中國許多地區(qū)都開展辣椒種植。尤其是川渝地區(qū),考慮到當(dāng)?shù)厝嗣竦娘嬍程攸c(diǎn),辣椒市場(chǎng)需求量極大。因此,如何提高辣椒產(chǎn)量和質(zhì)量,成為當(dāng)?shù)乩苯贩N植中最重要的課題。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)字化農(nóng)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭向好,辣椒種植中需要結(jié)合數(shù)字化農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì),促進(jìn)其栽培技術(shù)向高效、科學(xué)、可持續(xù)化方向發(fā)展。本文基于數(shù)字化背景下辣椒高效栽培技術(shù)相關(guān)研究成果,分析數(shù)字化農(nóng)業(yè)概念及數(shù)字化農(nóng)業(yè)技術(shù)在辣椒高效栽培技術(shù)中的應(yīng)用,為辣椒種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一定借鑒。
1數(shù)字化農(nóng)業(yè)概念
近年來,數(shù)字化技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷升級(jí),使數(shù)字化農(nóng)業(yè)成為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中不可或缺的一環(huán)。數(shù)字化農(nóng)業(yè)就是將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,借助遙感技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等多種技術(shù)手段提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,優(yōu)化農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和提高經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)然,數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用需要結(jié)合相關(guān)學(xué)科專業(yè)知識(shí)并減少種植工作中的誤差,在農(nóng)作物種植工作中將地理科學(xué)、氣象科學(xué)、生態(tài)學(xué)和農(nóng)學(xué)等學(xué)科知識(shí)和重要技術(shù)機(jī)械設(shè)備等利用起來。此外,數(shù)字化技術(shù)還具有促進(jìn)農(nóng)業(yè)規(guī)模化、企業(yè)化和體系化發(fā)展的重要作用,例如自動(dòng)化技術(shù)就是基于數(shù)字化背景下的規(guī)模化農(nóng)機(jī)具,這些自動(dòng)化農(nóng)機(jī)只有在標(biāo)準(zhǔn)且具有一定規(guī)模的農(nóng)田中才能夠發(fā)揮作用,凸顯出更好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)??傊?,數(shù)字化農(nóng)業(yè)應(yīng)用將持續(xù)深化,并為未來農(nóng)業(yè)發(fā)展提供力量。
2數(shù)字化農(nóng)業(yè)技術(shù)在辣椒高效栽培技術(shù)中的應(yīng)用
2.1辣椒選種階段
辣椒作為一種中國重要農(nóng)作物,需要根據(jù)市場(chǎng)需求、當(dāng)?shù)丨h(huán)境和土壤條件等情況進(jìn)行選種。首先,辣椒喜光但不能承受長(zhǎng)時(shí)間暴曬,不適應(yīng)寒冷或干旱氣候,同時(shí)不同品種對(duì)環(huán)境和肥力要求也不同,因此,在種植過程中結(jié)合數(shù)字化技術(shù)開展科學(xué)選種是確保辣椒高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的重要措施,需要充分利用好計(jì)算機(jī)技術(shù)開展品種分析工作。其次,可以結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)了解當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)需求,分析當(dāng)?shù)乩苯飞a(chǎn)規(guī)模和未來潛力,這些分析將對(duì)地區(qū)辣椒種植或相關(guān)農(nóng)作物種植規(guī)劃產(chǎn)生重要的指導(dǎo)意義[1]。
2.2辣椒育種階段
