目前，以人工智能技术和网络技术为核心的设施栽培研究越来越受到人们的青睐。智能温室的建设模式不断被探索，温室设计的优化使得不同生态区域的温室类型合理布局，温室作物生长环境的管理和控制为温室作物的生长发育提供了精准的控制元素，高效、高经济回报率的温室智能模式被采用。温室环境的智能管控对于设施农业的发展具有巨大的优势，如提高温室的生产能力和产品质量，自然资源和人力资源得到最大限度的利用，降低生产成本，劳动生产率得到大幅度的提高，增强安全性和经济性。该研究主要介绍了信息技术应用于设施蔬菜的管理与控制，以期得到设施蔬菜的智能管理模式。
１ 温室环境管控系统的构架
设施农业的发展与研究均以实现农业的可持续发展为最终目的。通过对温室环境的控制，实现农业资源和农业相关投入与农业生态环境以及农业产能和经济收益的平衡。在取得农业成果的同时，不能以牺牲农业环境的手段去实现，应以可持续发展的理念去发展设施农业。温室环境的控制主要是对温室中温度、光照、水分、营养元素等因素进行自动检测，再通过信息技术的原理进行分析、总结、归纳，形成动态的反馈与负反馈的作用机制，调节作物生长状态，实时实地的对作物的生长进行管理。传统的温室环境控制方式往往无法很好的达到分布式、智能化和自适应的控制效果。随着无线传感器网络技术的发展，将该技术运营于农业温室环境监控中是现代农业发展的必然趋势。以黄瓜温室栽培管理为例，在传感器的各个控制节点设置不同的数值范围，李冬梅等研究表明，黄瓜生长周期中，氮和磷的增加对于黄瓜单株产量增加的影响极其显著，但是钾的增加对增重不明显。氮磷钾的配比范围见表１。该表为基础设计氮磷钾节点的阈值范围，氮：磷为１∶１～１∶２，钾的范围为０．３～１．２。同时，在黄瓜的生长发育过程中，光合速率直接影响着其生长发育的整个过程，合理的控制黄瓜的光合速率的过程，能最大的发挥单株的产能，韩建会等研究了不同季节的生态环境对黄瓜净光合速率的影响，结果表明，温度、二氧化碳浓度、光照强度对黄瓜的净光合速率都有较大的影响。因此，根据温室环境对作物的净光合速率设置传感器的阈值，可达到实时调节的目的，保证产值的持续增长。 在满足黄瓜生长所需的温度、光照、养分的同时，还要保证土壤水分的供应，才能获得良好的收益。研究适宜的土壤水分有利于黄瓜植株生长和产量提高，水分过高或过低均对生长发育不利。黄瓜单株产量与总产量均随土壤含水量降低而降低，８０％、７０％、６０％、５０％与９０％含水量处理之间差异逐渐增加，相互间差异极显著，但８０％与９０％之间的产量差异未达显著水平，说明黄瓜适宜的土壤相对含水量为８０％。因此建立传感器控制节点的阈值为土壤水分含量为８０％～９０％。无线传感器网络的原理是利用传感器测量节点和传感器控制节点组成。测量节点主要对温室中相关元素进行收集和反馈，控制节点主要对温室智能系统的指令进行执行。在温室中许多的因素影响作为的生长，其中温度、二氧化碳浓度、光照强度，土壤水分，土壤养分等是关键的控制指标，在温室中设置测量节点，监测温室中这些因素的变化，在一定范围内发布反馈指令。控制节点接受到的反馈指令，利用智能调节系统对温室环境参数进行适当调控。温室中的环境控制需要计算机进行核心处理。首先接收到测量节点收集到的信息进行分析处理，然后与数据库中的信息进行匹配与筛选，随后发布监测结果是否在可调控的范围之内，再通过控制节点来执行指令。处理的数据可以与远程控制中心相互联系，进行温室管控的远程指导。
２ 蔬菜生长发育模型的建立
专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有一些特定领域的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。专家系统建立了专业知识库和问题处理经验库，在其中记录了相关作物的生长阶段，以及此生长阶段所需要的各种生长条件，在此条件下出现相关问题的解决方案。例如，一条专家系统记录黄瓜生长需要的温度、水分、养分、光照等，通过信息反馈进行调节，出现病虫害的处理方案，这样对黄瓜的生长过程进行全程智能管理，提高产品的质量和产量，专家系统是人工智能管理的一个分支领域。专家系统作为一种智能的计算机程序，能通过模拟专家的行为来实现对专业知识的获取以及对数据库和知识库的管理，并能对数据库和知识库按照一定的规则进行推理、表达，最后模仿专家解答终端“客户”的问题。只要把温室管理专家的知识和经验以一定的表达方式存储到知识库中，再以专家处理问题的方式、思维为参照，构建推理机。当用户通过系统人机交互界面提供温室生产管理中需要决策的问题后，系统开始搜集数据信息，并根据知识库中的知识来判断和识别问题，并给出相应的结论。根据专家系统的工作原理，以黄瓜的生长发育规律为基础，建立黄瓜温室生长发育模型。
２．１ 黄瓜温室生长模型专家系统的构成
为了减少系统的复杂性，实现专家系统层次清晰、功能明确、关系简单的特点，根据软件工程原理中的模块思想进行设计，把黄瓜生长模型的专家系统分为：生产管理模块模块、推理模块、数据库管理模块、系统帮助模块。
