数字化应用赋能甘薯种植技术

摘要：近年来，山亭区在甘薯“藏粮于地、藏粮于技、藏粮于库”和农产品数字化应用赋能理念的推动下，甘薯信息数字化农业技术应用进程不断推进，为甘薯种植数字化赋能，推进优质、高效田间管理与种植技术应用，成为甘薯增产保收的“数字屏障”。该文对此进行了简要分析，以供参考。关键词：数字化；赋能；甘薯产业；种植技术；应用数字赋能甘薯产业，围绕数字化开展甘薯农业技术攻关，运用人工智能、大数据、物联网等高科技手段和智慧农业平台集成技术，采集、分析甘薯生长发育过程中全维数据，对甘薯整个生命周期生产与种植管理进行精准数据分析，大幅度减少了在甘薯种植各个环节中的劳动力消耗，推动了甘薯高质量发展与智慧创新模式的应用，为今后甘薯产业发展，以及农业增效、农民增收、农村繁荣提供了新方向，具有重要意义。

1数字化应用赋能-甘薯数字农场建设1.1

数字感知通过安装的物联网设备，农业经营者也可以使用手机查看作物长势，以及实时监测苗情、虫情、作物生长情况、环境（空气温湿度、土壤温湿度、光照、风速）等数据，数据每隔10s更新1次，极大地保证了数据的时效性。在此过程中用到的感知传感，是智慧感知的核心。感知传感是通过LORA技术、GPS技术等，融合2D、3D技术，采集农业生产要素的信息，运用Hightopo全程零代码搭建3D轻量化LowPoly可视化数字农声，1:1还原农场的区域规划，展开对农作物间的网格化管理。1.2

智慧生产推行智慧设施规模化发展甘薯种植业，为甘薯品种良种化、栽培标准化，改善品质，提高单产奠定基础。通过研发脱毒甘薯种苗，可生产出抗病性强、高纯度的脱毒甘薯原种和一级种薯。用这些脱毒种苗生产的甘薯原原种作为种薯投入大田生产，不仅可以降低生产成本，而且有效改善甘薯品质，为做强甘薯产业提供强有力的技术保障，并有效加快甘薯产业化发展步伐。如某市对脱毒种薯进行生产繁育，从最初年生产100吨左右的脱毒种薯，产量逐步增加到1000吨左右。按照原计划每年生产200万株脱毒试管苗，1000万粒原种，1500吨的原种[1]。1.3

智能服务甘薯智慧服务平台可由政府监管平台、价格监管系统、预警管理系统、标准化管理系统、溯源服务平台、农产品投入平台和社会化服务平台等组成。大致实现基本信息收集，采集气象、土壤墒情、全国甘薯市场价格的数据，建立本地化农业专家库，形成数字农业的基础框架和数字农业大数据信息池。可通过大数据算法分析画像，匹配全国60多万家企业的甘薯需求信息，快速拓展目标区域，获取下游订单，以销定产的形式帮助农民减少甘薯种植的盲目性，助力增收。使用某数字服务基地的亩产中位数相比2020年提高约31.5%，增产近1吨，产量和品质提升超过了15%。2数字化赋能甘薯种植技术的应用2.1

甘薯选种、播种技术2.1.1通过大数据信息或平台科学选种枣庄市地处鲁中南低山丘陵南部地区，为黄淮冲击平原,海拔30～40m，土壤砂浆黑土，土壤肥沃，属暖温带季风型大陆性气候，光照好、积温高、热量丰富、雨量充沛，适合甘薯种植。通过大数据选种，不仅考虑产地环境、土壤墒情等客观因素，还要结合商品薯市场前景、价格、交易方式、产业结构、城镇化进程、风险评估、视域范围内播种面积比等方面进行分析，最后确定生育期适中、产量高、抗逆性强、薯型好、芽眼少的品种，例如‘科薯6号’‘垦育5号’‘垦育7号’‘05-4-22’‘滕育1号’‘xs-03’‘鲁引一号’等，最大限度贴合甘薯市场走向，避免滞销情况出现。2.1.2精准播种-机械点播

