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文檔簡(jiǎn)介

智能農(nóng)業(yè)數(shù)字化化種植管理規(guī)定細(xì)則細(xì)則一、總則

智能農(nóng)業(yè)數(shù)字化化種植管理規(guī)定細(xì)則旨在規(guī)范和指導(dǎo)智能農(nóng)業(yè)數(shù)字化化種植的流程、技術(shù)要求及管理標(biāo)準(zhǔn),確保種植過(guò)程的科學(xué)性、高效性和可持續(xù)性。本細(xì)則適用于采用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行作物種植的所有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主體,包括但不限于智慧農(nóng)場(chǎng)、農(nóng)業(yè)合作社及現(xiàn)代化種植企業(yè)。

二、基本要求

(一)種植環(huán)境數(shù)字化監(jiān)測(cè)

1.建立覆蓋土壤、氣候、水質(zhì)等關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2.監(jiān)測(cè)點(diǎn)布局應(yīng)確保數(shù)據(jù)覆蓋種植區(qū)域的代表性,間距不超過(guò)20米。

3.數(shù)據(jù)采集頻率不低于每小時(shí)一次,并自動(dòng)存儲(chǔ)至數(shù)字化管理平臺(tái)。

(二)種植設(shè)備智能化管理

1.采用自動(dòng)化灌溉、施肥、溫控等設(shè)備,減少人工干預(yù)。

2.設(shè)備應(yīng)具備遠(yuǎn)程控制功能,并接入統(tǒng)一的管理平臺(tái)。

3.設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)需實(shí)時(shí)上傳,故障自動(dòng)報(bào)警并記錄。

(三)作物生長(zhǎng)數(shù)字化建模

1.基于歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),建立作物生長(zhǎng)模型。

2.模型需定期更新,更新周期不超過(guò)每季度一次。

3.利用模型預(yù)測(cè)作物產(chǎn)量、病蟲(chóng)害風(fēng)險(xiǎn)等關(guān)鍵指標(biāo)。

三、操作流程規(guī)范

(一)種植前準(zhǔn)備

(1)土壤數(shù)字化分析:采集土壤樣本,檢測(cè)pH值、有機(jī)質(zhì)含量、養(yǎng)分等指標(biāo),數(shù)據(jù)錄入管理平臺(tái)。

(2)設(shè)備調(diào)試:檢查灌溉、施肥等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),確保功能正常。

(3)模型校準(zhǔn):根據(jù)目標(biāo)作物和種植區(qū)域特點(diǎn),校準(zhǔn)生長(zhǎng)模型參數(shù)。

(二)種植過(guò)程中管理

(1)水分管理:根據(jù)土壤濕度數(shù)據(jù)和作物需水規(guī)律,自動(dòng)調(diào)節(jié)灌溉量。

(2)營(yíng)養(yǎng)管理:基于土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)和作物生長(zhǎng)階段,精準(zhǔn)施用肥料。

(3)病蟲(chóng)害預(yù)警:通過(guò)圖像識(shí)別和數(shù)據(jù)分析,提前預(yù)警病蟲(chóng)害風(fēng)險(xiǎn)。

(三)收獲后數(shù)據(jù)歸檔

(1)收獲量記錄:自動(dòng)或手動(dòng)錄入作物產(chǎn)量數(shù)據(jù),與生長(zhǎng)模型對(duì)比分析。

(2)設(shè)備維護(hù)記錄:整理設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù),用于后續(xù)維護(hù)優(yōu)化。

(3)數(shù)據(jù)備份:定期備份所有數(shù)字化數(shù)據(jù),確保數(shù)據(jù)安全。

四、技術(shù)支持與培訓(xùn)

(一)技術(shù)支持體系

1.建立由農(nóng)業(yè)專(zhuān)家和技術(shù)工程師組成的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)。

2.提供遠(yuǎn)程和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo),解決數(shù)字化種植中的技術(shù)問(wèn)題。

3.每月至少組織一次技術(shù)培訓(xùn),更新種植管理知識(shí)。

(二)培訓(xùn)內(nèi)容要點(diǎn)

(1)數(shù)字化設(shè)備操作:包括數(shù)據(jù)采集設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備的正確使用方法。

(2)數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ):講解如何解讀作物生長(zhǎng)模型及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

(3)應(yīng)急處理流程:針對(duì)設(shè)備故障、災(zāi)害等情況的應(yīng)對(duì)措施。

五、管理與考核

(一)數(shù)據(jù)管理責(zé)任

1.明確各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)管理責(zé)任人,確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

2.建立數(shù)據(jù)審核機(jī)制,每月對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行核查。

(二)績(jī)效考核標(biāo)準(zhǔn)

1.產(chǎn)量指標(biāo):對(duì)比歷史數(shù)據(jù),產(chǎn)量提升率不低于10%。

2.資源利用率:水肥利用率不低于85%。

3.成本控制:種植成本降低率不低于5%。

(三)持續(xù)改進(jìn)

1.定期評(píng)估數(shù)字化種植效果,收集用戶(hù)反饋。

2.根據(jù)評(píng)估結(jié)果調(diào)整管理細(xì)則,優(yōu)化種植流程。

一、總則

智能農(nóng)業(yè)數(shù)字化化種植管理規(guī)定細(xì)則旨在規(guī)范和指導(dǎo)智能農(nóng)業(yè)數(shù)字化化種植的流程、技術(shù)要求及管理標(biāo)準(zhǔn),確保種植過(guò)程的科學(xué)性、高效性和可持續(xù)性。本細(xì)則適用于采用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行作物種植的所有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主體,包括但不限于智慧農(nóng)場(chǎng)、農(nóng)業(yè)合作社及現(xiàn)代化種植企業(yè)。通過(guò)明確數(shù)字化種植各環(huán)節(jié)的操作規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)管理要求,提升資源利用效率,降低生產(chǎn)成本,保障作物品質(zhì),推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型。

二、基本要求

(一)種植環(huán)境數(shù)字化監(jiān)測(cè)

1.監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)與布局:

建立覆蓋土壤、氣候、水質(zhì)等關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)應(yīng)包括但不限于土壤溫濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、二氧化碳濃度傳感器(適用于溫室)、空氣溫濕度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、雨量傳感器、水體pH值、電導(dǎo)率、溶解氧傳感器等。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)布局應(yīng)確保數(shù)據(jù)覆蓋種植區(qū)域的代表性,避免盲區(qū)。對(duì)于大田種植,監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距建議不超過(guò)20米,確保數(shù)據(jù)能反映局部微環(huán)境的差異;對(duì)于溫室或高精度種植區(qū),監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距可適當(dāng)縮小至5-10米,并在關(guān)鍵位置(如作物行間、不同品種區(qū)域)增設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)選用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的、精度符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,并定期進(jìn)行校準(zhǔn)(建議每季度一次)。

