智慧农业温室环境下种植的番茄品质的研究

毛奕涵 章呈阳

番茄营养丰富、酸甜多汁，深受人们喜爱，因此市场需求巨大。传统的番茄种植方式费时费力，并且依赖农业生产者的个人经验判断其生长状况（如光照、水分、肥度、温度等）。由于缺乏规范系统的管理，番茄品质差异较大，导致市场核心竞争力不强。

为了解番茄品质的相关信息，在江苏省农科院信息中心，我们20多位小学生对生长于智慧农业温室环境下的“桃太粉”“凤珠”“露比”这3种番茄进行了全面的“体检”。当互联网与农业相结合，它们会结出怎样的番茄果实呢？这种高科技的农业模式又是如何运作的？带着这些疑问，我们团队开始了研究。

探究过程

1.实验法

为了研究智慧农业温室环境下种植的番茄品质，我们选择“桃太粉”（大番茄）、“凤珠”（椭圆番茄）和“露比”（圆番茄）这3种番茄作为实验对象进行研究。5组学生分别用电子秤测量“桃太粉”的质量，用游标卡尺测量“凤珠”和“露比”的纵径和横径，用甜度计测量3种番茄的甜度，并得出5组数据。通过测量的数据，对比分析3种番茄质量、果径和甜度的变化规律。

表1的数据显示，“桃太粉”的质量为200克左右，甜度为3%～5%，差异并不显著;“凤珠”的横径在25毫米左右，纵径在34毫米左右，甜度为7%～10%，5组数据差异较小;“露比”的纵径和横径都在35毫米左右，甜度为7%～9%，数据没有明显差异。所有数据表明，同一类果实的各类品质指标没有明显差异，或应归功于规范统一的智能调控生长机制。

2.文献分析法

通过数据对比分析，我们发现在智慧农业温室环境下种植的3种番茄在质量、果径、甜度等方面的品质表现非常均衡、稳定。那么，智慧农业温室是如何实现这一切的呢？带着这些疑问，我们查阅了一些论文，了解了智慧农业温室种植番茄的大致过程。

番茄种植的智能化管理，是通过数据采集系统、智能信息管理系统及反馈处置系统三大系统来实现的。

数据采集系统相当于“情报官”，由基于物联网技术的一系列传感器及摄像头组成，用于采集番茄的温室微环境数据，比如光照强度、空气温度、土壤温度、土壤湿度、土壤肥料含量等，以及番茄生长情况的信息，比如果径大小、叶片斑枯病、叶片早疫病、叶霉病、叶表温度等。传感器及摄像头采集数据后，就会将数据“报告”给智能信息管理系统。

智能信息管理系统相当于“司令官”，它在收到采集数据后，就会把这些数据与系统內标准化数据进行对比判断。如果采集的数据超出标准化数据的许可范围，系统就会作出决策，并向反馈处置系统发出指令。比如，采集的数据显示温室内温度过低，番茄要冻坏了，这时候需要给温室加温。另外，通过分析番茄的生长信息，也可以及时了解番茄的生长状态和健康状况，并作出相应的处置。

反馈处置系统相当于“执行官”，它按照“司令官”发出的指令进行适当的处置。比如光照强度低了，就会开启温室内的补光灯，提高光照强度;反之，如果光照过强，则会使用温室顶部的遮光帘，来降低光照强度。空气温度低了，就开启增温设备，提升气温。土壤湿度不足了，就会启动水肥机，利用滴灌系统给缺水的番茄进行滴灌。土壤肥料含量不足了，也要启动水肥机为番茄滴灌。

探究结论

近年来，为了减轻人力劳动的负担，同时也是为了提高农作物的品质，人们应用物联网技术，把各类传感器甚至是巡检机器人设置在温室大棚里，以替代人力劳动，并通过信息管理系统自动判断，利用水肥机等装置进行处置，这样大大提高了工作效率，实现了农业生产的智能化和精准化。

通过3种番茄的实验数据统计分析，我们发现智慧农业温室番茄品质的稳定性和均衡性，归功于智慧农业三大系统的有效运作：“情报官”及时准确地收集“情报数据”;“司令官”根据“情报信息”作出准确的判断，并向“执行官”发出指令;而“执行官”则准确地执行“司令官”的指令，从而把作物管理从“经验”上升到“科学”，才确保了番茄品质的稳定性和均衡性。

（责任编辑：陆艳）