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設施農業物聯網建設效益分析論文

設施農業物聯網建設效益分析論文

  摘要:分析了西寧市物聯網發展建設及實際應用效益。2014-2016年期間,西寧設施農業物聯網建設得到青海省科技廳重大科技專項資助。

  關鍵詞:農業設施物聯網;APP客戶端;LED植物生長燈

  設施農業是在環境相對可控條件下,採用工程技術手段,進行農業高效生產的一種現代農業方式。透過物聯網系統可以連線感測器採集棚內的空氣溫溼度、土壤溫溼度、光照強度、二氧化碳濃度等資料,並根據引數變化自動控制捲簾和風口的開合,使作物在最佳條件下的環境裡生長。並可以透過手機App客戶端和物聯網智慧平臺實時監控棚內環境資料,遠端操控溫室狀態。西寧市自2009年起開始建設設施農業物聯網,透過17年的不斷努力,從當時的簡單裝配幾棟溫室,只能傳輸溫室環境狀況的簡單資料,到目前可以實現現場兩路手控,以及手機、計算機遠端控制,同時可以採取環境條件資料進行八路以上系統智慧化管理,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。現將使用效果介紹如下。

  1設施農業物聯網管理省工效益

  該系統根據室外、室內溫度、光照、溼度情況,自動捲簾以及上、下捲簾通風排溼、降溫,節省了捲簾時間及勞動力,提高了生產效率。每天每個溫室能節省2h人力,一年360d可節約720h,每個工按8h計,可節約90d工時。如青海葛源農業開發公司安裝的溫室物聯網自動化系統按照173個溫室計算,每年節約:90d×173棟溫室=15570d的工時。每人每天按工資80元計算,全年節約人力費用:15570d工時×80=1245600元,平均每個大棚每年節約人力費7200元,經濟效益可觀。該項技術的應用,可以極大的提高管理人員的管理效率,實現遠端現場交流、檢視、管控,對溫室的生長情況可以實現對焦、360度檢視、拍照、記錄映像。還可以專家遠端進行技術跟蹤、語音對話、病蟲害診斷等,可以極大的`利用專家的資源,加速農業新技術的推廣。以上真正利用起來,每畝可增收1300元。

  2設施農業物聯網捲簾節時增效

  數字捲簾機自動化控制系統捲簾速度快,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捲簾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後:春、秋、冬三季作物需要補光時間,早晨提前開啟溫室捲簾多照射0.5h/d,下午晚蓋捲簾多照射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,該溫室物聯網補光系統要多增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資料。

  3設施農業物聯網LED補光效益

  透過LED植物生長燈的使用,該系統主要應用在深冬、早春、晚秋季節的喜光作物上。使用LED植物燈增加有效光照時間,縮短生長週期,可縮短植物生長週期20%,使產量增加30%左右。在冬季6~7個月時間中,湟源縣順泰農業科技生產基地經過統計畝可增產1500kg價值6000元左右。少使用農藥: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境中,因而減少使用農藥;節水:LED燈光中無紅外光,不產生水分蒸發,在生長期中,水分消耗很少;連續光照改變植株吸收營養模式,增強植物從空氣中吸收二氧化碳和營養的能力,減少化肥使用量;蔬菜風味、口感好。植物葉片肥美、壯實,由於光照時間長,使維生素和糖的含量提高,商品性好;可調節植物的供應時間,植物燈誘導植物生長,可提早瓜果、蔬菜上市時間;LED壽命長、節能、環保。LED光效目前可達200lm/w,使用壽命可達3h以上。可根據不同作物、不同生長階段、不同季節,實現定時分階段智慧補光,不需每天進行人工操控,只需定期進行維護。見附圖。

  4設施農業物聯網水肥一體化效益

  溫室內土壤墒情灌溉控制技術,該系統藉助壓力系統,將可溶性固體或液體肥料,按土壤養分含量和作物種類的需肥規律和特點,配兌成的肥液與灌溉水一起,透過可控管道系統供水、供肥,使水肥相融後,透過管道和滴頭形成滴灌。透過對土壤溫溼度測量決定自動灌溉的次數和灌溉總量,這些自動灌溉控制策略實現了土壤的多次量少灌溉的自動需求,有效的降低了溫室內部空氣溼度,減少了病蟲害,使土壤根系達到缺水即灌溉,適量即控水,使作物根系處於水、肥、氣、熱的生長最佳狀態。每棟溫室一年節省追肥人工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,節省人工費用3000元。節省用水每畝每棟一年按20次計,一次節水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15%,畝增收1500×2元=3000元。以上灌水、施肥系統可以實現遠端控制及智慧控制,節資、省工增效明顯。

  參考文獻

  [1]程曼,王讓會.物聯網技術的研究與應用[J].物聯網與地理資訊統計,2010(10):22-27.

  [2]華欣,趙春喜,崔立新,等.物聯網技術在資訊化建設中的應用[J].網路與通訊,2012(6):61-62.

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