2.數(shù)據(jù)采集與傳輸:

數(shù)據(jù)采集頻率不低于每小時(shí)一次,以捕捉環(huán)境參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化。對(duì)于關(guān)鍵參數(shù)(如土壤濕度、灌溉閥狀態(tài)),可提高采集頻率至每10分鐘一次。

采集到的數(shù)據(jù)需通過(guò)無(wú)線(xiàn)(如LoRa,NB-IoT,Wi-Fi)或有線(xiàn)方式實(shí)時(shí)傳輸至中心化的數(shù)字化管理平臺(tái)或云服務(wù)器。

傳輸過(guò)程中需保證數(shù)據(jù)的完整性和安全性,采用加密傳輸協(xié)議。

3.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析:

數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)至數(shù)字化管理平臺(tái),采用時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理,保留歷史數(shù)據(jù)以便追溯和趨勢(shì)分析。

平臺(tái)應(yīng)具備基本的數(shù)據(jù)可視化功能,能夠以曲線(xiàn)圖、表格等形式展示歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

可接入數(shù)據(jù)分析工具,對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析,如計(jì)算日平均氣溫、累積降雨量、光照時(shí)數(shù)等。

(二)種植設(shè)備智能化管理

1.自動(dòng)化灌溉系統(tǒng):

采用基于傳感器數(shù)據(jù)的自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)。系統(tǒng)應(yīng)包括水源、過(guò)濾器、水泵、閥門(mén)組、管道及土壤濕度傳感器(或滴灌/噴灌頭內(nèi)置傳感器)。

設(shè)備應(yīng)具備遠(yuǎn)程控制功能,可通過(guò)管理平臺(tái)或移動(dòng)終端設(shè)置灌溉計(jì)劃、手動(dòng)啟停灌溉、調(diào)整灌溉量。

根據(jù)土壤濕度傳感器數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)閾值(需根據(jù)作物種類(lèi)和生長(zhǎng)階段設(shè)定)進(jìn)行比較,實(shí)現(xiàn)按需灌溉。例如,當(dāng)土壤濕度低于閾值下限時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)灌溉,達(dá)到閾值上限時(shí)停止。

管道末端應(yīng)安裝流量計(jì)和壓力傳感器,監(jiān)控灌溉過(guò)程中的水效,并記錄在管理平臺(tái)。

2.自動(dòng)化施肥系統(tǒng)(水肥一體化):

采用與灌溉系統(tǒng)一體化的水肥一體化設(shè)備。系統(tǒng)需包括肥液罐、攪拌器、過(guò)濾器、施肥泵、混合管道及注肥裝置(如文丘里施肥器或注射泵)。

設(shè)備應(yīng)能根據(jù)土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)和作物需求模型,精確計(jì)算和投加肥料。

施肥量可通過(guò)管理平臺(tái)預(yù)設(shè),或根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的土壤養(yǎng)分濃度(如通過(guò)電導(dǎo)率EC值和pH值)自動(dòng)調(diào)整。

必須配備文丘里接口或其他安全隔離裝置,防止堵塞,并確保肥液與灌溉水的混合均勻。

3.環(huán)境控制設(shè)備(主要針對(duì)溫室):

采用自動(dòng)化溫控、濕控、光控設(shè)備。系統(tǒng)包括加熱/制冷設(shè)備(如熱風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)機(jī))、加濕/除濕設(shè)備(如加濕器、除霧系統(tǒng))、卷膜/遮陽(yáng)網(wǎng)/內(nèi)遮陽(yáng)/外遮陽(yáng)系統(tǒng)。

設(shè)備需能根據(jù)環(huán)境傳感器數(shù)據(jù)和管理平臺(tái)預(yù)設(shè)的參數(shù)自動(dòng)運(yùn)行。例如,當(dāng)室內(nèi)溫度高于設(shè)定上限時(shí),自動(dòng)啟動(dòng)制冷設(shè)備并開(kāi)啟遮陽(yáng);當(dāng)濕度低于設(shè)定下限且光照充足時(shí),自動(dòng)啟動(dòng)加濕器。

所有設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)(開(kāi)啟、關(guān)閉、故障)需實(shí)時(shí)反饋至管理平臺(tái)。

4.設(shè)備互聯(lián)與平臺(tái)接入:

所有智能化設(shè)備(傳感器、控制器、執(zhí)行器)需具備標(biāo)準(zhǔn)的通信接口(如Modbus,MQTT,OPCUA),或通過(guò)相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)接入統(tǒng)一的數(shù)字化管理平臺(tái)。

平臺(tái)應(yīng)能整合所有設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控和管理。

(三)作物生長(zhǎng)數(shù)字化建模

1.數(shù)據(jù)源整合:

建立作物生長(zhǎng)模型所需數(shù)據(jù)包括:環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(土壤、氣候等)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)(灌溉、施肥量等)、作物生理數(shù)據(jù)(若配備圖像識(shí)別或生長(zhǎng)指標(biāo)傳感器)、以及作物品種信息、種植日期等基礎(chǔ)信息。

確保數(shù)據(jù)從采集、傳輸?shù)酱鎯?chǔ)的完整性和準(zhǔn)確性。

2.模型構(gòu)建與選擇:

根據(jù)目標(biāo)作物種類(lèi)(如蔬菜、水果、谷物)及其生長(zhǎng)習(xí)性,選擇或開(kāi)發(fā)合適的生長(zhǎng)模型。模型類(lèi)型可包括生理生長(zhǎng)模型(基于葉面積指數(shù)LAI、生物量等參數(shù))和環(huán)境響應(yīng)模型。

利用歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練和驗(yàn)證,確保模型的預(yù)測(cè)精度。初期可參考行業(yè)通用模型,結(jié)合本地實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。

3.模型應(yīng)用與動(dòng)態(tài)調(diào)整:

利用模型預(yù)測(cè)作物關(guān)鍵生育期的進(jìn)程(如出苗率、開(kāi)花期、成熟期)、預(yù)測(cè)產(chǎn)量、評(píng)估營(yíng)養(yǎng)狀況、預(yù)測(cè)病蟲(chóng)害發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)等。

模型應(yīng)具備一定的自適應(yīng)能力,能夠根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化,動(dòng)態(tài)調(diào)整預(yù)測(cè)結(jié)果和生長(zhǎng)參數(shù)。

定期(建議每季度或根據(jù)作物生長(zhǎng)周期)評(píng)估模型的預(yù)測(cè)效果,通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)等方法進(jìn)行迭代優(yōu)化。

三、操作流程規(guī)范

(一)種植前準(zhǔn)備

(1)土壤數(shù)字化分析:

在種植前15-30天,對(duì)種植區(qū)域進(jìn)行土壤取樣。取樣點(diǎn)應(yīng)均勻分布,覆蓋不同田塊和地形。每個(gè)取樣點(diǎn)采集深層(0-20cm,20-40cm)和淺層(0-10cm)土壤樣本,每個(gè)點(diǎn)取2-3個(gè)子樣本混合均勻。

將樣品送至專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室或使用便攜式土壤測(cè)試儀,檢測(cè)關(guān)鍵指標(biāo):土壤pH值、電導(dǎo)率(EC)、有機(jī)質(zhì)含量、全氮、速效磷、速效鉀、微量元素(如鈣、鎂、硫、鐵、錳、鋅、銅、硼)等。

將檢測(cè)結(jié)果錄入數(shù)字化管理平臺(tái),生成土壤養(yǎng)分分布圖和詳細(xì)分析報(bào)告。根據(jù)報(bào)告結(jié)果,制定針對(duì)性的土壤改良和底肥施用方案。

(2)設(shè)備調(diào)試與校準(zhǔn):

全面檢查所有數(shù)字化監(jiān)測(cè)設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備(傳感器、控制器、執(zhí)行器、水泵、閥門(mén)、施肥泵等)的供電、網(wǎng)絡(luò)連接和運(yùn)行狀態(tài)。

對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn),確保讀數(shù)準(zhǔn)確。例如,校準(zhǔn)土壤濕度傳感器(使用已知含水率的土壤比對(duì)),校準(zhǔn)pH計(jì)和EC計(jì)(使用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液)。

測(cè)試自動(dòng)化控制邏輯,確保傳感器數(shù)據(jù)能正確觸發(fā)設(shè)備動(dòng)作(如土壤濕度低于閾值自動(dòng)開(kāi)啟灌溉),動(dòng)作完成后設(shè)備能正確停止或切換。

在管理平臺(tái)模擬各種場(chǎng)景,驗(yàn)證控制邏輯和設(shè)備響應(yīng)。

(3)生長(zhǎng)模型校準(zhǔn)與種植計(jì)劃制定:

根據(jù)目標(biāo)作物品種、土壤分析結(jié)果、氣候條件(可參考當(dāng)?shù)貧v史氣象數(shù)據(jù)),在管理平臺(tái)中輸入相關(guān)參數(shù),校準(zhǔn)作物生長(zhǎng)模型。

制定詳細(xì)的種植計(jì)劃,包括播種/移栽時(shí)間、種植密度、灌溉施肥計(jì)劃(基于模型預(yù)測(cè)和傳感器數(shù)據(jù))、環(huán)境控制目標(biāo)(如溫度范圍、濕度范圍)等。將種植計(jì)劃錄入管理平臺(tái)。

(二)種植過(guò)程中管理

(1)播種/移栽階段管理:

播種:根據(jù)種植計(jì)劃,在管理平臺(tái)設(shè)定播種時(shí)間。使用自動(dòng)化播種設(shè)備(如播種機(jī))按設(shè)定參數(shù)進(jìn)行播種,記錄播種量和均勻度。播種后,根據(jù)計(jì)劃開(kāi)啟溫濕控制設(shè)備(如地?zé)峋€(xiàn)、小氣候補(bǔ)光),并密切監(jiān)測(cè)出苗情況(可通過(guò)圖像識(shí)別系統(tǒng)輔助)。

移栽:在移栽前,根據(jù)土壤濕度數(shù)據(jù)調(diào)整灌溉,確保移栽區(qū)域土壤濕潤(rùn)。使用自動(dòng)化移栽設(shè)備(如有)進(jìn)行作業(yè),提高效率。移栽后,根據(jù)作物需水需肥規(guī)律,啟動(dòng)自動(dòng)化灌溉和施肥系統(tǒng),并加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)控。

(2)苗期管理:

水分管理:根據(jù)土壤濕度傳感器數(shù)據(jù),保持土壤適度濕潤(rùn)。避免過(guò)度灌溉導(dǎo)致根部病害。利用平臺(tái)數(shù)據(jù)分析作物蒸騰需求,優(yōu)化灌溉策略。

營(yíng)養(yǎng)管理:根據(jù)土壤養(yǎng)分基礎(chǔ)和作物苗期需求,適時(shí)、適量施用緩釋肥或液體肥料。通過(guò)水肥一體化系統(tǒng)精準(zhǔn)施用。

環(huán)境管理:密切監(jiān)控溫度、濕度、光照等環(huán)境因素,確保作物正常生長(zhǎng)。根據(jù)模型預(yù)測(cè),提前調(diào)整環(huán)境控制設(shè)備(如通風(fēng)、補(bǔ)光、遮陽(yáng))。

(3)生長(zhǎng)期管理:

水分管理:進(jìn)入旺盛生長(zhǎng)期后,作物需水量增大。根據(jù)土壤濕度、氣象數(shù)據(jù)和作物模型預(yù)測(cè),科學(xué)制定灌溉計(jì)劃??蓪?shí)施分區(qū)灌溉,針對(duì)不同生育期或長(zhǎng)勢(shì)差異的作物區(qū)域進(jìn)行差異化供水。

營(yíng)養(yǎng)管理:根據(jù)作物生長(zhǎng)模型對(duì)養(yǎng)分的需求預(yù)測(cè),結(jié)合土壤養(yǎng)分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),制定追肥計(jì)劃。利用水肥一體化系統(tǒng),在最佳時(shí)期精準(zhǔn)施用速效肥料,避免浪費(fèi)和環(huán)境污染。

病蟲(chóng)害綠色防控:利用環(huán)境傳感器數(shù)據(jù)和圖像識(shí)別系統(tǒng),監(jiān)測(cè)病蟲(chóng)害發(fā)生早期跡象(如葉片顏色異常、病斑等)。結(jié)合氣象數(shù)據(jù)(如濕度、溫度)預(yù)測(cè)病蟲(chóng)害高發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。優(yōu)先采用物理防治(如誘蟲(chóng)燈、黃板)和生物防治(如天敵昆蟲(chóng)),必要時(shí)在指導(dǎo)下使用低毒、環(huán)保藥劑,并精確噴灑到目標(biāo)區(qū)域。

生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)與記錄:定期測(cè)量作物關(guān)鍵生長(zhǎng)指標(biāo)(如株高、葉面積、果實(shí)大小等),記錄在管理平臺(tái)。利用圖像識(shí)別技術(shù)輔助進(jìn)行生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)分析。

(4)成熟期管理:

水分管理:根據(jù)作物接近成熟時(shí)的需水特性和對(duì)干旱的耐受性,適當(dāng)減少灌溉頻率,但需保證果實(shí)膨大或品質(zhì)形成所需的水分。接近收獲時(shí)通常停止灌溉(除非是為了防止采后萎蔫)。

