科学果树育苗技术论文

【摘要】随着时代的进步和科技的发展，林果生产技术也在不断地推陈出新。因此，在教学实践中，任课教师应转变观念，积极改进教学方法和教学内容，充分运用一切教学手段，进行多元化的教学，使教学与生产实际结合起来，提高学生对于这门学科的学习理解能力和动手实践能力，切实提升课程教学效果，提高中职人才的培养质量。今天小编给大家找来了《科学果树育苗技术论文 (精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

科学果树育苗技术论文 篇1：

苹果树栽培和病虫害防治技术要点分析

摘要：苹果是我国主要的水果作物之一，在我国具有比较广泛的种植范围;同时随着人们物质生活水平的逐渐提高，对苹果的生产需求也逐渐增加，上述种种原因带动了苹果种植技术的发展需求。本文首先讨论了苹果树栽培技术要点，接着研究了苹果树病虫害防治技术，旨在提高苹果树种植质量，以满足我国越来越高的苹果生产需求，进而带动苹果种植相关产业的发展。

关键词：苹果树栽培;病虫害防治;技术要点

我国是苹果种植大国，苹果相关产业发展迅速，为我国农业经济的发展作出了一定贡献。当前，我国人民对于食物品质的要求越来越高，因此需要对苹果的种植与生产技术进行进一步探究和优化。要把握苹果树栽培技术的应用要点，并明确苹果树病虫害防治的方法，最大程度地保证苹果树栽培质量，提高苹果种植水平，更好地满足人们对苹果的质量需求。

1 苹果树栽培技术要点

1.1 生长环境

苹果树的正常生长离不开优质、适合的生长环境，因此首先要做好生长环境的选择。首先要保证苹果树种植地的土壤质量达标。苹果树一般需要土壤具有一定弱碱性，因此要注意对土壤的pH值进行测定;同时也要保证土壤内部养分充足，能够满足苹果树生长的养分要求，如发现土壤养分含量不足，则可以通过培育微生物、使用药剂等方式丰富土壤的养分含量。其次要对苹果树种植地的气候条件进行调查和筛选。光照强度、昼夜温差、降水量等因素都能够影响苹果的最终产量与质量，因此要严格检查苹果树生长环境的气候条件。例如，在昼夜温差比較明显的情况下某品种苹果的产量和质量会有明显的上升，那么在选用这一品种苹果的种植地点时，就要注意调查生长环境的昼夜温差情况。最后，还要重点关注土壤的排水和通风能力。苹果树要求土壤比较疏松，可以及时排水并满足根系呼吸的要求，因此需要提前做好松土工作，保证土壤的透气性;也可以使用药剂丰富苹果种植土壤的含氧量。

1.2 育种育苗工作

在“顺其自然”的苹果树育种育苗工作下，果树往往不会在第一年就产果，这就会影响苹果树的种植效益，延长苹果种植行业的收益获取周期，不利于苹果种植行业的发展。因此，在进行育种育苗时，一般会采取嫁接的方式，保证苹果能够在第一年就产果，提高生产效益。在进行嫁接时，要首先保证嫁接砧木的质量[1]。要尽可能选择八棱海棠枝条作为砧木枝条，同时要提前做好消毒处理，保证砧木上不存在病虫害现象。其次要保证育种育苗工作的规范。一般来说要在冬天进行果苗培育工作，到了春天，待种子发芽后再将果苗移植到果园中种植，采用各种手段促进苹果树生长成形。最后，要在秋季做好嫁接准备。要提前准备好需要嫁接的苹果果苗，在果苗发芽之前完成嫁接工作，避免果苗进入缓苗期，拖慢苹果树的生长速度，降低种植效率。要保证育种育苗工作严格按照顺序完成，保证果苗的最终生长状况，做好事前准备和育种处理，保证各项操作符合标准，以做好苹果育种育苗阶段的基础性工作，为后续苹果种植工作进行做好准备。

