智慧物联网在枸杞标准化生产中的应用效果评价

郭星星高洁李惠玲

（瓜州县林果技术服务中心，甘肃瓜州736100）

［摘要］甘肃省瓜州县布隆吉乡建立了智慧云端农业大数据平台，对于提升瓜州县枸杞产业发展水

平，实现枸杞产业标准化、精准化生产及食品安全可追溯，加快智慧农业发展步伐具有积极意义。本文重点介绍智慧云端农业大数据平台的基本构架及其在枸杞标准化生产中的应用效果，为其推广应用提供依据。

［关键词］智慧物联网；枸杞；标准化生产［中图分类号］S567.19；S126

［文献标识码］A

［文章编号］1674-7909（2021）05-125-2

我国是一个农业大国，农业在我国经济发展中起基础性作用。目前，我国农业正处于从传统农业向现代农业迅速推进期，农业物联网作为新一代信息技术手段在农业现代化进程中具有举足轻重的作用［1］。农业物联网是指物联网技术在农业领域的应用，将传感器技术、计算机网络技术与感知技术融合并应用于农业生产的各个环节，其实现过程主要包括传感器信息采集、无线信号传输、标准化存储、综合统计分析和远程实时监控等［2］。通过农业物联网可以实现对农业对象和过程的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。通过智能化控制终端实现对农业环境的闭环控制，从而实现农业生产的高度信息化、自动化及智能化［3］。

枸杞产业是甘肃省瓜州县富民增收的重要支柱产业之一，在瓜州县农民脱贫攻坚中发挥着重要作用。长期以来，瓜州县枸杞生产以个体农户自主经营为主，由于分户经营模式小且散，抵御市场风险能力较弱，加之农户自身生产管理能力不足，枸杞标准化、精细化、智能化生产仍然处于初级探索阶段。2017年，瓜州县布隆吉乡引进广州大气候农业科技有限公司物联网智能硬件（“农眼”智能监测基站、虫感知系统、“气候云TMAOS”农场管理平台）建成智慧云端农业大数据平台，通过平台实时监测与采集枸杞地图像、土壤、气象、病虫害等信息，同时聘请省内外枸杞专家和瓜州县林果科技服务中心专业技术人员组成专家库，运用数据分析系统“气候云TMAOS”，为农户提供技术指导、科技咨询等服务，推进枸杞标准化、精细化、智能化生产。

1平台基本构架

监测基站和“气候云TMAOS”农业操作系统两大核心部分构成。其中，“农眼”智能监测基站主要集成了3个功能

智慧物联网云端大数据监测平台主要由“农眼”智能

模块：田间实时图像采集、气象监测和土壤监测。通过安装在田间地头的智能硬件，源源不断地采集种植端的原始数据。而“气候云TMAOS”农业操作系统，将物联网监测和种植管理数据储存到云端，经专家分析之后把配方施肥、浇水、病虫害防控、采收和制干等枸杞生产环节建议、方案直接推送给农户，实现了科学种植和流程化管理，并形成生产端的数据闭环。

1.1数据采集分析

智慧物联网云端大数据平台利用“农眼”智能监测基站，全程检测环境中的温度、相对湿度、pH值、光照强度、土壤养分、二氧化碳浓度等物理量参数。通过数据传输系统将参数传入智慧云端农业大数据平台，经专业技术人员综合分析，并实时在“农眼”APP发布土壤墒情、气象预报、灾害预警、病虫害防控等农事操作信息。

1.2预警预报

智慧云端农业大数据平台通过“气候云TMAOS”农业

操作系统设置和保存各个地块的最适空气温湿度、土壤

温湿度、光照强度等环境参数阈值，并对设置过的阈值进行是否启用功能。显示所有超出环境阈值的种植参数，并以短信形式推送给相关业务人员，使其能第一时间获取预警信息并做出响应。

1.3可视化监管

智慧云端农业大数据平台集合了全方位的农业大数据采集、存储、分析及可视化功能模块，实现了区域范围内数据全景展示。在智能监测系统的首页，显示的是“农眼”安装分布图，左边是区域内空气温度、空气湿度、土壤温度和土壤湿度实时数据区域色块显示，每15min更新一次数据，管理者可从单品作物、行政区划等不同维度查看区域内气象数据、土壤环境、种植分布等信息，也可实时查看枸杞地气候、土壤、光照和水分等微观种植数据［4］。

