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摘要：农业物联网为现代农业的发展提供了广阔的空间。大棚蔬菜种植是我国农业发展中的又一次革命，但近年来发展遇到诸多瓶颈。农业物联网技术在大棚农业种植中有着广泛应用，本文从大棚蔬菜农业种植的各个环节，阐述了农业物联网技术的具体应用，对相应国内外研究具有借鉴意义。
关键词：农业 物联网 大棚蔬菜
中图分类号：S126 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2013）18-0043-02
1 农业网物联网及大棚蔬菜种植概述
物联网，即通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网在农业发展中的应用形成了农业物联网系统，农业物联网产业的发展为实现农业信息化、产业化、现代化提供了前所未有的机遇，同时农业的发展也为农业物联网的发展提供了广阔的应用平台。
大棚蔬菜种植源于上世纪九十年代的山东寿光，甫一推出，迅速席卷全国，一场冬季蔬菜生产的“绿色革命”由此发端，毫不夸张的说大棚蔬菜种植是当代中国农业的第二次革命，大棚蔬菜种植对调整农业结构、实现农民可持续增收、农业可持续发展具有重要意义，推动了现代特色农业的发展。它的出现丰富了城乡人民的“菜篮子”，使人们吃上反季节蔬菜成为现实，深受人们喜爱。然而，由于大棚蔬菜生产自身特点所致，蔬菜生产过程中存在着过度重茬现象，导致土传病害严重，另外盲目滥用肥料、管理靠不住跟不上等容易造成病害加重，另外还存在高毒农药使用过度、受天气等自然条件影响大以及蔬菜品种单一、大棚功能单一等问题，在一定程度上限制了大棚蔬菜的生产和发展，导致产品的产量和质量受到较大的影响，生产潜力不能有效提升，经济效益低下，严重挫伤了广大农民的积极性。
2 现阶段大棚蔬菜种植存在的问题
如上所述，现阶段大棚蔬菜种植遇到较多问题，生产发展受到限制。这些问题不是单一存在的，而是多重因素叠加效应导致，具体来说现阶段大棚蔬菜种植存在如下问题：
2.1 农业生态环境问题日益突出
大棚蔬菜种植时间越长，生态环境问题越突出，特别是土壤质量的退化问题日趋严重。这主要表现在两个方面：
一是农药残留直接限制了大棚蔬菜优质化的发展。大棚环境极为特殊，特殊的环境条件使得病虫害较易发生，因而农药施用量相应上升。但同时特殊的环境改变了农药在土壤中的消解过程和行为，农药大棚土壤里的消解速度明显下降，这一升一降导致农药在土壤中积累加剧，形成土壤残留性农药。这类农药化学性质较为稳定，因而在较长时间内残留于土壤中，施用过量或不合理，会被蔬菜吸收，在蔬菜中造成积累，影响蔬菜品质，进而影响食用者的健康，成为发展优质大棚蔬菜的制约因素。
二是重茬导致土传病害严重。大棚蔬菜种植中存在严重重茬现象，每年或每季都种植同一种蔬菜。重茬现象主要是由种植习惯、市场性逐利、生产条件受限等造成的。重茬对土地的危害极大，先是会造成土壤中营养元素平衡被破坏、土壤微生物群落异化，而后会导致土壤性能恶化，病原在土壤中积累增多，使得根腐病、茎基腐病、青枯病、枯萎病、根结线虫等各类土传病虫害逐年加重，最终导致蔬菜产量逐年降低。
2.2 大棚蔬菜种植过程中科技化、信息化程度低，劳动强度大
经过二十多年的探索发展，我国大棚蔬菜种植设施和种植技术已较为先进。但大棚蔬菜竞争力的强弱最终取决于其科技水平的高低，我国大棚蔬菜种植还主要是散户种植，存在着科技水平低、信息化程度低、机械化程度不高的现象，如人工灌溉，既费时费力，效果还差，与微喷微滴灌技术比较，差距较大。这些不足不但不利于蔬菜品质的提升，而且直接导致从事大棚蔬菜种植的菜农劳动时间长、强度大的问题较为突出，加之受大棚封闭小环境的影响，菜农常受各种职业病的困扰，致使他们的健康质量和生活质量双双下降。同时，这种粗放种植、粗放管理的方式也相应增加了蔬菜的生产成本，降低了大棚蔬菜的竞争力。
2.3 大棚蔬菜种植受气象条件影响较大、生产较为脆弱
大棚蔬菜种植处于较为密闭的小生态环境之中，受外界环境影响较大，生态系统脆弱。其中最主要的因素就是气象条件，大棚的温度、湿度、降水、风强度、日照程度等与大棚蔬菜种植有着十分密切的关系，如低温、强冷空气、大风、大雪、冰雹等恶劣的天气，将会危害大棚内作物的生长和发育，更有甚者还会对大棚的棚膜造成伤害。另外，恶劣的天气也会诱发病虫害，造成大棚蔬菜多方面受损。
此外，大棚蔬菜也存在着过分注重初级产品的销售，深加工少，附加值低，产、供、销一体化经营链条尚不完善等问题。
3 农业物联网在大棚蔬菜种植中的应用
农业物联网在大棚蔬菜种植中有应用广泛，从种植准备阶段、种植和生长阶段以及蔬菜收获阶段，都可以应用农业物联网的技术。
