设施农业物联网建设效益分析

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摘要：分析了西宁市物联网发展建设及实际应用效益。2014-2016年期间，西宁设施农业物联网建设得到青海省科技厅重大科技专项资助。

关键词：农业设施物联网；APP客户端；LED植物生长灯

设施农业是在环境相对可控条件下，采用工程技术手段，进行农业高效生产的一种现代农业方式。通过物联网系统可以连接传感器采集棚内的空气温湿度、土壤温湿度、光照强度、二氧化碳浓度等数据，并根据参数变化自动控制卷帘和风口的开合，使作物在最佳条件下的环境里生长。并可以通过手机App客户端和物联网智慧平台实时监控棚内环境数据，远程操控温室状态。西宁市自2009年起开始建设设施农业物联网，通过17年的不断努力，从当时的简单装配几栋温室，只能传输温室环境状况的简单数据，到目前可以实现现场两路手控，以及手机、计算机远程控制，同时可以采取环境条件数据进行八路以上系统智能化管理，极大的提高了使用效率，取得了阶段性的成绩，达到了预想的的效果。现将使用效果介绍如下。

1设施农业物联网管理省工效益

该系统根据室外、室内温度、光照、湿度情况，自动卷帘以及上、下卷帘通风排湿、降温，节省了卷帘时间及劳动力，提高了生产效率。每天每个温室能节省2h人力，一年360d可节约720h，每个工按8h计，可节约90d工时。如青海葛源农业开发公司安装的温室物联网自动化系统按照173个温室计算，每年节约：90d×173栋温室=15570d的工时。每人每天按工资80元计算，全年节约人力费用：15570d工时×80=1245600元，平均每个大棚每年节约人力费7200元，经济效益可观。该项技术的应用，可以极大的提高管理人员的管理效率，实现远程现场交流、查看、管控，对温室的生长情况可以实现对焦、360度查看、拍照、记录映像。还可以专家远程进行技术跟踪、语音对话、病虫害诊断等，可以极大的利用专家的资源，加速农业新技术的推广。以上真正利用起来，每亩可增收1300元。

2设施农业物联网卷帘节时增效

数字卷帘机自动化控制系统卷帘速度快，尤其低温、寡照的冬天，每天平均可以让植物多照射阳光0.5～1.0h。春、冬、秋季植物生长按需要卷帘7个月,每天植物照射8h，共计照射时间1680h，使用自动化控制系统后：春、秋、冬三季作物需要补光时间，早晨提前打开温室卷帘多照射0.5h/d，下午晚盖卷帘多照射0.5h/d，每栋每天作物要多照1h，要是需要补光的春、秋、冬按有效补光时间7个月210d计，该温室物联网补光系统要多增210h。同时210h按以上每天光照8h计算，可增加26.25d，补光、增温、提前上市效果明显。以上每人每天管理按2.5～3栋工作量计算，实际上一个基地或种植户管理温室的时间成本还远远超过以上数据。

3设施农业物联网LED补光效益

通过LED植物生长灯的使用，该系统主要应用在深冬、早春、晚秋季节的喜光作物上。使用LED植物灯增加有效光照时间，缩短生长周期，可缩短植物生长周期20%，使产量增加30%左右。在冬季6～7个月时间中，湟源县顺泰农业科技生产基地经过统计亩可增产1500kg价值6000元左右。少使用农药：LED植物灯的光谱中无红外光和紫外光，有些昆虫不喜欢到这种环境中，因而减少使用农药；节水：LED灯光中无红外光，不产生水分蒸发，在生长期中，水分消耗很少；连续光照改变植株吸收营养模式，增强植物从空气中吸收二氧化碳和营养的能力，减少化肥使用量；蔬菜风味、口感好。植物叶片肥美、壮实，由于光照时间长，使维生素和糖的含量提高，商品性好；可调节植物的供应时间，植物灯诱导植物生长，可提早瓜果、蔬菜上市时间；LED寿命长、节能、环保。LED光效目前可达200lm/w，使用寿命可达3h以上。可根据不同作物、不同生长阶段、不同季节，实现定时分阶段智能补光，不需每天进行人工操控，只需定期进行维护。见附图。

4设施农业物联网水肥一体化效益

温室内土壤墒情灌溉控制技术，该系统借助压力系统，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道和滴头形成滴灌。通过对土壤温湿度测量决定自动灌溉的次数和灌溉总量，这些自动灌溉控制策略实现了土壤的多次量少灌溉的自动需求，有效的降低了温室内部空气湿度，减少了病虫害，使土壤根系达到缺水即灌溉，适量即控水，使作物根系处于水、肥、气、热的生长最佳状态。每栋温室一年节省追肥人工7～8次，每次每亩平均用工5个工，则：7.5×5=37.5，每个工按80元计，节省人工费用3000元。节省用水每亩每栋一年按20次计，一次节水15t，每吨水按2元计，每亩共计30元，20×30=600元。提高肥效5%，增产15%，亩增收1500×2元=3000元。以上灌水、施肥系统可以实现远程控制及智能控制，节资、省工增效明显。

参考文献

[1]程曼，王让会.物联网技术的研究与应用[J].物联网与地理信息统计，2010（10）：22-27.

[2]华欣，赵春喜，崔立新,等.物联网技术在信息化建设中的应用[J].网络与通信，2012（6）：61-62.

作者:韩琦 单位:青海省西宁市农业技术推广站