營(yíng)養(yǎng)管理:一般停止施用氮肥,可適量補(bǔ)充磷、鉀肥,促進(jìn)果實(shí)成熟和糖分積累。

采收管理:根據(jù)作物生長(zhǎng)模型預(yù)測(cè)的成熟度指標(biāo)和實(shí)際觀察(顏色、硬度等),制定采收計(jì)劃。利用自動(dòng)化分選設(shè)備(如有)提高采收效率和果實(shí)品質(zhì)的均一性。

(三)收獲后數(shù)據(jù)歸檔

(1)產(chǎn)量數(shù)據(jù)記錄與核算:

在收獲過(guò)程中,實(shí)時(shí)記錄各區(qū)域或各批次的作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)??衫卯a(chǎn)量監(jiān)測(cè)設(shè)備(如激光掃描儀、地秤)或人工統(tǒng)計(jì)結(jié)合管理平臺(tái)錄入。

收獲完成后,匯總計(jì)算總產(chǎn)量,并與生長(zhǎng)模型預(yù)測(cè)的產(chǎn)量進(jìn)行比較,分析誤差原因。

記錄收獲時(shí)間、天氣條件、操作人員等信息。

(2)設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)記錄:

整理數(shù)字化監(jiān)測(cè)設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備在整個(gè)種植周期內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄,特別是故障報(bào)警、維修更換、校準(zhǔn)等信息。

建立設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)檔案,包括維護(hù)時(shí)間、維護(hù)內(nèi)容、更換部件、費(fèi)用等。根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)制定預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃。

(3)數(shù)據(jù)備份與總結(jié)分析:

定期(如每月或每季度)對(duì)所有數(shù)字化管理平臺(tái)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行完整備份,確保數(shù)據(jù)安全,防止數(shù)據(jù)丟失。

對(duì)整個(gè)種植周期的所有數(shù)據(jù)(環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、生長(zhǎng)數(shù)據(jù)、產(chǎn)量數(shù)據(jù)等)進(jìn)行回顧性分析,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。分析內(nèi)容可包括:資源利用效率(水、肥、電)、成本控制情況、生長(zhǎng)模型準(zhǔn)確性、病蟲(chóng)害發(fā)生規(guī)律、管理措施有效性等。

生成種植總結(jié)報(bào)告,為下一輪種植的決策提供數(shù)據(jù)支持。

四、技術(shù)支持與培訓(xùn)

(一)技術(shù)支持體系

1.組建專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì):建立由農(nóng)業(yè)專(zhuān)家(熟悉作物生理、土壤科學(xué))、軟件工程師(精通數(shù)據(jù)管理平臺(tái)開(kāi)發(fā)與維護(hù))、硬件工程師(精通傳感器、自動(dòng)化設(shè)備安裝與調(diào)試)組成的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)成員需具備跨學(xué)科知識(shí)背景。

2.提供多渠道支持:提供遠(yuǎn)程技術(shù)支持(電話(huà)、視頻會(huì)議、在線(xiàn)聊天),解決用戶(hù)在使用過(guò)程中遇到的操作問(wèn)題和技術(shù)難題。對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題,提供現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)或遠(yuǎn)程屏幕共享支持。

3.定期技術(shù)交流:每季度至少組織一次線(xiàn)上或線(xiàn)下技術(shù)交流會(huì),分享最新的數(shù)字化種植技術(shù)、設(shè)備應(yīng)用案例、平臺(tái)功能更新及用戶(hù)反饋,解答用戶(hù)疑問(wèn)。

(二)培訓(xùn)內(nèi)容要點(diǎn)

(1)數(shù)字化設(shè)備操作培訓(xùn):

傳感器安裝與校準(zhǔn):講解各類(lèi)傳感器的正確安裝位置、埋深、維護(hù)方法,以及校準(zhǔn)流程和標(biāo)準(zhǔn)。

自動(dòng)化設(shè)備使用:演示灌溉、施肥、環(huán)境控制等設(shè)備的操作界面、參數(shù)設(shè)置、手動(dòng)控制、故障排查基本方法。

平臺(tái)基本操作:指導(dǎo)用戶(hù)如何登錄平臺(tái)、查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、生成數(shù)據(jù)報(bào)表、設(shè)置設(shè)備參數(shù)等。

(2)數(shù)據(jù)分析與決策應(yīng)用培訓(xùn):

數(shù)據(jù)解讀:講解如何理解環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、作物生長(zhǎng)數(shù)據(jù)的含義,識(shí)別正常與異常情況。

模型應(yīng)用:講解如何利用作物生長(zhǎng)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)(產(chǎn)量、生長(zhǎng)階段、病蟲(chóng)害風(fēng)險(xiǎn)),以及如何根據(jù)模型建議調(diào)整管理措施。

報(bào)表生成與利用:指導(dǎo)用戶(hù)如何生成常用的管理報(bào)表(如灌溉記錄、施肥記錄、環(huán)境變化曲線(xiàn)、成本分析表),并講解如何利用這些報(bào)表進(jìn)行生產(chǎn)管理和效果評(píng)估。

(3)應(yīng)急處理與系統(tǒng)維護(hù)培訓(xùn):

常見(jiàn)故障排除:列舉常見(jiàn)的設(shè)備故障(如傳感器信號(hào)丟失、水泵不啟動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)中斷)和應(yīng)急處理步驟。

非正常情況應(yīng)對(duì):講解在極端天氣(如暴雨、干旱、高溫)、設(shè)備突然故障等非正常情況下,如何調(diào)整管理策略,保障作物安全。

系統(tǒng)日常維護(hù):介紹數(shù)字化系統(tǒng)的日常檢查項(xiàng)目(如傳感器清潔、線(xiàn)路檢查、數(shù)據(jù)備份確認(rèn)),以及基本的系統(tǒng)維護(hù)知識(shí)。

五、管理與考核

(一)數(shù)據(jù)管理責(zé)任

1.明確責(zé)任主體:在數(shù)字化管理平臺(tái)中明確各監(jiān)測(cè)點(diǎn)、各設(shè)備的數(shù)據(jù)管理責(zé)任人。通常,田間管理負(fù)責(zé)人對(duì)所轄區(qū)域的環(huán)境和設(shè)備數(shù)據(jù)負(fù)責(zé),技術(shù)負(fù)責(zé)人對(duì)系統(tǒng)的整體運(yùn)行和數(shù)據(jù)質(zhì)量負(fù)責(zé)。

2.建立數(shù)據(jù)審核機(jī)制:制定數(shù)據(jù)審核流程,例如,每日由操作人員檢查關(guān)鍵數(shù)據(jù)的合理性(如極端天氣下的溫度變化),每周由技術(shù)或管理人員對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行抽查核對(duì),確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)需及時(shí)調(diào)查原因并進(jìn)行修正。