1.3 灌溉施肥工作

灌溉施肥工作是保证苹果树正常生长的重要种植环节，要做好灌溉施肥工作，保证苹果树生长过程中的营养和水分供应。苹果树生长对于水肥的需求较大，因此需要保障灌溉施肥工作具有足够的力度，在发现苹果树长势不好时要适当增加灌溉量和施肥量;但同时也要对灌溉施肥做好控制，把握工作进度，实现苹果树的合理栽培。在灌溉方面，要注意不同生长阶段的灌溉要求，切忌为了加速苹果树生长而无节制灌溉的情况。例如，苹果树在苗期时自身强度较差，因此，在播种到出苗这一阶段不宜进行灌溉工作，即使幼苗长势不好，也不能随意使用灌溉方式;在幼苗出土后，也要根据幼苗的实际生长情况控制好灌溉次数和灌溉量。在施肥方面，要针对不同生长阶段的营养要求改善肥料配比，保证苹果树在各个生长阶段都能快速生长。例如，对于已经成年的果树，就可以采用氮肥、磷肥、钾肥配比为2：1：2的有机肥料，保证满足成年苹果较高的养分需求，同时帮助提高土壤肥力，为果树的后续生长提供一定环境条件保障。灌溉施肥工作需要具有一定针对性，满足果树生长的各个具体需求;同时也要得到合理的控制，避免过度灌溉、过度施肥导致苹果树生长受到损害。

1.4 树形矮化密植

合理的果树种植方式可以提高果树产量，减少种植过程中各种问题的发生概率。使用树形矮化密植方式，可以有效提高果树产量，同时减少苹果树生长过程中病虫害问题的发生概率，是苹果树种植中比较常用的种植方法。在实施矮化密植方法时，要注意果树的选择，最好选择已经栽种2到4年的苹果树，这类苹果树的状态已经基本稳定下来，方便后期进行统一管理，同时也不容易出现各种意外状况。如选择刚刚栽种的苹果树进行密植，很有可能因为苹果树自身抵抗力较差导致苹果树无法充分吸收水肥，最终生长停滞，造成损失。同时也要注意保证果园良好的通风和采光，使果树在密植情况下也能够良好地进行光合作用和呼吸作用，保证苹果树在此种种植情况下的正常生长。可以在果园内部建设采光和通风设施，以强化果园环境。还要重点注意苹果树根系的保护，防止病虫害发生。例如，可以采用根系套袋的方式，将病虫害抵挡在分析生长环境以外，保证病虫害不会入侵苹果树根系，保证苹果树根系的健康。

1.5 果树修剪

果树修剪工作在苹果树栽培过程中十分重要，要充分规范苹果树修剪技术，提高果树生长质量，保证营养成分能够在果树内部实现合理分配。在果树修剪时，要尽可能保留生长状况加好的枝条，保证这些枝条可以得到充分的营养供给，进而提高果实质量，同时提高果树结果率[2]。同时要去除已经出现严重生长问题的枝条，例如病虫害枝条、生长停滞枝条，避免其吸收无效养分，也避免其生长问题影响其他健康枝条。也可以利用果树修剪手段对果树主枝进行整形，对生长角度不合理、不理想的主枝及时进行修剪，以便对果树主枝进行矫正工作。在进行果树修剪工作时，要注意严格规范工作进行，避免产生失误，对果树造成损害。例如，在果树修剪过程中，如果操作不规范，就很容易造成主树折断，直接造成果树死亡，严重减少苹果产量、造成经济损失。要规范果树修剪工作，明确果树修剪工作的重点，确保该项工作可以切实为果树生长提供帮助作用。

1.6 花果期管理

苹果树在花果期的生长情况直接影响最终的苹果质量与产量，因此要做好花果期的管理，保证苹果树在花果期能够正常生长。苹果树的花果期一般在夏季，这一时期苹果树很容易出现病虫害现象，因此要做好病虫害防治工作，采用各种手段，针对具体病虫害形势使用合适的病虫害技术。同时在这一时期，一般需要对苹果树进行叶面施肥工作，这项工作一旦处理不当，就会对果树造成损害，因此要注意叶面施肥工作的管理。在进行叶面施肥时，要注意不能造成果实表面肥料残留的情况，否则将影响苹果果实品质。可以采用果实套袋的方法，避免将肥料喷洒到果实上;在完成施肥后，也要对叶面情况进行检查，如发现肥料残留，则要做好叶面清理。还要注意叶面施肥量的控制。过量施肥很可能烧坏苹果树叶片，反而影响果树在花果期的生长，因此要做好施肥量管理。

