張 炬 吳 斌

（1. 上海市寶山區(qū)農業(yè)技術推廣中心，上海 寶山 201901；2. 上海三家村蔬果專業(yè)合作社，上海 寶山 201901）

上海三家村蔬果專業(yè)合作社位于寶山區(qū)楊行鎮(zhèn)北宗村、楊北村、桂家木三村接合部，由市、區(qū)、鎮(zhèn)三級政府投資1 500萬元于2009年7月成立，合作社占地面積21 hm2，為設施菜地。合作社于2015年成功創(chuàng)建上海市蔬菜標準園，2016年成功創(chuàng)建綠葉菜綠色防控基地，是寶山區(qū)農業(yè)規(guī)?；洜I的一張“名片”，代表了寶山區(qū)的農業(yè)發(fā)展水平。合作社位于寶山區(qū)蔬菜生產集中帶，緊鄰上海外環(huán)高速公路，具有較強的區(qū)位優(yōu)勢，通過多年的生產經營，積累了良好的口碑和信譽。近年來，隨著社會經濟的快速發(fā)展和居民生活水平的不斷提高，高端精品蔬菜的市場銷量逐漸上升。因合作社原有的大棚建造時間較早、構造單一、部分材料老化，且大棚內沒有環(huán)境監(jiān)測與調控、水肥一體化設備，不適合高端精品蔬菜的生長，合作社對原有的連棟棚進行了改造，并配套添置了農業(yè)物聯(lián)網軟硬件設施，以滿足高端精品蔬菜生產對環(huán)境的要求，建立標準的高端精品蔬菜生產基地，同時實現(xiàn)蔬菜生產節(jié)本、省工、高效的目的［1-2］。

1 改造內容

為了將農業(yè)物聯(lián)網技術和現(xiàn)代溫室設施設備應用于設施蔬菜生產，合作社以面積為1 hm2的連棟大棚作試點，根據(jù)上海市溫室建造推薦標準GSW 8430 型連棟塑料溫室的規(guī)格及技術要求（SGMA 2017.03）安裝了傳感器、視頻監(jiān)控設備（監(jiān)測網絡），以便實時采集環(huán)境信息及監(jiān)測蔬菜生長情況。環(huán)境信息經數(shù)字化分析后，應用無線通信網絡和自動化控制系統(tǒng)遠程控制大棚卷膜器、電磁閥、水泵等設備的運作，完成環(huán)境調控、灌溉施肥等操作。

2 主要功能

2.1 及時調控生產環(huán)境

利用物聯(lián)網技術可實時監(jiān)測、采集、分析各類數(shù)據(jù)，如連棟大棚內的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度，土壤的溫濕度、EC 值、pH 值以及音視頻等信息，以便管理人員及時了解、掌握與蔬菜生產相關的各項環(huán)境參數(shù)。管理人員可通過手機或電腦獲取實時環(huán)境數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)變化調節(jié)灌溉系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)及其他設備，確保蔬菜作物在適宜的環(huán)境條件下生長。管理人員也可在系統(tǒng)上提前設定環(huán)境參數(shù)，當大棚內環(huán)境條件無法滿足蔬菜生長需求時，系統(tǒng)服務器會通過無線信息傳輸節(jié)點向大棚集成控制柜發(fā)送數(shù)字信號，控制柜收到控制命令后，將控制信號經控制線傳送到各個硬件設備，遮陽膜、噴淋設施、濕簾、鼓風機等設備實時完成打開或關閉操作，當環(huán)境數(shù)據(jù)達到系統(tǒng)預設的數(shù)據(jù)范圍時各設備停止運作。例如，棚內氣溫高于室外溫度時，控制系統(tǒng)會自動開啟大棚天窗或使用遮陽膜；下雨時，控制系統(tǒng)會根據(jù)實時雨量及氣溫采取不同措施，溫度較高（高于34 ℃）且雨量較小時開啟天窗并使用外遮陽膜，雨量大時不開啟天窗。