3.數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):規(guī)定數(shù)據(jù)采集的頻率、精度要求,以及數(shù)據(jù)缺失或異常的處理規(guī)范。

(二)績(jī)效考核標(biāo)準(zhǔn)

1.產(chǎn)量與品質(zhì)指標(biāo):設(shè)定明確的產(chǎn)量目標(biāo)(如單位面積產(chǎn)量達(dá)到多少公斤/噸),并設(shè)定品質(zhì)指標(biāo)(如果實(shí)糖度、外觀等級(jí)比例等,若有條件可測(cè)量)。對(duì)比歷史數(shù)據(jù)或行業(yè)基準(zhǔn),評(píng)估產(chǎn)量提升率(不低于10%)和品質(zhì)穩(wěn)定性。

2.資源利用效率:量化水肥資源利用效率。例如,灌溉水分生產(chǎn)率(單位水量產(chǎn)生的產(chǎn)量,如公斤/立方米)、肥料利用率(通過(guò)養(yǎng)分平衡計(jì)算或模型估算,目標(biāo)不低于85%)。鼓勵(lì)使用節(jié)水灌溉技術(shù)(如滴灌、噴灌)和精準(zhǔn)施肥技術(shù)(如變量施肥)。

3.生產(chǎn)成本控制:對(duì)比采用數(shù)字化管理前后的生產(chǎn)成本,評(píng)估成本降低率(如人工成本節(jié)約、水肥消耗減少帶來(lái)的成本下降,目標(biāo)不低于5%)。分析單位產(chǎn)量的成本變化。

4.管理效率與響應(yīng)速度:評(píng)估數(shù)據(jù)上報(bào)的及時(shí)性、問(wèn)題處理的響應(yīng)速度、管理決策的科學(xué)性等。可通過(guò)系統(tǒng)日志、用戶(hù)反饋等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。

(三)持續(xù)改進(jìn)

1.定期評(píng)估與反饋:每季度或每茬作物收獲后,組織相關(guān)人員(管理、技術(shù)、操作人員)對(duì)數(shù)字化種植的整體效果進(jìn)行評(píng)估。收集用戶(hù)在使用過(guò)程中的滿(mǎn)意度、遇到的問(wèn)題和建議。

2.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化:基于評(píng)估結(jié)果和數(shù)據(jù)分析,識(shí)別管理流程中的瓶頸和改進(jìn)機(jī)會(huì)。例如,如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)區(qū)域病蟲(chóng)害發(fā)生頻率異常,需分析環(huán)境數(shù)據(jù)和種植管理數(shù)據(jù),找出原因(如通風(fēng)不良、施肥不當(dāng)?shù)龋?,并調(diào)整管理措施。如果資源利用率未達(dá)標(biāo),需優(yōu)化灌溉施肥策略或改進(jìn)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。

3.迭代更新管理細(xì)則:根據(jù)評(píng)估結(jié)果、技術(shù)發(fā)展和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),定期(如每年一次)修訂和完善“智能農(nóng)業(yè)數(shù)字化化種植管理規(guī)定細(xì)則”,使其更具針對(duì)性和可操作性。確保管理細(xì)則始終與實(shí)際生產(chǎn)需求和技術(shù)水平保持同步。

一、總則

智能農(nóng)業(yè)數(shù)字化化種植管理規(guī)定細(xì)則旨在規(guī)范和指導(dǎo)智能農(nóng)業(yè)數(shù)字化化種植的流程、技術(shù)要求及管理標(biāo)準(zhǔn),確保種植過(guò)程的科學(xué)性、高效性和可持續(xù)性。本細(xì)則適用于采用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行作物種植的所有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主體,包括但不限于智慧農(nóng)場(chǎng)、農(nóng)業(yè)合作社及現(xiàn)代化種植企業(yè)。

二、基本要求

(一)種植環(huán)境數(shù)字化監(jiān)測(cè)

1.建立覆蓋土壤、氣候、水質(zhì)等關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2.監(jiān)測(cè)點(diǎn)布局應(yīng)確保數(shù)據(jù)覆蓋種植區(qū)域的代表性,間距不超過(guò)20米。

3.數(shù)據(jù)采集頻率不低于每小時(shí)一次,并自動(dòng)存儲(chǔ)至數(shù)字化管理平臺(tái)。

(二)種植設(shè)備智能化管理

1.采用自動(dòng)化灌溉、施肥、溫控等設(shè)備,減少人工干預(yù)。

2.設(shè)備應(yīng)具備遠(yuǎn)程控制功能,并接入統(tǒng)一的管理平臺(tái)。

3.設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)需實(shí)時(shí)上傳,故障自動(dòng)報(bào)警并記錄。

(三)作物生長(zhǎng)數(shù)字化建模

1.基于歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),建立作物生長(zhǎng)模型。

2.模型需定期更新,更新周期不超過(guò)每季度一次。

3.利用模型預(yù)測(cè)作物產(chǎn)量、病蟲(chóng)害風(fēng)險(xiǎn)等關(guān)鍵指標(biāo)。

三、操作流程規(guī)范

(一)種植前準(zhǔn)備

(1)土壤數(shù)字化分析:采集土壤樣本,檢測(cè)pH值、有機(jī)質(zhì)含量、養(yǎng)分等指標(biāo),數(shù)據(jù)錄入管理平臺(tái)。

(2)設(shè)備調(diào)試:檢查灌溉、施肥等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),確保功能正常。

(3)模型校準(zhǔn):根據(jù)目標(biāo)作物和種植區(qū)域特點(diǎn),校準(zhǔn)生長(zhǎng)模型參數(shù)。

(二)種植過(guò)程中管理

(1)水分管理:根據(jù)土壤濕度數(shù)據(jù)和作物需水規(guī)律,自動(dòng)調(diào)節(jié)灌溉量。

(2)營(yíng)養(yǎng)管理:基于土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)和作物生長(zhǎng)階段,精準(zhǔn)施用肥料。

(3)病蟲(chóng)害預(yù)警:通過(guò)圖像識(shí)別和數(shù)據(jù)分析,提前預(yù)警病蟲(chóng)害風(fēng)險(xiǎn)。

(三)收獲后數(shù)據(jù)歸檔

(1)收獲量記錄:自動(dòng)或手動(dòng)錄入作物產(chǎn)量數(shù)據(jù),與生長(zhǎng)模型對(duì)比分析。

(2)設(shè)備維護(hù)記錄:整理設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù),用于后續(xù)維護(hù)優(yōu)化。

(3)數(shù)據(jù)備份:定期備份所有數(shù)字化數(shù)據(jù),確保數(shù)據(jù)安全。

四、技術(shù)支持與培訓(xùn)

(一)技術(shù)支持體系

1.建立由農(nóng)業(yè)專(zhuān)家和技術(shù)工程師組成的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)。