2 苹果树病虫害防治技术

2.1 潜叶蝇防治

潜叶蝇是苹果树主要的害虫之一，会导致苹果树幼苗叶片枯黄，影响幼苗生长。潜叶蝇的繁殖能力较强，且携带病菌数量较大，使用常见的化学防治手段往往无法完全解决其带来的病害问题，要采用多种防治手段才能比较彻底地解决潜叶蝇虫害问题。因此，针对潜叶蝇病虫害，最理想的防治方法是生物防治手段，在果园内的生态体系中对潜叶蝇进行一定克制，缩小病虫害规模。例如，可以在果园中引入潜叶蝇的天敌——姬小蜂，通过姬小蜂的捕杀减少潜叶蝇的数量，同时引进新物种也能进一步强化果园内生态环境的稳定性，进而提高苹果树的抗病能力。在对潜叶蝇进行防治工作时，最好适当提高在潜叶蝇卵期的防治力度，从源头上阻止潜叶蝇的孵化，减轻苹果树后期生长过程中的病虫害现象和防治压力。要控制住潜叶蝇的病虫害规模，并尽可能减少病虫害发生概率，减少潜叶蝇对果树造成的损害。

2.2 蚜虫防治

蚜虫在多类农业作物当中都十分常见，会对作物造成严重的危害。在苹果树种植期间，蚜虫也会带来一系列问题。蚜虫主要活跃在苹果树根部，吸取根部养分，造成苹果树生长养分不足，最终导致苹果树矮小甚至直接死亡;同时也会活跃在苹果树枝条上，造成枝条损害现象[3]。蚜虫的繁殖能力极强，一旦出现就会迅速扩散，造成整片苹果树生长出现问题，一旦防治不及时，很容易为果园带来较大损失，因此对于蚜虫进行防治时，要尽可能以预防为主，并保证防治工作的及时性，尽可能把握处理蚜虫危害的最佳时机。在进行蚜虫防治工作时，首先要保证果园通风，避免为蚜虫繁殖提供环境条件;其次要及时剪除发生蚜虫害的树枝，尽早制止蚜虫害的扩散，控制住蚜虫害的规模。最后要充分采用化学防治手段，解决蚜虫病害问题。例如可以使用浓度为1.4%的倍液参碱，对发生苹果树发生蚜虫害的部位进行喷洒，及时消灭蚜虫。

2.3 红蜘蛛防治

红蜘蛛虫害问题也并非是苹果树独有的虫害类型，在多種作物当中都有存在，对于作物生长造成的影响比较严重。对于苹果树，红蜘蛛会导致苹果树产生树叶卷曲的情况，严重影响苹果树的光合作用，最终造成果树叶片枯死，进而影响果实的养分吸收，影响苹果的产量质量。在进行红蜘蛛防治时，要采用生物防治与化学防治手段共同使用的方式，强化防治效果。在进行生物防治时，要引入红蜘蛛的天敌，如捕食螨、瓢虫、草蛉等，降低红蜘蛛的存活率，解决红蜘蛛虫害问题。在化学防治方面，要使用合适的化学药剂对发生虫害的位置进行冲洗，例如浓度为4.8%的尼索朗乳油。此外也可以适当采用物理防治手段，对于红蜘蛛虫卵进行人力清洗，抑制红蜘蛛的繁殖;也可以使用设置捕虫网等方法实现红蜘蛛的物理消灭。

2.4 锈果病防治

锈果病会严重影响苹果果实的质量。锈果病的主要表现形式为苹果树顶端出现深绿色的、类似水渍形式的变色。该类病害严重时会首先在果树上纵向扩散，导致苹果出现锈斑、皲裂等现象，影响果实品质;过于严重时还会在果树之间横向扩散，随着嫁接传染到其他果树上，大面积影响果树生长。想要控制锈果病的病害，要重点关注育苗期工作的进行。一方面，要保证苹果的嫁接砧木不存在锈果病病害，如发现病害则要及时清除或更换砧木，避免锈果病的横向传播。可以使用锈病治疗药剂对砧木进行病害处理，保证砧木的清洁。另一方面，在果树萌芽期间，如发现锈果病现象，则要对病部进行杀虫剂喷洒，避免锈果病现象进一步加深，实现锈果病的及时控制。锈果病需要尽早得到控制，以减小其对果树造成的伤害。