在种植准备的阶段，我们可以在大棚布置很多的传感器，实时采集大棚内的环境因子，包括：空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤水分、光照强度等数据信息及视频图像信息，再通过GPRS网络传输到设施农业智能专家系统，选择合适的蔬菜种类，并对不适合作物生长的环境条件自动告警，为后续处理提供帮助。
在种植和生长阶段，可以用物联网的技术手段采集温度、湿度的信息，进行高效的管理，从而应对环境的变化；可以通过建立设施农业病虫害发生模型，利用智能算法，实现对病虫害预测预报，并进行有针对性的防治指导；可以通过远程设施控制系统实现对加热器、卷膜机、通风机、滴灌等设备远程控制，实现农业设施的远程手动或自动控制，提高效率，节省人工；可以通过蔬菜生长适宜时间累积，病虫害适宜时间累积，及生产活动跟踪状况对大棚蔬菜管理情况进行动态监控；也可以通过设施农业专家和大棚蔬菜长势信息平台的便捷互动，实现信息的及时沟通、反馈；如遇到灾害性天气，如低温天气，农业物联网有两个方面的应用，一方面通过手机短信向种植户发送预警，另一方面通过远程智能控制方式操控加温设施，实现增温，化解低温带来的不利因素。
在农产品的收获阶段，我们也同样可以利用物联网的信息，把它传输阶段、使用阶段的各种性能进行采集，反馈到前端，从而在蔬菜收获阶段进行更精准的测算。同时利用农业物联网延伸大棚蔬菜产业链条，指导蔬菜深加工，提高蔬菜附加值，对接产、供、销一体化经营链条。
4 结语
在大棚温室这个小环境里，每个温室都可以成为无线传感器网络一个测量控制区，利用农业物联网技术，采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点构成无线网络来实现大棚蔬菜的综合测控，如测量土壤湿度、土壤成分、pH值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、二氧化碳浓度等来获得大棚蔬菜生长的最佳条件，通过模型分析、自动调控温室环境、控制灌溉和施肥作业，同时发布预警信息，实现温室集约化、网络化远程管理。总之，应用农业物联网技术，既可以增加蔬菜产量，又可以改善品质、调节生长周期，进而提高经济效益，增加菜农收入。
参考文献
[1]文黎明，龙亚兰.物联网在农业上的应用.现代农业科技，2010（15）：54.
[2]管继刚.物联网技术在智能农业中的应用.通信管理与技术，2010（3）：24-27.
[3]王晓敏.面向精准农业的无线传感器网络节点设计.福建电脑，2010（3）：107-108.
关键词：农业 物联网 大棚蔬菜
中图分类号：S126 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2013）18-0043-02
1 农业网物联网及大棚蔬菜种植概述
物联网，即通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网在农业发展中的应用形成了农业物联网系统，农业物联网产业的发展为实现农业信息化、产业化、现代化提供了前所未有的机遇，同时农业的发展也为农业物联网的发展提供了广阔的应用平台。
大棚蔬菜种植源于上世纪九十年代的山东寿光，甫一推出，迅速席卷全国，一场冬季蔬菜生产的“绿色革命”由此发端，毫不夸张的说大棚蔬菜种植是当代中国农业的第二次革命，大棚蔬菜种植对调整农业结构、实现农民可持续增收、农业可持续发展具有重要意义，推动了现代特色农业的发展。它的出现丰富了城乡人民的“菜篮子”，使人们吃上反季节蔬菜成为现实，深受人们喜爱。然而，由于大棚蔬菜生产自身特点所致，蔬菜生产过程中存在着过度重茬现象，导致土传病害严重，另外盲目滥用肥料、管理靠不住跟不上等容易造成病害加重，另外还存在高毒农药使用过度、受天气等自然条件影响大以及蔬菜品种单一、大棚功能单一等问题，在一定程度上限制了大棚蔬菜的生产和发展，导致产品的产量和质量受到较大的影响，生产潜力不能有效提升，经济效益低下，严重挫伤了广大农民的积极性。
2 现阶段大棚蔬菜种植存在的问题
如上所述，现阶段大棚蔬菜种植遇到较多问题，生产发展受到限制。这些问题不是单一存在的，而是多重因素叠加效应导致，具体来说现阶段大棚蔬菜种植存在如下问题：
2.1 农业生态环境问题日益突出
大棚蔬菜种植时间越长，生态环境问题越突出，特别是土壤质量的退化问题日趋严重。这主要表现在两个方面：
一是农药残留直接限制了大棚蔬菜优质化的发展。大棚环境极为特殊，特殊的环境条件使得病虫害较易发生，因而农药施用量相应上升。但同时特殊的环境改变了农药在土壤中的消解过程和行为，农药大棚土壤里的消解速度明显下降，这一升一降导致农药在土壤中积累加剧，形成土壤残留性农药。这类农药化学性质较为稳定，因而在较长时间内残留于土壤中，施用过量或不合理，会被蔬菜吸收，在蔬菜中造成积累，影响蔬菜品质，进而影响食用者的健康，成为发展优质大棚蔬菜的制约因素。