2.提供遠(yuǎn)程和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo),解決數(shù)字化種植中的技術(shù)問(wèn)題。

3.每月至少組織一次技術(shù)培訓(xùn),更新種植管理知識(shí)。

(二)培訓(xùn)內(nèi)容要點(diǎn)

(1)數(shù)字化設(shè)備操作:包括數(shù)據(jù)采集設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備的正確使用方法。

(2)數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ):講解如何解讀作物生長(zhǎng)模型及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

(3)應(yīng)急處理流程:針對(duì)設(shè)備故障、災(zāi)害等情況的應(yīng)對(duì)措施。

五、管理與考核

(一)數(shù)據(jù)管理責(zé)任

1.明確各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)管理責(zé)任人,確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

2.建立數(shù)據(jù)審核機(jī)制,每月對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行核查。

(二)績(jī)效考核標(biāo)準(zhǔn)

1.產(chǎn)量指標(biāo):對(duì)比歷史數(shù)據(jù),產(chǎn)量提升率不低于10%。

2.資源利用率:水肥利用率不低于85%。

3.成本控制:種植成本降低率不低于5%。

(三)持續(xù)改進(jìn)

1.定期評(píng)估數(shù)字化種植效果,收集用戶(hù)反饋。

2.根據(jù)評(píng)估結(jié)果調(diào)整管理細(xì)則,優(yōu)化種植流程。

一、總則

智能農(nóng)業(yè)數(shù)字化化種植管理規(guī)定細(xì)則旨在規(guī)范和指導(dǎo)智能農(nóng)業(yè)數(shù)字化化種植的流程、技術(shù)要求及管理標(biāo)準(zhǔn),確保種植過(guò)程的科學(xué)性、高效性和可持續(xù)性。本細(xì)則適用于采用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行作物種植的所有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主體,包括但不限于智慧農(nóng)場(chǎng)、農(nóng)業(yè)合作社及現(xiàn)代化種植企業(yè)。通過(guò)明確數(shù)字化種植各環(huán)節(jié)的操作規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)管理要求,提升資源利用效率,降低生產(chǎn)成本,保障作物品質(zhì),推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型。

二、基本要求

(一)種植環(huán)境數(shù)字化監(jiān)測(cè)

1.監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)與布局:

建立覆蓋土壤、氣候、水質(zhì)等關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)應(yīng)包括但不限于土壤溫濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、二氧化碳濃度傳感器(適用于溫室)、空氣溫濕度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、雨量傳感器、水體pH值、電導(dǎo)率、溶解氧傳感器等。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)布局應(yīng)確保數(shù)據(jù)覆蓋種植區(qū)域的代表性,避免盲區(qū)。對(duì)于大田種植,監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距建議不超過(guò)20米,確保數(shù)據(jù)能反映局部微環(huán)境的差異;對(duì)于溫室或高精度種植區(qū),監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距可適當(dāng)縮小至5-10米,并在關(guān)鍵位置(如作物行間、不同品種區(qū)域)增設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)選用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的、精度符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,并定期進(jìn)行校準(zhǔn)(建議每季度一次)。

2.數(shù)據(jù)采集與傳輸:

數(shù)據(jù)采集頻率不低于每小時(shí)一次,以捕捉環(huán)境參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化。對(duì)于關(guān)鍵參數(shù)(如土壤濕度、灌溉閥狀態(tài)),可提高采集頻率至每10分鐘一次。

采集到的數(shù)據(jù)需通過(guò)無(wú)線(xiàn)(如LoRa,NB-IoT,Wi-Fi)或有線(xiàn)方式實(shí)時(shí)傳輸至中心化的數(shù)字化管理平臺(tái)或云服務(wù)器。

傳輸過(guò)程中需保證數(shù)據(jù)的完整性和安全性,采用加密傳輸協(xié)議。

3.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析:

數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)至數(shù)字化管理平臺(tái),采用時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理,保留歷史數(shù)據(jù)以便追溯和趨勢(shì)分析。

平臺(tái)應(yīng)具備基本的數(shù)據(jù)可視化功能,能夠以曲線(xiàn)圖、表格等形式展示歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

可接入數(shù)據(jù)分析工具,對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析,如計(jì)算日平均氣溫、累積降雨量、光照時(shí)數(shù)等。

(二)種植設(shè)備智能化管理

1.自動(dòng)化灌溉系統(tǒng):

采用基于傳感器數(shù)據(jù)的自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)。系統(tǒng)應(yīng)包括水源、過(guò)濾器、水泵、閥門(mén)組、管道及土壤濕度傳感器(或滴灌/噴灌頭內(nèi)置傳感器)。

設(shè)備應(yīng)具備遠(yuǎn)程控制功能,可通過(guò)管理平臺(tái)或移動(dòng)終端設(shè)置灌溉計(jì)劃、手動(dòng)啟停灌溉、調(diào)整灌溉量。

根據(jù)土壤濕度傳感器數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)閾值(需根據(jù)作物種類(lèi)和生長(zhǎng)階段設(shè)定)進(jìn)行比較,實(shí)現(xiàn)按需灌溉。例如,當(dāng)土壤濕度低于閾值下限時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)灌溉,達(dá)到閾值上限時(shí)停止。

管道末端應(yīng)安裝流量計(jì)和壓力傳感器,監(jiān)控灌溉過(guò)程中的水效,并記錄在管理平臺(tái)。

2.自動(dòng)化施肥系統(tǒng)(水肥一體化):

采用與灌溉系統(tǒng)一體化的水肥一體化設(shè)備。系統(tǒng)需包括肥液罐、攪拌器、過(guò)濾器、施肥泵、混合管道及注肥裝置(如文丘里施肥器或注射泵)。

設(shè)備應(yīng)能根據(jù)土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)和作物需求模型,精確計(jì)算和投加肥料。

施肥量可通過(guò)管理平臺(tái)預(yù)設(shè),或根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的土壤養(yǎng)分濃度(如通過(guò)電導(dǎo)率EC值和pH值)自動(dòng)調(diào)整。

必須配備文丘里接口或其他安全隔離裝置,防止堵塞,并確保肥液與灌溉水的混合均勻。

3.環(huán)境控制設(shè)備(主要針對(duì)溫室):

采用自動(dòng)化溫控、濕控、光控設(shè)備。系統(tǒng)包括加熱/制冷設(shè)備(如熱風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)機(jī))、加濕/除濕設(shè)備(如加濕器、除霧系統(tǒng))、卷膜/遮陽(yáng)網(wǎng)/內(nèi)遮陽(yáng)/外遮陽(yáng)系統(tǒng)。