2.5 基腐病防治

基腐病一般发生在夏季，不仅对苹果树本身的生长会造成影响，也会对其种植环境造成损害。基腐病发生时，苹果树的根茎部位会渗出汁液，造成根茎软化腐烂，如发病时果树处于苗期，则会直接造成幼苗死亡;如发病时果树已经成熟，也会导致部分位置枯死。果树枯死的部位会对土壤环境造成污染，进一步影响果树后续的生长，甚至有可能造成局部土壤无法继续被用于苹果树种植，形成恶性循环[4]。在进行基腐病防治时，一方面在进行果树嫁接时要选择抗病能力较强的砧木，减少基腐病发生概率;另一方面要保证果园的排水性能和空气流通性能。要定期进行多余水分排除工作，同时也要避免果树密植程度过高的情况，以免阻碍果园通风，为基腐病的发生提供温床。

2.6 粗皮病防治

苹果树粗皮病会导致果树梢顶产生疹子状突起。突起会不断扩散，形成果树枝条的粗皮症状。该症状会导致叶片变小，光合作用不够充足，也会导致枝条变细、更容易折断;部分条件下也会导致苹果树发芽推迟。粗皮病的直接产生原因一般是土壤当中锰含量过高造成的果树营养吸收不均衡，因此在进行粗皮病防治时，要主要围绕土壤质量的改良开展防治工作。要提高土壤当中有机质的含量，在发现粗皮病发生时提高有机肥的施用量，保证土壤成分科学均衡。同时土壤大量积水也会导致其中猛还原过多，因此也要做好土壤的排水工作。此外还要对土质偏酸的土壤抛撒熟石灰，避免酸性土壤为锰还原创造环境。

3 结语

综上所述，在进行苹果树栽培时，要重点注意苹果树的生长环境选择、育种工作、灌溉施肥工作、密植工作、果树修剪工作与花果期管理工作，同时也要注意苹果树的病虫害防治方法，明确各类虫害与病害问题的解决方法，减少果树生长的影响因素。只有对苹果树的栽培与病虫害防治技术进行充分研究，才能保证苹果的产量与质量提高，促进我国农业经济的发展。

参考文献

[1] 李玉英，刘晓颖.山东莘县苹果树栽培及病虫害防治技术要点[J].农家参谋，2021(7)：170-171.

[2] 耿书德，张红英，赵华渊.苹果树栽培和病虫害防治技术要点分析[J].农家参谋，2021(6)：123-124.

[3] 魏文斌.苹果树病虫害防治技术要点分析[J].种子科技，2021(5)：102-103.

[4] 陈亭君.苹果树栽培和病虫害防治技术要点分析[J].河北农机，2021(3)：34-35.

作者：赵霞

科学果树育苗技术论文 篇2：

中职《林果生产技术》教学方法改革浅谈

【摘要】随着时代的进步和科技的发展，林果生产技术也在不断地推陈出新。因此，在教学实践中，任课教师应转变观念，积极改进教学方法和教学内容，充分运用一切教学手段，进行多元化的教学，使教学与生产实际结合起来，提高学生对于这门学科的学习理解能力和动手实践能力，切实提升课程教学效果，提高中职人才的培养质量。

【关键词】《林果生产技术》;教学方法;改革

《林果生产技术》(北方版)主要介绍了北方果树地育苗、栽培和管理及建园技术等。与其他学科相比，这门课程具有内容复杂且多、专业性较强的特征，学生普遍反映难学、难记，导致大部分学生对于该学科的学习不感兴趣，学习出现吃力的现象。而且随着科学技术的不断发展，林果生产技术不断创新，新的品种、栽培模式、栽培技术不断出现。因此在讲授这一学科时，教师需要适当地改变对林果生产技术的教学方法，使学生在实际栽培过程中快速掌握当地主要林果种类的生长发育规律及高产、优质、高效的栽培技术，从而全面提高学生的工作能力与素质，使学生真正成为适应社会发展和经济建设的合格专业技术人员。