2.2 水肥有效管理

大棚內配備了噴滴灌設施，采用比例式施肥泵和移動式施肥機進行水肥管理。將有機肥和水按一定比例混合后，經灌溉系統(tǒng)均勻施于田間，可減少肥料對環(huán)境的污染。水肥一體化技術和農業(yè)物聯(lián)網技術結合應用具有以下優(yōu)點。（1）肥水通過管道系統(tǒng)被精確輸送到蔬菜根部，可實現(xiàn)定時、定量供應，有效提高肥料利用率，同時有利于提高蔬菜的產量和品質，實現(xiàn)穩(wěn)產增收。（2）系統(tǒng)可根據(jù)蔬菜種類、生長期及生長狀態(tài)，準確調控灌溉量和施肥量，從而滿足不同蔬菜對水肥的需求。合作社應用水肥一體化技術過程中，使用市級、區(qū)級相關部門推薦的優(yōu)質水溶肥，并積極試用有機水溶肥和含腐殖酸水溶肥，每年應用面積超過20 hm2次，實現(xiàn)節(jié)肥省工10%以上，增產效果明顯。

2.3 農產品質量安全管理可追溯

物聯(lián)網技術可利用電子標簽、條形碼以及傳感器監(jiān)控等方式，對農業(yè)生產、銷售流通等環(huán)節(jié)進行信息采集和分析，將采集的信息接入寶山區(qū)農產品質量安全監(jiān)管系統(tǒng)，可實現(xiàn)農產品各個生產環(huán)節(jié)的質量安全可追溯，最大限度地降低了食品安全隱患。質量安全追溯內容涉及農事操作管理、化肥農藥使用、加工及銷售等各個環(huán)節(jié)。消費者只需在相關電子觸摸屏輸入關鍵詞，即可查詢到相關信息，也可用手機掃描二維碼查詢農產品的相關信息，實現(xiàn)從田頭到餐桌的安全質量可追溯。

2.4 蔬菜長勢可監(jiān)控

農業(yè)物聯(lián)網系統(tǒng)集成了視頻監(jiān)控設備，采用網絡攝像頭遠程監(jiān)控大棚內蔬菜的長勢，攝像頭可360°旋轉，實現(xiàn)監(jiān)控無死角。農業(yè)專家可利用視頻圖像察看棚內蔬菜的生長情況，判斷大棚內的溫濕度是否合適、蔬菜是否發(fā)生病蟲害。智能控制系統(tǒng)集成了自動化控制系統(tǒng)及遠程數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，用戶可利用手機移動端智能控制APP隨時隨地操控系統(tǒng)。通過對大棚內環(huán)境數(shù)據(jù)的收集和分析，物聯(lián)網系統(tǒng)可及時預警病蟲害發(fā)生種類和發(fā)生程度、災害性天氣等，提醒農民及時采取有效的防控措施，以保證設施大棚的安全。通過遠程監(jiān)控技術，管理人員還能清晰觀察農作物的生長過程，并通過數(shù)據(jù)挖掘和分析技術得出農作物的生長規(guī)律和趨勢，為科學生產提供依據(jù)，進而提高了設施作物的經濟效益。

3 主要成效

大棚蔬菜生產應用遠程控制系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)后，整個生產過程的環(huán)境控制精確、水肥施用精確，操作數(shù)據(jù)自動存儲，田間管理相對簡單。按照項目規(guī)劃，合作社生產基地完成改造，并將物聯(lián)網技術應用于生產，上海三家村蔬果專業(yè)合作社成為寶山區(qū)首家應用農業(yè)物聯(lián)網技術的規(guī)模化蔬菜生產基地，給寶山區(qū)的現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展起到了示范帶動作用，具體體現(xiàn)在以下幾個方面。（1）展示和示范了農業(yè)物聯(lián)網技術在蔬菜生產中節(jié)本、省工、高效的獨特優(yōu)勢，向廣大生產者普及了農業(yè)物聯(lián)網和智慧農業(yè)的知識。（2）上海三家村蔬果專業(yè)合作社作為農業(yè)物聯(lián)網技術應用的示范點，承擔相關設施設備使用和推廣的培訓工作。（3）結合寶山區(qū)的農業(yè)經濟結構和農產品消費特色，探索出一條適合寶山區(qū)農業(yè)合作社發(fā)展的智慧農業(yè)生產運營管理之路。

物聯(lián)網技術將農民從繁重的體力勞動中解放出來，有效提高了生產效率。例如，合作社應用物聯(lián)網技術生產耐熱青菜，8 月上旬播種，9 月下旬采收，高溫時二層遮陽的效果可達35.55%，青菜每667 m2產量約1 000 kg，且較常規(guī)栽培減少使用農藥2次。綜合比較下來，利用物聯(lián)網技術生產青菜，每茬每667 m2可節(jié)省成本約400元。