設(shè)備需能根據(jù)環(huán)境傳感器數(shù)據(jù)和管理平臺(tái)預(yù)設(shè)的參數(shù)自動(dòng)運(yùn)行。例如,當(dāng)室內(nèi)溫度高于設(shè)定上限時(shí),自動(dòng)啟動(dòng)制冷設(shè)備并開(kāi)啟遮陽(yáng);當(dāng)濕度低于設(shè)定下限且光照充足時(shí),自動(dòng)啟動(dòng)加濕器。

所有設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)(開(kāi)啟、關(guān)閉、故障)需實(shí)時(shí)反饋至管理平臺(tái)。

4.設(shè)備互聯(lián)與平臺(tái)接入:

所有智能化設(shè)備(傳感器、控制器、執(zhí)行器)需具備標(biāo)準(zhǔn)的通信接口(如Modbus,MQTT,OPCUA),或通過(guò)相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)接入統(tǒng)一的數(shù)字化管理平臺(tái)。

平臺(tái)應(yīng)能整合所有設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控和管理。

(三)作物生長(zhǎng)數(shù)字化建模

1.數(shù)據(jù)源整合:

建立作物生長(zhǎng)模型所需數(shù)據(jù)包括:環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(土壤、氣候等)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)(灌溉、施肥量等)、作物生理數(shù)據(jù)(若配備圖像識(shí)別或生長(zhǎng)指標(biāo)傳感器)、以及作物品種信息、種植日期等基礎(chǔ)信息。

確保數(shù)據(jù)從采集、傳輸?shù)酱鎯?chǔ)的完整性和準(zhǔn)確性。

2.模型構(gòu)建與選擇:

根據(jù)目標(biāo)作物種類(lèi)(如蔬菜、水果、谷物)及其生長(zhǎng)習(xí)性,選擇或開(kāi)發(fā)合適的生長(zhǎng)模型。模型類(lèi)型可包括生理生長(zhǎng)模型(基于葉面積指數(shù)LAI、生物量等參數(shù))和環(huán)境響應(yīng)模型。

利用歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練和驗(yàn)證,確保模型的預(yù)測(cè)精度。初期可參考行業(yè)通用模型,結(jié)合本地實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。

3.模型應(yīng)用與動(dòng)態(tài)調(diào)整:

利用模型預(yù)測(cè)作物關(guān)鍵生育期的進(jìn)程(如出苗率、開(kāi)花期、成熟期)、預(yù)測(cè)產(chǎn)量、評(píng)估營(yíng)養(yǎng)狀況、預(yù)測(cè)病蟲(chóng)害發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)等。

模型應(yīng)具備一定的自適應(yīng)能力,能夠根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化,動(dòng)態(tài)調(diào)整預(yù)測(cè)結(jié)果和生長(zhǎng)參數(shù)。

定期(建議每季度或根據(jù)作物生長(zhǎng)周期)評(píng)估模型的預(yù)測(cè)效果,通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)等方法進(jìn)行迭代優(yōu)化。

三、操作流程規(guī)范

(一)種植前準(zhǔn)備

(1)土壤數(shù)字化分析:

在種植前15-30天,對(duì)種植區(qū)域進(jìn)行土壤取樣。取樣點(diǎn)應(yīng)均勻分布,覆蓋不同田塊和地形。每個(gè)取樣點(diǎn)采集深層(0-20cm,20-40cm)和淺層(0-10cm)土壤樣本,每個(gè)點(diǎn)取2-3個(gè)子樣本混合均勻。

將樣品送至專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室或使用便攜式土壤測(cè)試儀,檢測(cè)關(guān)鍵指標(biāo):土壤pH值、電導(dǎo)率(EC)、有機(jī)質(zhì)含量、全氮、速效磷、速效鉀、微量元素(如鈣、鎂、硫、鐵、錳、鋅、銅、硼)等。

將檢測(cè)結(jié)果錄入數(shù)字化管理平臺(tái),生成土壤養(yǎng)分分布圖和詳細(xì)分析報(bào)告。根據(jù)報(bào)告結(jié)果,制定針對(duì)性的土壤改良和底肥施用方案。

(2)設(shè)備調(diào)試與校準(zhǔn):

全面檢查所有數(shù)字化監(jiān)測(cè)設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備(傳感器、控制器、執(zhí)行器、水泵、閥門(mén)、施肥泵等)的供電、網(wǎng)絡(luò)連接和運(yùn)行狀態(tài)。

對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn),確保讀數(shù)準(zhǔn)確。例如,校準(zhǔn)土壤濕度傳感器(使用已知含水率的土壤比對(duì)),校準(zhǔn)pH計(jì)和EC計(jì)(使用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液)。

測(cè)試自動(dòng)化控制邏輯,確保傳感器數(shù)據(jù)能正確觸發(fā)設(shè)備動(dòng)作(如土壤濕度低于閾值自動(dòng)開(kāi)啟灌溉),動(dòng)作完成后設(shè)備能正確停止或切換。

在管理平臺(tái)模擬各種場(chǎng)景,驗(yàn)證控制邏輯和設(shè)備響應(yīng)。

(3)生長(zhǎng)模型校準(zhǔn)與種植計(jì)劃制定:

根據(jù)目標(biāo)作物品種、土壤分析結(jié)果、氣候條件(可參考當(dāng)?shù)貧v史氣象數(shù)據(jù)),在管理平臺(tái)中輸入相關(guān)參數(shù),校準(zhǔn)作物生長(zhǎng)模型。

制定詳細(xì)的種植計(jì)劃,包括播種/移栽時(shí)間、種植密度、灌溉施肥計(jì)劃(基于模型預(yù)測(cè)和傳感器數(shù)據(jù))、環(huán)境控制目標(biāo)(如溫度范圍、濕度范圍)等。將種植計(jì)劃錄入管理平臺(tái)。

(二)種植過(guò)程中管理

(1)播種/移栽階段管理:

播種:根據(jù)種植計(jì)劃,在管理平臺(tái)設(shè)定播種時(shí)間。使用自動(dòng)化播種設(shè)備(如播種機(jī))按設(shè)定參數(shù)進(jìn)行播種,記錄播種量和均勻度。播種后,根據(jù)計(jì)劃開(kāi)啟溫濕控制設(shè)備(如地?zé)峋€(xiàn)、小氣候補(bǔ)光),并密切監(jiān)測(cè)出苗情況(可通過(guò)圖像識(shí)別系統(tǒng)輔助)。

移栽:在移栽前,根據(jù)土壤濕度數(shù)據(jù)調(diào)整灌溉,確保移栽區(qū)域土壤濕潤(rùn)。使用自動(dòng)化移栽設(shè)備(如有)進(jìn)行作業(yè),提高效率。移栽后,根據(jù)作物需水需肥規(guī)律,啟動(dòng)自動(dòng)化灌溉和施肥系統(tǒng),并加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)控。