二是重茬导致土传病害严重。大棚蔬菜种植中存在严重重茬现象，每年或每季都种植同一种蔬菜。重茬现象主要是由种植习惯、市场性逐利、生产条件受限等造成的。重茬对土地的危害极大，先是会造成土壤中营养元素平衡被破坏、土壤微生物群落异化，而后会导致土壤性能恶化，病原在土壤中积累增多，使得根腐病、茎基腐病、青枯病、枯萎病、根结线虫等各类土传病虫害逐年加重，最终导致蔬菜产量逐年降低。
2.2 大棚蔬菜种植过程中科技化、信息化程度低，劳动强度大
经过二十多年的探索发展，我国大棚蔬菜种植设施和种植技术已较为先进。但大棚蔬菜竞争力的强弱最终取决于其科技水平的高低，我国大棚蔬菜种植还主要是散户种植，存在着科技水平低、信息化程度低、机械化程度不高的现象，如人工灌溉，既费时费力，效果还差，与微喷微滴灌技术比较，差距较大。这些不足不但不利于蔬菜品质的提升，而且直接导致从事大棚蔬菜种植的菜农劳动时间长、强度大的问题较为突出，加之受大棚封闭小环境的影响，菜农常受各种职业病的困扰，致使他们的健康质量和生活质量双双下降。同时，这种粗放种植、粗放管理的方式也相应增加了蔬菜的生产成本，降低了大棚蔬菜的竞争力。
2.3 大棚蔬菜种植受气象条件影响较大、生产较为脆弱
大棚蔬菜种植处于较为密闭的小生态环境之中，受外界环境影响较大，生态系统脆弱。其中最主要的因素就是气象条件，大棚的温度、湿度、降水、风强度、日照程度等与大棚蔬菜种植有着十分密切的关系，如低温、强冷空气、大风、大雪、冰雹等恶劣的天气，将会危害大棚内作物的生长和发育，更有甚者还会对大棚的棚膜造成伤害。另外，恶劣的天气也会诱发病虫害，造成大棚蔬菜多方面受损。
此外，大棚蔬菜也存在着过分注重初级产品的销售，深加工少，附加值低，产、供、销一体化经营链条尚不完善等问题。
3 农业物联网在大棚蔬菜种植中的应用
农业物联网在大棚蔬菜种植中有应用广泛，从种植准备阶段、种植和生长阶段以及蔬菜收获阶段，都可以应用农业物联网的技术。
在种植准备的阶段，我们可以在大棚布置很多的传感器，实时采集大棚内的环境因子，包括：空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤水分、光照强度等数据信息及视频图像信息，再通过GPRS网络传输到设施农业智能专家系统，选择合适的蔬菜种类，并对不适合作物生长的环境条件自动告警，为后续处理提供帮助。
在种植和生长阶段，可以用物联网的技术手段采集温度、湿度的信息，进行高效的管理，从而应对环境的变化；可以通过建立设施农业病虫害发生模型，利用智能算法，实现对病虫害预测预报，并进行有针对性的防治指导；可以通过远程设施控制系统实现对加热器、卷膜机、通风机、滴灌等设备远程控制，实现农业设施的远程手动或自动控制，提高效率，节省人工；可以通过蔬菜生长适宜时间累积，病虫害适宜时间累积，及生产活动跟踪状况对大棚蔬菜管理情况进行动态监控；也可以通过设施农业专家和大棚蔬菜长势信息平台的便捷互动，实现信息的及时沟通、反馈；如遇到灾害性天气，如低温天气，农业物联网有两个方面的应用，一方面通过手机短信向种植户发送预警，另一方面通过远程智能控制方式操控加温设施，实现增温，化解低温带来的不利因素。
在农产品的收获阶段，我们也同样可以利用物联网的信息，把它传输阶段、使用阶段的各种性能进行采集，反馈到前端，从而在蔬菜收获阶段进行更精准的测算。同时利用农业物联网延伸大棚蔬菜产业链条，指导蔬菜深加工，提高蔬菜附加值，对接产、供、销一体化经营链条。
4 结语
在大棚温室这个小环境里，每个温室都可以成为无线传感器网络一个测量控制区，利用农业物联网技术，采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点构成无线网络来实现大棚蔬菜的综合测控，如测量土壤湿度、土壤成分、pH值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、二氧化碳浓度等来获得大棚蔬菜生长的最佳条件，通过模型分析、自动调控温室环境、控制灌溉和施肥作业，同时发布预警信息，实现温室集约化、网络化远程管理。总之，应用农业物联网技术，既可以增加蔬菜产量，又可以改善品质、调节生长周期，进而提高经济效益，增加菜农收入。
参考文献
[1]文黎明，龙亚兰.物联网在农业上的应用.现代农业科技，2010（15）：54.
[2]管继刚.物联网技术在智能农业中的应用.通信管理与技术，2010（3）：24-27.
[3]王晓敏.面向精准农业的无线传感器网络节点设计.福建电脑，2010（3）：107-108.