作者简介：郭星星（1991—），男，本科，林业助理工程师，研究方向：林业科技推广。

XIANGCUNKEJI2021年2月（中）125

XIANGCUNKEJI乡村科技表1应用物联网枸杞生产与常规枸杞生产灌水施肥情况对比

灌水次数五六次6～8次冬、春水，150～160；夏、秋水，50～60冬、春水，180～220；夏、秋水，60～80

667m2灌水量/m3

施肥次数五六次三四次

施肥量（/kg/株）

基肥，9.00～15.00；追肥，0.50～0.52基肥，6.00～12.00；追肥，0.48～0.52

处理

应用物联网枸杞生产

常规枸杞生产

表2不同管理模式下枸杞生产成本

处理

应用物联网枸杞生产常规枸杞生产

667m2成本/元

667m2产量/kg

300230化肥546780农药161230灌水11077其他人工

35501.4产品质量安全可追溯

枸杞生产加工完成后，会在外包装物上形成一个溯源二维码，扫描二维码，可得到枸杞产品名称、产地地理环境、枸杞生长全过程（包括打药和施肥的耕作信息、产地环境信息、田间实时图像）、生产企业和检测报告等信息，消费者可根据二维码信息开展伪劣假冒产品追根溯源，实现产品质量安全可溯源。

1.5移动端工作软件“农眼”APP“农眼”APP是一款提供农业生产环境监控、数据分析及农产品在线销售等服务的手机应用软件。枸杞种植户通过手机下载“农眼”APP，链接智慧物联网云端大数据监测平台，可实现环境气象因子实时监测和控制设备的远程操作，便于及时了解地块环境状态，通过扫描溯源二维码，即可获得枸杞种植的全过程信息。

2智慧物联网在枸杞标准化生产中的应用效果将智慧云端农业大数据平台应用在枸杞标准化生产中，实现了对枸杞生长过程的全面监测和精准调控，全面提升了枸杞生产管理水平，降低了枸杞生产成本，提高了枸杞产量和品质，进而提高了杞农经济效益。

2.1应用物联网枸杞标准化生产与常规枸杞生产水肥管理情况

如表1所示，枸杞常规种植区灌水6～8次，通常春季和冬季各灌水1次，667m2灌水量为180～220m3；夏秋季根据枸杞生长、开花、结实情况灌水三四次，667m2灌水量为60～80m3。枸杞常规种植区施肥三四次，通常春、秋季施基肥一两次，施肥量为6.00～12.00kg/株；枸杞生长季根据枸杞生长发育情况施肥一两次，施肥量为0.48～0.52kg/株。采取智慧物联网精准灌溉、施肥技术，实时采集枸杞生长发育情况，根据枸杞在不同生育期的需水量和土壤质地，建立枸杞水肥管理模型，确定灌水、施肥时间和次数。据调查，全年灌水五六次，通常春、冬季667m2灌水量为150～160m3，春、秋季667m2灌水量为50～60m3；施肥五六次（包括春秋季施基肥、生育期追肥及叶面喷肥），基肥施肥量为9.00～15.00kg/株，追肥施肥量为0.50～0.52kg/株。相比常规种植，开展物联网枸杞智能种植节水20.0%～37.5%，肥料有效利用率提升

10%～20%。

2.2应用物联网枸杞标准化生产与常规枸杞生产成本概算

通过应用智慧云端农业大数据平台，可实现枸杞精准生产管理，提升农业生产管理水平，降低农业生产成本，不断提高经济效益。以667m2地块为例（见表2），常规枸杞生产成本（包括肥料、灌水、农药、人工等）为1170元，应用智慧云端农业大数据平台的枸杞生产成本（包括肥料、灌水、农药、人工等）为819元，相比常规枸杞生产成本减少351元，成本降低30%；相比常规枸杞生产，应用智慧云端农业大数据平台667m2枸杞产量增加70kg，而且农民劳动强度降低30%，病虫害测报准确率提高至100%。

3结语

利用物联网技术，在瓜州县布隆吉乡初步建立枸杞绿色标准化种植体系、枸杞区域可视化监管体系和枸杞产品质量安全可追溯体系，采集枸杞从种植、采摘、加工、检测到物流全程关键信息，实现了枸杞品质可视化把控和监管，为杞农、政府涉农部门进行数据分析、图像监控、农业生产投入品用量计算、区域产业结构统计、产品营销分析、产品溯源智能化监管提供了依据，为瓜州县枸杞产业现代化、智能化、精细化发展起到了积极的促进作用［5］。

参考文献

［1］万宝瑞.中国农业发展新阶段与政策走向［J］.农业经济问题，2004（8）：9-11，79.

［2］彭力.物联网技术概论［M］.2版.北京：北京航空航天大学出版社，2015：1-3.

［3］农业农村部市场与经济信息化司，国家农业信息化工程技术研究中心.全国农业物联网发展报告2016［R/OL］.（2018-06-03）［2021-01-03］.https://max.book118.com/html/2018/0525/168641706.shtm.

［4］高百惠，徐红亮.基于物联网的农业生产监控系统设计［J］.农机化研究，2018（2）：207-211.

［5］李道亮，杨昊.农业物联网技术研究进展与发展趋势分析［J］.农业机械学报，2018（1）：1-20.

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