(2)苗期管理:

水分管理:根據(jù)土壤濕度傳感器數(shù)據(jù),保持土壤適度濕潤(rùn)。避免過(guò)度灌溉導(dǎo)致根部病害。利用平臺(tái)數(shù)據(jù)分析作物蒸騰需求,優(yōu)化灌溉策略。

營(yíng)養(yǎng)管理:根據(jù)土壤養(yǎng)分基礎(chǔ)和作物苗期需求,適時(shí)、適量施用緩釋肥或液體肥料。通過(guò)水肥一體化系統(tǒng)精準(zhǔn)施用。

環(huán)境管理:密切監(jiān)控溫度、濕度、光照等環(huán)境因素,確保作物正常生長(zhǎng)。根據(jù)模型預(yù)測(cè),提前調(diào)整環(huán)境控制設(shè)備(如通風(fēng)、補(bǔ)光、遮陽(yáng))。

(3)生長(zhǎng)期管理:

水分管理:進(jìn)入旺盛生長(zhǎng)期后,作物需水量增大。根據(jù)土壤濕度、氣象數(shù)據(jù)和作物模型預(yù)測(cè),科學(xué)制定灌溉計(jì)劃??蓪?shí)施分區(qū)灌溉,針對(duì)不同生育期或長(zhǎng)勢(shì)差異的作物區(qū)域進(jìn)行差異化供水。

營(yíng)養(yǎng)管理:根據(jù)作物生長(zhǎng)模型對(duì)養(yǎng)分的需求預(yù)測(cè),結(jié)合土壤養(yǎng)分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),制定追肥計(jì)劃。利用水肥一體化系統(tǒng),在最佳時(shí)期精準(zhǔn)施用速效肥料,避免浪費(fèi)和環(huán)境污染。

病蟲(chóng)害綠色防控:利用環(huán)境傳感器數(shù)據(jù)和圖像識(shí)別系統(tǒng),監(jiān)測(cè)病蟲(chóng)害發(fā)生早期跡象(如葉片顏色異常、病斑等)。結(jié)合氣象數(shù)據(jù)(如濕度、溫度)預(yù)測(cè)病蟲(chóng)害高發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。優(yōu)先采用物理防治(如誘蟲(chóng)燈、黃板)和生物防治(如天敵昆蟲(chóng)),必要時(shí)在指導(dǎo)下使用低毒、環(huán)保藥劑,并精確噴灑到目標(biāo)區(qū)域。

生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)與記錄:定期測(cè)量作物關(guān)鍵生長(zhǎng)指標(biāo)(如株高、葉面積、果實(shí)大小等),記錄在管理平臺(tái)。利用圖像識(shí)別技術(shù)輔助進(jìn)行生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)分析。

(4)成熟期管理:

水分管理:根據(jù)作物接近成熟時(shí)的需水特性和對(duì)干旱的耐受性,適當(dāng)減少灌溉頻率,但需保證果實(shí)膨大或品質(zhì)形成所需的水分。接近收獲時(shí)通常停止灌溉(除非是為了防止采后萎蔫)。

營(yíng)養(yǎng)管理:一般停止施用氮肥,可適量補(bǔ)充磷、鉀肥,促進(jìn)果實(shí)成熟和糖分積累。

采收管理:根據(jù)作物生長(zhǎng)模型預(yù)測(cè)的成熟度指標(biāo)和實(shí)際觀察(顏色、硬度等),制定采收計(jì)劃。利用自動(dòng)化分選設(shè)備(如有)提高采收效率和果實(shí)品質(zhì)的均一性。

(三)收獲后數(shù)據(jù)歸檔

(1)產(chǎn)量數(shù)據(jù)記錄與核算:

在收獲過(guò)程中,實(shí)時(shí)記錄各區(qū)域或各批次的作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)。可利用產(chǎn)量監(jiān)測(cè)設(shè)備(如激光掃描儀、地秤)或人工統(tǒng)計(jì)結(jié)合管理平臺(tái)錄入。

收獲完成后,匯總計(jì)算總產(chǎn)量,并與生長(zhǎng)模型預(yù)測(cè)的產(chǎn)量進(jìn)行比較,分析誤差原因。

記錄收獲時(shí)間、天氣條件、操作人員等信息。

(2)設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)記錄:

整理數(shù)字化監(jiān)測(cè)設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備在整個(gè)種植周期內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄,特別是故障報(bào)警、維修更換、校準(zhǔn)等信息。

建立設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)檔案,包括維護(hù)時(shí)間、維護(hù)內(nèi)容、更換部件、費(fèi)用等。根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)制定預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃。

(3)數(shù)據(jù)備份與總結(jié)分析:

定期(如每月或每季度)對(duì)所有數(shù)字化管理平臺(tái)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行完整備份,確保數(shù)據(jù)安全,防止數(shù)據(jù)丟失。

對(duì)整個(gè)種植周期的所有數(shù)據(jù)(環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、生長(zhǎng)數(shù)據(jù)、產(chǎn)量數(shù)據(jù)等)進(jìn)行回顧性分析,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。分析內(nèi)容可包括:資源利用效率(水、肥、電)、成本控制情況、生長(zhǎng)模型準(zhǔn)確性、病蟲(chóng)害發(fā)生規(guī)律、管理措施有效性等。

生成種植總結(jié)報(bào)告,為下一輪種植的決策提供數(shù)據(jù)支持。

四、技術(shù)支持與培訓(xùn)

(一)技術(shù)支持體系

1.組建專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì):建立由農(nóng)業(yè)專(zhuān)家(熟悉作物生理、土壤科學(xué))、軟件工程師(精通數(shù)據(jù)管理平臺(tái)開(kāi)發(fā)與維護(hù))、硬件工程師(精通傳感器、自動(dòng)化設(shè)備安裝與調(diào)試)組成的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)成員需具備跨學(xué)科知識(shí)背景。

2.提供多渠道支持:提供遠(yuǎn)程技術(shù)支持(電話(huà)、視頻會(huì)議、在線(xiàn)聊天),解決用戶(hù)在使用過(guò)程中遇到的操作問(wèn)題和技術(shù)難題。對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題,提供現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)或遠(yuǎn)程屏幕共享支持。

3.定期技術(shù)交流:每季度至少組織一次線(xiàn)上或線(xiàn)下技術(shù)交流會(huì),分享最新的數(shù)字化種植技術(shù)、設(shè)備應(yīng)用案例、平臺(tái)功能更新及用戶(hù)反饋,解答用戶(hù)疑問(wèn)。

(二)培訓(xùn)內(nèi)容要點(diǎn)

(1)數(shù)字化設(shè)備操作培訓(xùn):

傳感器安裝與校準(zhǔn):講解各類(lèi)傳感器的正確安裝位置、埋深、

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