在數(shù)字化農(nóng)業(yè)背景下,規(guī)模化辣椒栽培通常在適宜辣椒種植的地區(qū)或溫室大棚中進(jìn)行。數(shù)字化農(nóng)業(yè)可以更好地規(guī)范育種環(huán)境,養(yǎng)殖戶可以通過購買辣椒種子,利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行育種工作。例如,辣椒種子在經(jīng)過保存和運(yùn)輸后到達(dá)辣椒種植基地,相關(guān)人員需要對(duì)種子進(jìn)行集中篩查,此時(shí)利用數(shù)字化技術(shù)可以減少人工篩選種子產(chǎn)生錯(cuò)漏的情況,提升辣椒種子發(fā)芽率。后續(xù)使用清水對(duì)已經(jīng)篩選過的辣椒種子進(jìn)行浸泡處理,持續(xù)浸泡4~5 h,然后使用1%硫酸銅溶液浸泡5 min,之后使用清水完全清洗才能播種。另外,還可以在播種前1 d使用55℃溫水浸泡種子,時(shí)間控制在15 min左右,并通過持續(xù)攪拌,待水溫達(dá)到30℃時(shí),再進(jìn)行8~10 h靜置浸泡處理,接著將種皮外層粘液洗凈,使用清水徹底清洗后放置在通風(fēng)條件較好且不被太陽直射的位置進(jìn)行自然陰干,利用數(shù)字化設(shè)備開展環(huán)境監(jiān)測(cè)工作和水溫監(jiān)測(cè)工作,保障辣椒種子發(fā)芽率。此外,為了達(dá)到最佳效果,除了需要數(shù)字化設(shè)備對(duì)辣椒種子進(jìn)行處理外,還需要對(duì)營(yíng)養(yǎng)土進(jìn)行一定配比,通常情況下可以選取長(zhǎng)期未種植茄果蔬菜的大田土作為原材料,配合草炭灰、腐熟豬糞和三元復(fù)合肥等物質(zhì),并按照辣椒種子生長(zhǎng)發(fā)育所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行一定比例混合。
2.3辣椒育苗階段
大部分情況下,苗床管理是影響農(nóng)作物幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此,要通過數(shù)字化技術(shù)開展合理的溫度控制、通風(fēng)排濕、保水等管理措施,有效提高種子發(fā)芽率和成苗率,保證苗期正常生長(zhǎng)發(fā)育。數(shù)字化技術(shù)設(shè)備存儲(chǔ)了辣椒各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo),為及時(shí)調(diào)整管理策略、保證幼苗健康生長(zhǎng)提供了重要的數(shù)據(jù)。例如,在苗床管理時(shí),對(duì)苗床溫度進(jìn)行合理控制非常重要,通常需要維持晝夜溫度在25~30℃,以促進(jìn)種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)。早期采用人工技術(shù)進(jìn)行育苗,環(huán)境溫度很難把控在非常準(zhǔn)確的區(qū)域間,而使用數(shù)字化技術(shù)和相關(guān)機(jī)械設(shè)備后,可以第一時(shí)間確定溫度異常的區(qū)域,同時(shí)改善該區(qū)域內(nèi)的溫度條件,以確保苗床高溫、高濕。通常情況下,日間溫度要控制在23~30℃,夜間溫度控制在15℃左右,地溫控制在20℃左右,以保證辣椒正常生長(zhǎng)發(fā)育。而且在育苗期,為了確保苗床土壤足夠濕潤(rùn),還要將專業(yè)的數(shù)字化監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝到種植區(qū)域中,連接種植基地電子化設(shè)備,并安排專人實(shí)時(shí)監(jiān)控土壤水分情況,及時(shí)補(bǔ)充苗床土壤水分。
2.4辣椒種植管理階段
一般情況下,辣椒種植的預(yù)先種植環(huán)境處理工作、定植工作及實(shí)際日常栽培工作都需要全程使用數(shù)字化技術(shù)。首先,在溫室消毒時(shí),需要利用數(shù)字化技術(shù)完成室內(nèi)熏蒸工作,在實(shí)際熏蒸前,相關(guān)工作人員還需要對(duì)室內(nèi)前茬雜物進(jìn)行清除處理,以確保熏蒸效果。然后,使用硫磺粉30~45 kg/hm2搭配敵敵畏乳油3.75 kg/hm2混合均勻,接下來將混合物放到鋸末里并均勻混合,然后將其放置在室內(nèi)進(jìn)行熏蒸處理,并在密閉室內(nèi)環(huán)境下熏蒸24 h,利用數(shù)字化技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)熏蒸效果及監(jiān)測(cè)整個(gè)過程中是否存在藥劑濃度過高或過低的情況,一旦出現(xiàn)實(shí)際情況不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi),監(jiān)測(cè)設(shè)備會(huì)報(bào)警來提醒相關(guān)人員調(diào)整藥劑濃度。其次,將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用在溫度調(diào)整和定植工作中,當(dāng)土壤溫度升至 15℃且溫室溫度升至30℃、需要定植時(shí),溫度監(jiān)測(cè)設(shè)備就會(huì)提醒種植人員及時(shí)開展定植工作,并且利用距離定位設(shè)備和自定植設(shè)備留出行距60 cm和穴距30 cm的每個(gè)穴位栽種2株辣椒幼苗,同時(shí)可以將幼苗定植在壟上或壟肩的2/3位置[2]。
2.5辣椒田間管理階段