一、《林果生产技术》教学课堂现状及存在的主要问题

中职学校主要以培养掌握基本理论和实际技能的中级技能型、应用型人才为目标。但是从目前《林果生产技术》教学现状来看，主要存在以下问题。

(一)课堂教学方式方法比较单一

课堂上以教师讲、学生听，填鸭式或满堂灌的教学方式为主，这种传统的教学模式局限于讲解课本教材的内容，习惯于“课本上整形，黑板上修剪”，学生的学习方式以机械性的重复考试与对知识点的死记硬背为主，缺少亲自动手的机会，教学效果并不理想。以北方版《林果生產技术》教材第三章葡萄为例，教师利用口头说教的方式来讲解葡萄的生长特性以及种类，由于学生不能亲身接触到葡萄树，他们只能靠死记硬背基础的葡萄栽培管理技术的知识点。长此以往，学生会对知识点的记忆发生混淆，易出现将一种果树的栽培技术安插在不同的果树的栽培方法上的现象。而且学生的文化程度不一，部分学生理论基础不扎实，对于枯燥乏味的果树栽培的理论知识提不起兴趣，而教师只是对理论进行抽象的描述，最终使学生失去学习热情。

(二)理论与实践联系不够，实践课程少

《林果生产技术》本身是一门实践性和应用性较强的学科。教师在教学过程中不仅要重视对基础知识的讲解，而且不能脱离实践教学，将教学内容和实际生产紧密结合起来，才能达到教学目的。但从教学现状来看，大多数教师仍遵循传统的教学方式，实践课所占的比例很少，习惯在黑板上进行实践应用。尽管有的教师也开设了实践课，但是通常是一个教师示范性讲解，学生围在一起听，然后让学生观察，这种方法使得学生缺乏亲自体验的机会，不能真正掌握学习内容。

(三)缺乏专业师资队伍

目前中职学校专业师资力量不足，特别是“双师型”高水平师资力量缺乏，专业课教师数量不足。随着中职学校的规模不断扩大，师资培养规模太小，有的甚至是从其他行业转行而来，他们既缺乏专业知识，又欠缺职业教育教学能力。有些专业课教师虽有一定的理论水平，但缺少在企业的实践经验，对企业生产情况不了解，动手操作能力差，很多是纸上谈兵。

(四)实习实训基地不能满足教学需求

受经费等因素的影响，实训基地建设是职业教育的薄弱环节，目前大部分学校都没有自己的实训实习基地。例如在讲解果树的修剪、嫁接等内容时，学生缺乏实际操作能力，无法对教学内容有直观的了解，最终使得实践教学的内容流于形式，教学效果也得不到保障。

二、关于《林果生产技术》教学方法的改革

(一)结合实践进行教学

在实际的《林果生产技术》教学中，为成功培养学生的创新能力，需要改变原有的教学方法，注重实践教学，使学生通过动手实践牢牢掌握所学知识。这样不仅可以加深学生的学习印象，巩固所学知识，还可以增强学生的学习兴趣，让学生学会利用理论知识指导实践，提高学生的创新能力。例如：在教学果树的育苗过程中，除了在课堂中讲解有关果树育苗的方法以及注意事项外，还需要组织学生在学校进行实际操作，把实践与理论知识有机结合起来，让学生在快乐的实践中掌握果树栽培技术，提高课堂质量。如果学生只是通过教材中的图文了解林果的种类，在实践过程中极易出现无法区分果树类别的情形。因此需要为学生提供一定的环境，让他们掌握果树的生长条件以及对于环境的要求，通过对果树的实际观察来分析总结果树的生长特点，提高学生的果木栽培技术。

(二)运用任务教学法进行教学

任务教学法需要教师运用生动的语言积极地带领学生完成教师在课堂中布置的课堂任务，而且新的任务教学法可以在完成教学任务的同时激发学生的学习兴趣，让学生在完成任务的过程中，提高对知识的运用能力。仍以北方版《林果生产技术》教材第三章葡萄为例，教师在进行教学时，可以先明确这个章节的教学任务，将熟悉掌握葡萄的生长特性作为主要的教学任务，明确教师与学生之间的关系，将学生作为教学的主体，使学生通过对葡萄的讨论分析，总结果树的生长特点，从而提高学生的林果生产技术。

(三)引发学生的学习兴趣，激发学习热情

兴趣是最好的老师。对于中职学生来说，他们的理论基础相对较差，对于复杂烦琐的理论知识往往会表现出不爱学习的状态。因此，在进行基础知识教学时，教师应采取灵活多样的教学方式来调动学生的学习积极性。例如：积极采用互动式、启发式、情景式等教学方法，建立以学生为主体、以教师为主导的教学模式，激发学生的学习潜能。例如“整形与修剪”这一章内容理论内容多且非常抽象，教学难点是整形修剪的原理、作用。教师可以运用直观的图片与视频进行讲解，这样学生就容易理解和把握。此外，教师还可以组织学生参观校外果园，对修剪前后的情况进行对比，让学生自由讨论、评价管理者修剪的优缺点，创造多边互动的教学环境，在教学双方平等交流探讨的过程中，达到不同观点碰撞交融，进而激发教学双方的主动性和探索性，提高教学效果。

