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設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設效益分析論文
摘要：分析了西寧市物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展建設及實際應用效益。2014-2016年期間，西寧設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設得到青海省科技廳重大科技專項資助。
關鍵詞：農(nóng)業(yè)設施物聯(lián)網(wǎng)；APP客戶端；LED植物生長燈
設施農(nóng)業(yè)是在環(huán)境相對可控條件下，采用工程技術手段，進行農(nóng)業(yè)高效生產(chǎn)的一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)方式。通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以連接傳感器采集棚內(nèi)的空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強度、二氧化碳濃度等數(shù)據(jù)，并根據(jù)參數(shù)變化自動控制卷簾和風口的開合，使作物在最佳條件下的環(huán)境里生長。并可以通過手機App客戶端和物聯(lián)網(wǎng)智慧平臺實時監(jiān)控棚內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)，遠程操控溫室狀態(tài)。西寧市自2009年起開始建設設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，通過17年的不斷努力，從當時的簡單裝配幾棟溫室，只能傳輸溫室環(huán)境狀況的簡單數(shù)據(jù)，到目前可以實現(xiàn)現(xiàn)場兩路手控，以及手機、計算機遠程控制，同時可以采取環(huán)境條件數(shù)據(jù)進行八路以上系統(tǒng)智能化管理，極大的提高了使用效率，取得了階段性的成績，達到了預想的的效果。現(xiàn)將使用效果介紹如下。
1設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管理省工效益
該系統(tǒng)根據(jù)室外、室內(nèi)溫度、光照、濕度情況，自動卷簾以及上、下卷簾通風排濕、降溫，節(jié)省了卷簾時間及勞動力，提高了生產(chǎn)效率。每天每個溫室能節(jié)省2h人力，一年360d可節(jié)約720h，每個工按8h計，可節(jié)約90d工時。如青海葛源農(nóng)業(yè)開發(fā)公司安裝的溫室物聯(lián)網(wǎng)自動化系統(tǒng)按照173個溫室計算，每年節(jié)約：90d×173棟溫室=15570d的工時。每人每天按工資80元計算，全年節(jié)約人力費用：15570d工時×80=1245600元，平均每個大棚每年節(jié)約人力費7200元，經(jīng)濟效益可觀。該項技術的應用，可以極大的提高管理人員的管理效率，實現(xiàn)遠程現(xiàn)場交流、查看、管控，對溫室的生長情況可以實現(xiàn)對焦、360度查看、拍照、記錄映像。還可以專家遠程進行技術跟蹤、語音對話、病蟲害診斷等，可以極大的利用專家的資源，加速農(nóng)業(yè)新技術的推廣。以上真正利用起來，每畝可增收1300元。
2設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)卷簾節(jié)時增效
數(shù)字卷簾機自動化控制系統(tǒng)卷簾速度快，尤其低溫、寡照的冬天，每天平均可以讓植物多照射陽光0.5～1.0h。春、冬、秋季植物生長按需要卷簾7個月,每天植物照射8h，共計照射時間1680h，使用自動化控制系統(tǒng)后：春、秋、冬三季作物需要補光時間，早晨提前打開溫室卷簾多照射0.5h/d，下午晚蓋卷簾多照射0.5h/d，每棟每天作物要多照1h，要是需要補光的春、秋、冬按有效補光時間7個月210d計，該溫室物聯(lián)網(wǎng)補光系統(tǒng)要多增210h。同時210h按以上每天光照8h計算，可增加26.25d，補光、增溫、提前上市效果明顯。以上每人每天管理按2.5～3棟工作量計算，實際上一個基地或種植戶管理溫室的時間成本還遠遠超過以上數(shù)據(jù)。
3設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)LED補光效益
通過LED植物生長燈的使用，該系統(tǒng)主要應用在深冬、早春、晚秋季節(jié)的喜光作物上。使用LED植物燈增加有效光照時間，縮短生長周期，可縮短植物生長周期20%，使產(chǎn)量增加30%左右。在冬季6～7個月時間中，湟源縣順泰農(nóng)業(yè)科技生產(chǎn)基地經(jīng)過統(tǒng)計畝可增產(chǎn)1500kg價值6000元左右。少使用農(nóng)藥：LED植物燈的光譜中無紅外光和紫外光，有些昆蟲不喜歡到這種環(huán)境中，因而減少使用農(nóng)藥；節(jié)水：LED燈光中無紅外光，不產(chǎn)生水分蒸發(fā)，在生長期中，水分消耗很少；連續(xù)光照改變植株吸收營養(yǎng)模式，增強植物從空氣中吸收二氧化碳和營養(yǎng)的能力，減少化肥使用量；蔬菜風味、口感好。植物葉片肥美、壯實，由于光照時間長，使維生素和糖的含量提高，商品性好；可調(diào)節(jié)植物的供應時間，植物燈誘導植物生長，可提早瓜果、蔬菜上市時間；LED壽命長、節(jié)能、環(huán)保。LED光效目前可達200lm/w，使用壽命可達3h以上。可根據(jù)不同作物、不同生長階段、不同季節(jié)，實現(xiàn)定時分階段智能補光，不需每天進行人工操控，只需定期進行維護。見附圖。
4設施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)水肥一體化效益
溫室內(nèi)土壤墑情灌溉控制技術，該系統(tǒng)借助壓力系統(tǒng)，將可溶性固體或液體肥料，按土壤養(yǎng)分含量和作物種類的需肥規(guī)律和特點，配兌成的肥液與灌溉水一起，通過可控管道系統(tǒng)供水、供肥，使水肥相融后，通過管道和滴頭形成滴灌。通過對土壤溫濕度測量決定自動灌溉的次數(shù)和灌溉總量，這些自動灌溉控制策略實現(xiàn)了土壤的多次量少灌溉的自動需求，有效的降低了溫室內(nèi)部空氣濕度，減少了病蟲害，使土壤根系達到缺水即灌溉，適量即控水，使作物根系處于水、肥、氣、熱的生長最佳狀態(tài)。每棟溫室一年節(jié)省追肥人工7～8次，每次每畝平均用工5個工，則：7.5×5=37.5，每個工按80元計，節(jié)省人工費用3000元。節(jié)省用水每畝每棟一年按20次計，一次節(jié)水15t，每噸水按2元計，每畝共計30元，20×30=600元。提高肥效5%，增產(chǎn)15%，畝增收1500×2元=3000元。以上灌水、施肥系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠程控制及智能控制，節(jié)資、省工增效明顯。
參考文獻
[1]程曼，王讓會.物聯(lián)網(wǎng)技術的研究與應用[J].物聯(lián)網(wǎng)與地理信息統(tǒng)計，2010（10）：22-27.
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