２．２ 黄瓜温室生长模型专家系统的功能
２．２．１ 推理模块
该模块以黄瓜整个发育期为基础进行知识整合，整个模块包括黄瓜生长发育各个时期的生长要求，包括温度、水分、养分、光照等，然后给出相应的处置措施。
２．２．２ 数据管理模块
数据管理模块主要是实现知识库的创建、编辑和修改。专家系统中知识的来源，以及推理规则的建立、数据的编辑、指令的修改都通过数据管理模块完成，是一个相对独立的处理模块，但是各个模块的处理措施的发布标准是根据知识库的预设方案来进行推理和发布的，是与各个模块相联系的。
２．２．３ 黄瓜生长特征模块
黄瓜生长的生物学特性和生理特性在该模块以文字和图片的方式表达。这样就可以对黄瓜的生长发育特性有初步的了解和认识，创建相关的信息储备，从而扩大了操作人群的范围，实现标准化的管理模式。
２．３ 黄瓜温室生长专家系统的运行
首先在推理模块中选择栽培管理，接着进入下面的管理界面：播前准备、播种、育苗、定植、定植后管理、特殊天气管理。如选择“播种管理”则接下来显示“温度管理、施肥管理、水分管理、湿度管理”。如选择其中的“温度管理”则接下来显示“缓苗期、初花期、开花到采收前期、收获期”等，系统则会根据所选的实际阶段显示温度管理的技术与实际操作方法，在根据实际的监测条件反馈所采取的措施及改进方式。
３ 小结
在现代农业生产中，温室蔬菜的生产在生活中起到越来越大的作用。而且，规模化经营的出现，使得许多农业生产者建有很多个温室，信息技术的应用使得每个温室中都建有１个无线传感器网络，让温室的环境得到整体监控，温室中的环境又比较相似，所有温室都通过控制中心的计算机来进行统一管理，可以大大提高工作效率。专家系统的应用使得设施蔬菜的生产实现了智能化的分析和管理，建立设施蔬菜生长周期中的各个关键环节的数据库，按照模块化的方式进行生产管理。信息技术在温室设施蔬菜管理上的应用，促使农业生产者对温室设施蔬菜科学的管理，简洁的控制，大幅度的利用科学技术手段提高作物产量，改进作物的品质，提高经济效益。
作者：陈军 单位：苏州农业职业技术学院
依据HACCP的原理，对蔬菜从选种到最后收获上市的全过程的各个环节进行危害分析，找出关键控制点（CCP），对关键控制点采用有效的预防措施和栽培手段，可使危害因素降到最小程度，最终使蔬菜产品达到预期的要求。经研究分析，无公害蔬菜栽培有以下几个关键控制点。
1选种
常栽培自留种或几年都使用同一个品种的农民应该考虑换种，可适当引用进口种子进行栽培，如“白玉春”萝卜（韩国）、“农友”苦瓜（台湾）、“以色列”番茄等，不仅产量非常高，病虫害也很少。
2播种前种子处理
种子处理既可消除种子带毒的隐患，还可促进种子更好的发芽。最常用的处理方法是浸种，浸完后要进行催芽，芽出整齐后即可播种，但要注意浸种催芽的条件要求。还可利用晒种、烫种、喷药闷种等手段进行种子处理。
3床土、农家肥消毒
许多蔬菜在定植前都需要在专门的苗床中培育壮苗，这时就必须进行床土消毒。一般用多菌灵、百菌清等即可，喷药后最好盖上地膜闷2d，以提高消毒效果。同时要对腐熟农家肥如粪肥、厩肥、堆肥等进行消毒，把病菌和虫卵扼杀在摇篮中。
4培育壮苗
苗床育苗时需进行根外追肥，可用0.3%～1%的尿素+磷酸二氢钾+云大120等，以促进植株抗病、高产、提早上市、商品性好。
5轮作、清洁大田、作畦
蔬菜常年连作后，病虫害常常非常严重，所以大田一般要进行3～5年的轮作，避免产生连作障碍。为提高病虫害防治水平，还要进行大田清洁，在夏季或冬季定植前对大田土壤进行深耕细耙；或暴晒土壤，利用烈日杀灭地下害虫及一些病菌；或水淹大田，利用水层闭死绝大部分好氧的病虫，可结合施底肥进行。在作畦时，冬季要采用东西向，这样蔬菜作物遭受的冷风少，获得的日照多；夏季要采用南北向，这样蔬菜作物受到的阳光照射充足。在设施栽培中，还可覆盖稻草、腐熟厩肥和地膜等，以促进蔬菜生长。
6中耕除草，补充营养
在蔬菜栽培中，中耕除草是一项必不可少的措施，其优点是消灭杂草，使土壤通气、保水，并促进根系生长。在蔬菜生长初期和中期主要是中耕，应注意近根处浅、远根处深，初时浅、中间时段深，黄瓜、葱、蒜和绿叶菜等浅，番茄及南瓜等深；在生长后期结合中耕进行除草。对采用摘叶、抹枝等造成蔬菜伤口的技术，为防止真菌性病害的侵入，要喷施云生或大生等药剂进行防范保护。为避免蔬菜缺素，可适当对土壤进行微量元素补充，如之前未对土壤进行微量元素补充，则可在蔬菜生长前期喷钙达灵、锌达灵、铁达灵、金钙宝、施美乐等补充营养。
7病虫害防治
蔬菜病虫害的产生有多方面的原因，如外界病虫害的迁入，通过风雨或沟渠灌溉进入，携带病虫的人畜进入菜田活动的带入，采用害虫驱避性防虫造成相邻菜田虫害（如银灰膜避蚜害）发生等，针对这种情况，应用HACCP管理就是要统一防治、综合防治，对病害是每7d喷雾1次，对虫害是发现则立即喷药。
作者：方晓燕 刘剑 单位：四川省成都市农业质量监测中心