(四)课前进行科学教学设计

《林果生产技术》的教学重点是把林果生产的相关理论向实践转变，教学规划的设计需要以培养学生的创造性为主，因此对于教学规划中的每一个细节都需要做到精致完美。以北方版《林果生产技术》教材第八章板栗的教学的实验环节为例，该环节主要是观察板栗植物素材，需要教师在学生面前进行解剖板栗实验，以达到使学生全面了解板栗的内部组织结构的教学目的。在教学实践环节，教师需要积极组织学生动手实践操作，提高学生的林果生产技术水平，仅依靠课本知识不足以提高学生对于林果的实际生产能力，需要在实际动手实践的过程中积累经验。因此，在教学设计中，教师可以在课外组织学生了解板栗的实际生长环境，仔细观察总结板栗的外表特征，使学生学会辨别板栗植物。然后在校内的实训基地让学生根据所学知识及课堂外对板栗植物知识的搜索，完成板栗栽培的实践。在实训基地进行实践便于学校对于林果的管理。学生可以根据基地内不同的模拟环境采取适当的操作方式。这一系列的实际操作可以检验学生的学习情况，让学生不只是在头脑中有林果生产技术的理论知识，更能在实践中掌握果木栽培的技术方法。

三、利用实践基地的建设配合实践教学的实施

(一)积极建设好校内实践基地

检验学生的学习成果的重要场所是校内实践基地，利用这一场地对学生的实践能力进行培训，可以使学生记住实践操作的流程以及林果生产技术的方法。林果生产技术的实践教学需要较长时间才能完成，并不是一节课的时间就能够完成，需要学生在实践过程中对生产的林果进行观察，总结林果的变化规律。在建设校内实践基地时需要考虑到学生在实践中需要长期居住这一问题。为能够及时满足学生对理论知识的理解，学校一般会将实践基地建设在校内，该建筑需要保证学生日常生活的需要，且具有一定的安全性。在建设实践基地时还需要注意内部格局的设计，并对林果进行分类管理。

(二)学校需要拓展学生的课外活动

虽然学生已经在校内的实践基地内参加过实践教学的培训，但是归根结底只是一种实践模式。学生若想在真正意义上提高实践能力，需要在不断变化的实际环境中锻炼自己的林果生产能力。因此，学校应该多为学生拓展课外的实践活动，使学生在课外实习中积累栽培经验。例如可以让班级中家里有林果种植的学生带领其他同学进行实际的种植，这样有利于学生积累丰富的林果种植经验，同时提高对林果栽培学习的兴趣。

四、结束语

总之，《林果生产技术》属于一门技术类学科，它以实践为教学重点，因此在进行教学改革时需要重点围绕实践这一中心进行，让学生通过林果生产技术的实践，彻底掌握这一技术。只有围绕实践来展开教学改革，才能有效激发学生的学习兴趣，提高学生的学习成绩，最终提升教学质量，实现教学改革的目标。

【参考文献】

[1]刘晓芹.浅谈果树栽培技术教学方法之改革[J].新教育时代电子杂志(學生版)，2015(42)：33-34.

[2]杨文秀，赵维峰，邓大华.农林高职院校南方果树栽培技术课程教学改革模式探索[J].教育教学论坛，2015(16)：132-133.

作者：朱凤霞

科学果树育苗技术论文 篇3：

果树容器育苗栽培中智能灌溉模型的研究与应用

摘要：对果树空气修根容器栽培中智能灌溉系统做了完整的设计，从控制器开发、平台软件管理、建立数据模型3个主要环节进行了详细的论述，期望在果树容器育苗生产中实现节水增效的目标。

关键词：果树容器栽培;节水灌溉;物联网;传感器

Research and Application of Intelligent Irrigation

Model in Container Seedling Cultivation of Fruit Trees

WANG Haisong， WANG Yue

(Pomology Institute， Shanxi Agricultural University， Taigu 030815，China)