智能一体化播种：GL660甘薯播种机将“无人驾驶”智能终端传感器安装在拖拉机、播种机方向盘上的电机上，通过北斗导航自动驾驶系统控制设备的行进路线，一次性完成起垄、播种、施肥、铺设滴灌带、覆膜工序。工作效率：4～8667m2/h；行数：6行；行距：75～90cm；播深：10～15cm；株距范围：25～30cm；播种深度：10～15cm；空株率：≤1.7%。播种时间在3月中上旬。播种量为5500株/667m2，达到80～100667m2/天，薯种播入穴内后用营养土覆盖，盖土厚度不见芽苗，在地表喷施新高脂膜保温保墒，防止土壤板结，提高出苗率。播种时，按40cm左右的行间开沟，将薯块按20cm的株距排于沟中，从两侧覆土起垄，覆土深度在10～12cm，垄底宽40cm左右，高20cm，播种5000～6000块/667m2。2.2

苗期、田间管理（1）间苗、补苗-精准识别与苗情生长监护系统①精准识别与苗情生长监护系统可以提供作物的生态环境和作物生长的各种信息，它基于微观与宏观的全方位数据强化AI模型，应用于作物的长势监测、灾害监测，将3G/4G无线路由器、720°高清摄像、蓄电池、监控专用箱、高精度温度湿度传感器、土壤传感器、5G视频监控、土壤监测传感器等进行物联网智能设备布局，以采集间苗、补苗作业深度数据，将实时数据进行分析，或利用实时景象传到监测平台，农户可以随时动态监控，轻松掌握间苗、补苗时机。

（2）水肥管理-智能水肥滴灌系统智能水肥滴灌系统能实现对农作物自动化浇水、施肥，省时省力，节水省肥，经济效益和生态效益都非常突出，与常规技术种植甘薯相比，智能水肥滴灌系统平均亩增产量达2735kg，节肥30%、节水40%、省工50%。该系统自带太阳能供电系统和GPRS上传模块，功耗低，内置空气温度（±0.01℃）、湿度（±2%RH）、大气压（0.2Pa）、噪声（31.5～8kHz）、pm2.5(最小分辨粒径0.3μm)、TSP(测定范围：0.01～10000μg/m3)等传感器，可随意布置在有阳光的区域，支持手机端、电脑端实时24小时视频监控。

（3）病虫害防治病虫害防治主要依靠“智能+人工”精准监测预警系统和智能巡田机器人，其中“智能+人工”精准监测预警系统可以提前监测病虫害周期，并预测最佳防治时期和防治措施，通过建立病虫害监测点，各个监测点采用测报仪器与人工辅助相结合的方式，定期获取监测数据并进行分析汇总，对未来1至2周各类病虫害发生趋势进行预测预报。例如：基于人工智能+云计算+互联网技术的“甘薯病虫害人工智能诊断系统—土豆医生”，用手机拍照即可识别甘薯病虫害，识别晚疫病的准确率达到97.5%以上，晚疫病发生预报的准确率提升到95%以上，施药时间更为精准、防控更为有效，筛选出晚疫病防效在95%以上的绿色新型高效杀菌剂和生物农药，在大面积生产应用中对晚疫病的防效达90%以上，平均每667m2可减少4次用药、每亩农药施用量减少50%以上、节约用药成本80～120元。智能巡田机器人则通过搭载农情采集组件和其他多类型传感器，实现对农情的识别定位处理，实时监测甘薯的生长和病虫害情况，它根据设备设定的程序、算法等，智能识别判断，在3～1000m任意距离水平移动，5～15m/min，垂直升降距离0.2～1.5m，通过RS-485、以太网、无线WIFI等方式通讯，以无缝滑环式供电，可不间断工作，并根据用户所需为机器人拓展功能[4]。（4）收获-智能一体化收获机智能一体化收获机内部装有中央处理器、数种传感器，通过利用中央处理系统和控制器、传感器可实现智能收割，调节收割速度，环形提升带宽1200mm，环形提升带速度根据输送量调节，避免堵塞，收获料斗可不间断运输7吨甘薯，料斗底板可逆向转动，有分离单元中央控制系统，彩屏智能显示面板监控系统可以实时监控甘薯