[提要] 蔬菜大棚是支撐農(nóng)業(yè)發(fā)展的一條重要途徑。本文以青島市為例，通過(guò)調(diào)研近幾年蔬菜大棚發(fā)展現(xiàn)狀，指出目前蔬菜大棚智能化程度低、效益差等缺點(diǎn)，然后在對(duì)智能蔬菜大棚可行性分析基礎(chǔ)上，從企業(yè)、農(nóng)戶以及政府等方面，提出發(fā)展青島地區(qū)智能蔬菜大棚的建議。
　　關(guān)鍵詞：ZigBee技術(shù)；智能蔬菜大棚；應(yīng)用推廣
　　本文獲得2014年國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目以及青島農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目資助；指導(dǎo)教師：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)管理學(xué)院龔麗
　　中圖分類號(hào)：F32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　收錄日期：2017年12月3日

一、青島市蔬菜大棚發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

　　（一）青島市蔬菜大棚發(fā)展現(xiàn)狀。青島既是一個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的沿海開(kāi)放城市，也是一個(gè)“三農(nóng)”比重大的城市。近年來(lái)，青島市依托連南貫北的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，大力發(fā)展特色農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，蔬菜大棚業(yè)務(wù)發(fā)展也較為迅速。截至2014年，全市大棚蔬菜栽培面積468公頃，大棚蔬菜平均單產(chǎn)量每公頃61，770公斤，單產(chǎn)值為每公頃81，060元，總產(chǎn)值44億元，占蔬菜總產(chǎn)值的43%，占蔬菜種植面積20%的蔬菜大棚的產(chǎn)出效益約占蔬菜總產(chǎn)值的40%，日光溫室蔬菜最高單產(chǎn)值達(dá)到每公頃525，000元，是普通大田蔬菜的10倍以上。全市除黃島、嶗山兩區(qū)蔬菜種植面積較小，其他五市一區(qū)蔬菜播種面積均超過(guò)69.68公頃，平度、萊西、膠州超過(guò)346公頃，成為蔬菜大市，對(duì)當(dāng)?shù)匕l(fā)展出口、運(yùn)銷、加工等產(chǎn)業(yè)發(fā)揮了強(qiáng)有力的支撐作用。蔬菜大棚作為青島市種植業(yè)中效益最好的產(chǎn)業(yè)之一，具有廣闊的發(fā)展前景。
　　青島市蔬菜大棚已形成集群化、規(guī)模化的發(fā)展模式，部分已經(jīng)形成了具有特色和規(guī)模的蔬菜生產(chǎn)基地。如，青島平度馬家溝芹菜是青島著名的地方農(nóng)產(chǎn)品，其種植基地距今已有一千多年的栽培歷史，近兩年其種植面積由700畝擴(kuò)大到1，200畝；膠南市海青鎮(zhèn)西紅柿種植基地是溫室大棚無(wú)公害西紅柿的主產(chǎn)地，有溫室大棚3，000多個(gè)，有十余年的西紅柿種植歷史。山東青島即墨蔬菜生產(chǎn)基地的大工棚總面積10，000余畝，露天菜區(qū)30，000余畝，同時(shí)和周邊三大蔬菜基地相連接，蔬菜種植總面積高達(dá)300，000畝。這些蔬菜基地的規(guī)模發(fā)展都為引進(jìn)高科技含量的蔬菜大棚提供了必要的條件。
　　（二）青島市蔬菜大棚發(fā)展存在的問(wèn)題。青島市蔬菜大棚雖然發(fā)展迅速并形成了一定的規(guī)模，但是仍然存在一些問(wèn)題。
　　1、蔬菜大棚科技含量低，裝備水平落后。據(jù)調(diào)查，青島地區(qū)農(nóng)戶采用的溫室大棚主要還是以舊的“薄膜+竹竿”式的嶗山棚為主。這類大棚的整體特點(diǎn)為低矮、簡(jiǎn)陋、立柱多、采光少、升溫慢。大棚里面幾乎沒(méi)有任何自動(dòng)化設(shè)施，大棚內(nèi)的溫度和濕度完全靠人工控制，因而投入較低、檔次較差，采光、保溫等設(shè)計(jì)及建造不合理，創(chuàng)新、技術(shù)等較為落后。
　　2、非智能化管理造成蔬菜產(chǎn)量低、收益差。青島地區(qū)農(nóng)戶由于缺乏先進(jìn)的大棚管理技術(shù)，只能通過(guò)憑著多年的種植經(jīng)驗(yàn)來(lái)對(duì)蔬菜大棚進(jìn)行管理和調(diào)控，但有時(shí)候經(jīng)驗(yàn)并不能夠解決大棚中由于土壤溫濕度、光照、氣體等自然因素造成的損失。塑料大棚雖在人工控制下，可以對(duì)大棚內(nèi)的溫度、光照、濕度、氣體等因素進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是外界自然因素對(duì)大棚也有一定的影響，外界氣候的變化易造成農(nóng)民不能及時(shí)采取解決措施，從而直接影響大棚蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量，關(guān)系到農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)效益。
　　3、分戶經(jīng)營(yíng)導(dǎo)致規(guī)模小、效益低。大部分農(nóng)民只是擁有一個(gè)或者幾個(gè)大棚，不能形成大種植規(guī)模，“小而全”的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，吸引不了大客戶，相較于集群化管理，收益低下。農(nóng)民所生產(chǎn)的蔬菜種類、規(guī)模不同，不能形成品牌競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此，青島市蔬菜大棚在市場(chǎng)上并沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，賣不出較高的價(jià)格，導(dǎo)致各家各戶效益低下。
　　4、政府對(duì)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣重視程度不夠。首先，政府對(duì)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作不夠重視，農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣經(jīng)費(fèi)緊缺，制約著推廣服務(wù)功能的進(jìn)一步增強(qiáng)。很多農(nóng)業(yè)科技的推廣都必須以政府的推動(dòng)作為動(dòng)力，這就導(dǎo)致農(nóng)業(yè)科研成果不能為我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)；其次，推廣隊(duì)伍缺乏激勵(lì)機(jī)制，沒(méi)有注意對(duì)高新技術(shù)的引進(jìn)，農(nóng)業(yè)科技不能有效地轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用成果。

