薯種播入穴內(nèi)后用營(yíng)養(yǎng)土覆蓋，蓋土厚度不見芽苗，在地表噴施新高脂膜保溫保墑，防止土壤板結(jié)，提高出苗率。播種時(shí)，按40cm左右的行間開溝，將薯塊按20cm的株距排于溝中，從兩側(cè)覆土起壟，覆土深度在10～12cm，壟底寬40cm左右，高20cm，播種5000～6000塊/667m2。2.2

苗期、田間管理（1）間苗、補(bǔ)苗-精準(zhǔn)識(shí)別與苗情生長(zhǎng)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)①精準(zhǔn)識(shí)別與苗情生長(zhǎng)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)可以提供作物的生態(tài)環(huán)境和作物生長(zhǎng)的各種信息，它基于微觀與宏觀的全方位數(shù)據(jù)強(qiáng)化AI模型，應(yīng)用于作物的長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)，將3G/4G無線路由器、720°高清攝像、蓄電池、監(jiān)控專用箱、高精度溫度濕度傳感器、土壤傳感器、5G視頻監(jiān)控、土壤監(jiān)測(cè)傳感器等進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備布局，以采集間苗、補(bǔ)苗作業(yè)深度數(shù)據(jù)，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，或利用實(shí)時(shí)景象傳到監(jiān)測(cè)平臺(tái)，農(nóng)戶可以隨時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，輕松掌握間苗、補(bǔ)苗時(shí)機(jī)。

（2）水肥管理-智能水肥滴灌系統(tǒng)智能水肥滴灌系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物自動(dòng)化澆水、施肥，省時(shí)省力，節(jié)水省肥，經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益都非常突出，與常規(guī)技術(shù)種植甘薯相比，智能水肥滴灌系統(tǒng)平均畝增產(chǎn)量達(dá)2735kg，節(jié)肥30%、節(jié)水40%、省工50%。該系統(tǒng)自帶太陽能供電系統(tǒng)和GPRS上傳模塊，功耗低，內(nèi)置空氣溫度（±0.01℃）、濕度（±2%RH）、大氣壓（0.2Pa）、噪聲（31.5～8kHz）、pm2.5(最小分辨粒徑0.3μm)、TSP(測(cè)定范圍：0.01～10000μg/m3)等傳感器，可隨意布置在有陽光的區(qū)域，支持手機(jī)端、電腦端實(shí)時(shí)24小時(shí)視頻監(jiān)控。

（3）病蟲害防治病蟲害防治主要依靠“智能+人工”精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)和智能巡田機(jī)器人，其中“智能+人工”精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)可以提前監(jiān)測(cè)病蟲害周期，并預(yù)測(cè)最佳防治時(shí)期和防治措施，通過建立病蟲害監(jiān)測(cè)點(diǎn)，各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用測(cè)報(bào)儀器與人工輔助相結(jié)合的方式，定期獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析匯總，對(duì)未來1至2周各類病蟲害發(fā)生趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。例如：基于人工智能+云計(jì)算+互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“甘薯病蟲害人工智能診斷系統(tǒng)—土豆醫(yī)生”，用手機(jī)拍照即可識(shí)別甘薯病蟲害，識(shí)別晚疫病的準(zhǔn)確率達(dá)到97.5%以上，晚疫病發(fā)生預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率提升到95%以上，施藥時(shí)間更為精準(zhǔn)、防控更為有效，篩選出晚疫病防效在95%以上的綠色新型高效殺菌劑和生物農(nóng)藥，在大面積生產(chǎn)應(yīng)用中對(duì)晚疫病的防效達(dá)90%以上，平均每667m2可減少4次用藥、每畝農(nóng)藥施用量減少50%以上、節(jié)約用藥成本80～120元。智能巡田機(jī)器人則通過搭載農(nóng)情采集組件和其他多類型傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)情的識(shí)別定位處理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)甘薯的生長(zhǎng)和病蟲害情況，它根據(jù)設(shè)備設(shè)定的程序、算法等，智能識(shí)別判斷，在3～1000m任意距離水平移動(dòng)，5～15m/min，垂直升降距離0.2～1.5m，通過RS-485、以太網(wǎng)、無線WIFI等方式通訊，以無縫滑環(huán)式供電，可不間斷工作，并根據(jù)用戶所需為機(jī)器人拓展功能[4]。（4）收獲-智能一體化收獲機(jī)智能一體化收獲機(jī)內(nèi)部裝有中央處理器、數(shù)種傳感器，通過利用中央處理系統(tǒng)和控制器、傳感器可實(shí)現(xiàn)智能收割，調(diào)節(jié)收割速度，環(huán)形提升帶寬1200mm，環(huán)形提升帶速度根據(jù)輸送量調(diào)節(jié)，避免堵塞，收獲料斗可不間斷運(yùn)輸7噸甘薯，料斗底板可逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，有分離單元中央控制系統(tǒng)，彩屏智能顯示面板監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控甘薯