定植工作完成后,還需要做好田間管理,主要利用數(shù)字化技術(shù)密切觀察植株生長(zhǎng)情況,及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)水、除草、施肥、噴灑農(nóng)藥等管理工作。在補(bǔ)水環(huán)節(jié)中,主要采用傳感器技術(shù),應(yīng)用于土壤濕度監(jiān)測(cè)中,方便種植戶根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)了解土壤水分含量,從而決定是否需要進(jìn)行灌溉,而且傳感器可以安裝在不同地點(diǎn),通過收集數(shù)據(jù)來了解整個(gè)種植區(qū)域的水分分布情況,還可以集合自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精確灌溉控制,自動(dòng)灌溉系統(tǒng)主要根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)及辣椒生長(zhǎng)需求自動(dòng)控制灌溉水量和頻率,這樣不僅可以避免水資源浪費(fèi),還能減輕農(nóng)民的勞動(dòng)負(fù)擔(dān);在除草環(huán)節(jié)中,數(shù)字化技術(shù)可以使用圖像識(shí)別技術(shù)來檢測(cè)和識(shí)別辣椒田中的雜草,農(nóng)民可以使用無人機(jī)或其他拍攝設(shè)備獲取辣椒田圖像,并使用圖像識(shí)別算法來自動(dòng)識(shí)別和分類雜草,這樣可以準(zhǔn)確了解雜草種類和分布,從而采取針對(duì)性的防除措施,或者與無人機(jī)結(jié)合使用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化雜草清除,一般在無人機(jī)上搭載除草劑,根據(jù)圖像識(shí)別結(jié)果和GPS定位信息在辣椒田中精準(zhǔn)噴灑除草劑,對(duì)雜草進(jìn)行有效控制,這種方式不僅效率高,而且可以減少農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度;在施肥環(huán)節(jié)中,數(shù)字化技術(shù)可以通過傳感器監(jiān)測(cè)土壤中的養(yǎng)分含量,種植戶可以使用這些數(shù)據(jù)了解土壤養(yǎng)分水平,從而決定是否需要進(jìn)行施肥,而且數(shù)字化技術(shù)可以結(jié)合植物營(yíng)養(yǎng)診斷技術(shù),通過分析辣椒植株生長(zhǎng)狀況和葉片養(yǎng)分含量,判斷是否存在養(yǎng)分缺乏或過量的問題,并且根據(jù)這些診斷結(jié)果調(diào)整施肥方案,以滿足辣椒生長(zhǎng)需求;在農(nóng)藥噴灑環(huán)節(jié)中,可以使用無人機(jī)或其他拍攝設(shè)備獲取辣椒田圖像,準(zhǔn)確了解害蟲和病菌種類和分布,從而采取針對(duì)性的防治措施,并且與智能噴灑系統(tǒng)結(jié)合使用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化農(nóng)藥噴灑,實(shí)踐證明,智能噴灑系統(tǒng)可以根據(jù)圖像識(shí)別結(jié)果和GPS定位信息在辣椒田中精準(zhǔn)噴灑農(nóng)藥,這種方式不僅提高了施藥精準(zhǔn)度,而且可以減少農(nóng)藥使用量,降低農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度[3]。可見,具備技術(shù)設(shè)備條件和能夠使用相關(guān)技術(shù)的人員等條件的辣椒種植基地可以運(yùn)用傳感器實(shí)現(xiàn)無人值守的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,以此確保植株健康生長(zhǎng)和高產(chǎn),減輕農(nóng)民的工作負(fù)擔(dān),提高辣椒生產(chǎn)效率和產(chǎn)量。
2.6辣椒采收階段
在辣椒采收階段,數(shù)字化技術(shù)可以使用圖像識(shí)別技術(shù)快速準(zhǔn)確檢測(cè)辣椒果實(shí)質(zhì)量和熟度,識(shí)別果實(shí)缺陷。種植戶可以使用無人機(jī)或其他拍攝設(shè)備獲取照片,并使用圖像識(shí)別算法來自動(dòng)識(shí)別和分類果實(shí)品質(zhì)。而且數(shù)字化技術(shù)可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行物流監(jiān)測(cè),追蹤貨物運(yùn)輸環(huán)節(jié),記錄溫度、濕度等關(guān)鍵指標(biāo),為貨物提供更好的運(yùn)輸環(huán)境。
綜上所述,辣椒作為一種重要的經(jīng)濟(jì)作物,其市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng),很多地區(qū)已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了辣椒的規(guī)?;耘?。為了適應(yīng)市場(chǎng)需求并提高生產(chǎn)效率,數(shù)字化農(nóng)業(yè)背景下辣椒高產(chǎn)高效栽培技術(shù)還需要不斷發(fā)展,借助相關(guān)技術(shù)和設(shè)備逐步提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)量,促進(jìn)辣椒產(chǎn)業(yè)智能化、規(guī)?;⒖茖W(xué)化發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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(四川省黑水縣科學(xué)技術(shù)和農(nóng)業(yè)畜牧局斯秀梅)