二、ZigBee技術(shù)智能蔬菜大棚設(shè)計(jì)原理及優(yōu)勢(shì)

　　（一）ZigBee技術(shù)智能蔬菜大棚設(shè)計(jì)原理。基于ZigBee技術(shù)的智能蔬菜大棚控制系統(tǒng)是由青島農(nóng)業(yè)大學(xué)嵌入式物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)小組自行研發(fā)的一套監(jiān)控蔬菜大棚信息的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以CPU芯片作為系統(tǒng)的主控制器，采用流行的ZigBee技術(shù)作為通信媒介，根據(jù)系統(tǒng)的構(gòu)造和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等特點(diǎn)，能夠自動(dòng)監(jiān)控大棚室內(nèi)溫濕度、土壤溫濕度、光照等，并控制農(nóng)業(yè)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)操作作業(yè)。該系統(tǒng)著眼于農(nóng)業(yè)信息化的智能控制方向，不僅能實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的農(nóng)業(yè)種植，還能節(jié)省人力、物力、財(cái)力，從而有效地提高生產(chǎn)質(zhì)量。本設(shè)計(jì)旨在將人力從艱苦的大棚勞動(dòng)中解放出來(lái)，大棚只需雇傭1名管理員面對(duì)1臺(tái)PC設(shè)備，便可對(duì)大棚中的作物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。同時(shí)，大棚所有者可以通過(guò)手持設(shè)備查看大棚種作物的詳盡信息并控制大棚中的傳感器。該系統(tǒng)對(duì)于改善傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中低效、浪費(fèi)等一系列問(wèn)題，推進(jìn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向精細(xì)農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型，促進(jìn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展，大幅度節(jié)省農(nóng)業(yè)人力及資源成本，改善農(nóng)業(yè)發(fā)展中落后的生產(chǎn)技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率具有重要意義。
　　（二）ZigBee技術(shù)智能蔬菜大棚的優(yōu)勢(shì)。采用ZigBee技術(shù)的智能蔬菜大棚控制系統(tǒng)主要有以下優(yōu)點(diǎn)：
　　1、合理施用化肥，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染�；�于ZigBee技術(shù)的智能蔬菜大棚根據(jù)各個(gè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)對(duì)于土壤、農(nóng)作物和時(shí)間等因素的監(jiān)控和分析，能夠全面、合理地給出施肥建議，完全顛覆了傳統(tǒng)的蔬菜大棚根據(jù)經(jīng)驗(yàn)施肥而導(dǎo)致的化肥多，有機(jī)肥少，氮、磷、鉀比例失調(diào)的狀況，所以有顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
　　2、減少和節(jié)約水資源。傳統(tǒng)的蔬菜大棚主要以洪水灌溉和溝渠滲灌，水分利用率僅為40%左右。智能蔬菜大棚蔬菜采用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，定時(shí)定量供水，可通過(guò)滴灌微灌等一系列澆灌方式和方法，使用水量降到最小，在這基礎(chǔ)上獲得盡可能高的產(chǎn)量。

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