20世紀80年代起，空气修根容器栽培以其育苗周期短、栽植季节长、成活率高等优点开始广泛用于林业育苗。果树容器育苗利用空气修根原理不仅解决了根系缠绕问题，大幅提高了成活率、果园建园快

且不需缓苗，还可以广泛应用于工厂化、智能化育苗。近年来随着我国城市化进程的加快，果树种植面积的大幅增长，果树容器培育苗木必将成为果树育苗、果园快速更新的主要栽培方式之一。

果树容器育苗因其自身栽培特点，在实际生产中较大田育苗有其显著优点，而水肥管理是需要攻克的关键技术环节。充分利用栽培方式的工厂化、设施化，智能化可以有效节约人工及材料成本，推动实现苗圃的标准化管理。

随着智能农业的发展，将信息化技术应用于生产区环境监控及生产过程管理，已在栽培管理领域发挥了巨大的作用。但大多应用都是基于大田土壤环境下，对于特定树种的果树容器育苗模式很少涉及。基于物联网技术的容器节水灌溉起步不久，从硬件的成熟性、应用的局限性来说，还存在着如下问题和不足。

1)不能整合多媒体信息(视频、图片)。果树育苗园区灌溉需要配合视频监控，现有的人工方式费时费力。

2)缺少一体化完整解决方案。多数监测方法单一数据模式，不能适应快速发展的需要。

3)对传感器接入类型太多限制，不便部署。当前大多数果园监测设备要求使用指定的传感器，不具备通用性。

4)工业级产品缺乏，部署地域受限。在我国南北气候差异很大，南方夏季炎热，而北方冬季十分寒冷，只有工业级产品才能广泛适用于各种复杂的地理和气象环境。

为了解决这些问题，山西省农业科学院果树研究所和相关企业联合设计研制了新一代物联网农业智能监控终端设备。该设备采用一体化、工业标准、低功耗设计，具备高性能、高可靠性及高稳定性，

可以对灌溉设施进行智能控制，整个系统能够进行自动维护、智能管理和远程升级。此系统可同时兼顾室外容器栽培和设施容器栽培。

1整体设计

通过将传感器网络布设于葡萄、樱桃、柿子等容器育苗和生长区域，网络节点大量收集温度、湿度、光照、气体浓度等物理量，精准地获取容器内土壤水分、pH值等信息[1]。采集到的各种数据传送到管理平台，然后进行综合分析，结合不同果树在不同生长阶段对水分的需求，研究建立并逐步改进节水模型，实现对灌溉系统的智能化控制，摆脱以往仅凭经验灌溉的灌溉模式，使容器灌溉决策建立在科学的基础之上，达到节水灌溉的目的。通过信息技术与农业技术的深度融合，进一步提高生产管理水平，增加经济效益。

2系统架构

2.1基于工业级一体化设计架构

按照工业级标准进行智能控制设备的架构设计(见图1)。采用如下设计理念。

平台化设计：充分利用现有平台，如ARM硬件平台、嵌入式Linux软件平台、通用传感器接入平台、H.264视频编码平台等，可缩短开发周期，降低开发成本，提高产品可靠性及稳定性。

模块化设计：采用模块化设计，产品可根据用户需求进行定制，如WiFi模块和4G模块用户可以选装其中一种。

可扩展性设计：系统预留了可扩展余地，当前数据采集模块支持16路传感器接入，根据项目需求，可进行扩展设计，支持更多数量的传感器。

2.2硬件和软件架构

2.2.1核心主板硬件平台

采用三星公司的S3C6410 ARM芯片，研制ARM-Core-Board核心板，从该板引出320个管脚，把ARM芯片的管脚全部通过接插件引出，满足各类扩展需求，作为ARM应用平台。

2.2.2传感器通用接入平台

增加ZigBee无线传感器接入模式[2]。传感器支持：电压型采集模式、电流型采集模式、开关量采集模式、RS-232/RS485采集模式。从而实现广泛的传感器接入，使系统能够具有良好的扩展性和兼容性。

2.2.3视频算法平台

基于嵌入式平台的视频编码模块支持一路高清编码，支持拍照模式工作。优化H.264视频压缩算法，支持H.264 High Profile(高端类模式)、Main Profile(主要类模式)、Baseline Profile(基线类模式)，能够实现720P实时编码。

2.2.4嵌入式Linux软件平台

基于μC-Linux内核优化的Linux软件平台创建结构小巧，具有可剥夺实时内核的实时操作系统。可剝夺型的实时内核是在任何时候都运行就绪了的最高优先级的任务。

2.2.54G移动互联网开发平台

监测设备可以使用4G无线模块直接连接到internet，通过IP地址访问监控中心，上传数据。

通过上述平台进行开发设计，可实时采集空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、风速、风向、光照强度、降雨量等环境参数和视频图像信息，支持同时16路传感器输入和1024路无线传感器输入，有效精度高达16 bit;支持ZigBee任意组网，实现远程无线接入无线模块传感器和开关量数据的采集控制，提供丰富扩展接口，包括RS485、RS232、以太网、USB、CAN等;设备通过以太网、WiFi、3G、4G网络实现与远程服务器数据通信，交互全部数据带有AES加密安全通信保障功能，保证产品通信和传输的数据安全;设备同时配有视频采集、广播级的H.264视频编码和JPEG2000图片压缩，可在采集信号的同时为用户提供现场高质量的视频图像和图片信息。

3基于传感数据及模型分析技术的节水灌溉系统

根据室外空气温湿度传感器或温室大棚内空气和土壤温湿度传感器监测到的数据，结合不同果树在不同生长阶段对水分的需求施行精准灌溉，改善管理措施，降低水资源消耗，降低生产成本。

3.1果树需水量的影响因素研究

果树容器苗精准灌溉所需水量的影响因素主要包括：气象条件、育苗基质水分状况以及基质物理性质、生物学特性等几个方面。首先，从育苗基质水分供水状况因素考虑，采用水量平衡方法，通过埋设于容器中不同深度的传感器所实时地不间断地采集到的数据，建立水量平衡模型，分析容器不同深度水势和含水量的分布。在此基础上，对平衡模型进行数值离散化，建立估算模型计算需水量。其次，从气象条件和果树生物学特性角度研究需水量，利用联合国粮农组织 FAO 最新推荐的Penman-Monteith公式计算所在区域参考需水量，再结合果树品种在不同生长阶段的系数，计算出需水量。最后，比较对照不同计算方法的计算结果，进一步对果树容器苗需水量的计算方法进行评价。

3.2监测数据综合分析，总结及改进灌溉模型

管理平台通过一段时期的数据积累，总结并制定不同果树容器苗在不同时间段内的灌溉模型，根据模型计算出容器苗所需灌溉量及灌溉时间，制定节水灌溉方案，并在实施过程中对灌溉模型不断加以修正与改进。

依据所制定的灌溉方案，管理平台可以按照用户需要设定灌溉设施的自动控制和手动控制。在自动控制的情况下，系统可在规定的时间或根据育苗基质的湿度监测值，判断容器内的缺水情况，自动计算出供水量，将控制指令发送给电磁阀控制器，自动调节输水管道的开关阀门进行节水灌溉。[3]

3.3育苗区域灌溉水量统计与分析

管理平台能够对容器栽培区的气象状况、基质墒情等相关数据进行记录，统计不同季节不同气候条件下的容器栽培区灌溉量，并根据果树容器苗的生长及收获情况，经过一定时期的数据积累，归纳总结出节水灌溉投入与产出的关系，用极值法确定合理节水用水的灌溉定额，由此计算出产值最大时的灌溉用水量，即经济效益最大时的灌溉用水量。

4总结

我国是一个果品生产和消费大国，北方广大地区水资源短缺严重，水危机已成为制约果业发展的重要因素。果树容器栽培技术相对于传统的田间栽培具有成活率高、建园快，早花早果，有效节约人力成本等优势。因此开展果树育苗容器栽培的智能化管理是未来实现果树控根容器育苗发展工厂化、集约化的有益探索，而建设容器智能灌溉管理系统是解决问题的最佳方案，具有显著的社会效应和经济效益。

参考文献

[1]陈伟森，俞龙，孙道宗.果园节水灌溉控制系统设计与试验[J].节水灌溉，2018(1)：73-76.

[2]郭国法.基于ZigBee无线传感器网络的智能节水灌溉系统设计[J].江苏农业科学，2015，43(11)：513-518.

[3]缪丹，陈吉. 一种新型自动化灌溉技术的设计与施工[J].企业技术开发，2015(31)：25-26.

作者：王海松 王越