基于物联网技术的现代食用菌产业实施方案

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一、背景及意义

信息化是现代农业的重要标志，更是现代农业发展的重大技术支撑，物联网技术应用可加速食用菌现代化。物联网可以在产业结构方面实现信息化的综合；在农业经济活动的过程中实现宏观决策信息化、生产管理信息化、生产加工过程信息化、投入品和产品市场信息化、农业气象等服务信息化的综合；通过生产信息获取、传输、存储、处理、反馈与控制的综合，加快传统设施食用菌栽培向高新技术转型。物联网提供的先进工具和技术手段，对加速改造提升和优化传统食用菌产业，促进培育信息化、智能化新兴食用菌产业和现代食用菌装备产业，大幅度提高生产效率、管理经营决策水平和市场化程度，促进资源和生产要素的高效合理开发利用、实现食用菌行业持续、稳定、安全、高效发展具有重大意义。

1、国外物联网的发展现状

在国际物联网方面，美、德、荷、日等国，物联网技术的发展已经进入数据库开发、网络多媒体技术应用和生产自动化控制等新阶段。通过物联网技术的应用改变了传统农业生产粗放的作业方式，已经初步形成了信息农业发展的技术体系，并实现了相关软硬件产品的产业化拓展。

通过政府投入和资本市场运营相结合，为物联网技术创造了发展环境，使用基于信息技术的精确田间作业实现精确管理。让生产结合农产品电子商务，推动农产品流通方式的根本变革。物联网可以通过数据分析提高生产效率，在精确农业技术和精确农业机械研究两个领域，选择因地制宜实用性的技术路径，提高产品的实用性。通过生产数据监测来获取作物长势的阶段信息，预测作物长势及产量品质信息。

物联网在生产中可发挥极其重要的作用，不仅能监测水、肥、温度、湿度、空气中的二氧化碳含量，光照，还可结合风机、卷帘机、喷灌等设备实现定量作业，节约增效。在产品内外运输、分级包装、销售流通等环节中，物联网技术还可以实现产品快捷、准确地送达客户手中，辅助贸易业务。

总之，国际上物联网技术的研究开发及转化应用已经超越了传统的农业生产范畴，使农业生产快速向信息化、智能化和规模化的方向发展，应用领域也从传统的种植领域向着农业产业的各个领域渗透和扩展。

2、食用菌物联网发展现状

传统的单纯以提高劳动生产率和依靠经验管理的农业生产模式，逐渐开始有知识化、信息化和智能化定量管理为特征的信息化生产技术的需求，但总体上仍处于起步阶段，与发达国家相比差距很大。

以工厂化为代表，用于菌种自动化生产，机械化接种，自动装瓶，机械化采收等各个阶段，比较零散，不能将数据进行综合。尤其环境监测的模拟研究进展缓慢，我们急需一套集成技术把生产环节进行模拟，最大程度的提高效率，降低风险。

通过物联网的软硬件技术产品和应用示范基地，可以促进精确食用菌生产的进一步发展。在作物精确管理智能化、数据共享，信息载体和集成应用技术实现作物生产问题的实时诊断和协同决策。

食用菌行业具有较高的产出率和附加值，但信息集成应用还处于初级阶段，远远落后于工业领域。在食用菌上的科技投入还存在投入明显不足，食用菌信息人才缺乏，农民及农业企业家等信息技术用户急需培训，信息采集处理比较落后，农业生产信息化技术落后，缺乏信息技术装备的价廉物美的农机及设施装备。

新兴的物联网技术的示范推广刚刚开始，已经引起各级领导及社会各界的重视。尽管如此，现阶段食用菌产业具有生产种类多、经营规模小、种植模式多、产品种类多批量小等特点，决定了近期物联网技术的发展必须针对我国现代食用菌发展的现状及进程，在引进、消化吸收国外体现信息技术的先进机械、装备和模式技术的基础上，通过多专业的集成创新，研究探索出一条适合现阶段的物联网研究开发与示范及产业发展的道路，实现物联网技术在农业及相关领域取得重大突破。从食用菌发展的长远来看，迫切需要明确今后一个阶段以物联网技术为现代农业的重要技术支撑，形成共识，将物联网技术的开发与应用作为食用菌科技创新的重要组成部分，进一步明确食用菌行业物联网发展的方向目标，组织制定物联网技术及装备发展规划，为提高我国食用菌产业在全世界整体竞争力，为培育新兴物联网技术产业和支撑现代农业发展提供强有力的支持。

二、主要目标

总体目标：通过系统规划，纵深部署，加大投入，强化研发团队，加强创新平台建设，开展食用菌信息化重大科技成果的转化和应用示范。加大应用现代信息技术改造传统食用菌的力度，大力提高食用菌领域的信息化科技水平和应用普及程度，尽快用信息技术武装食用菌生产和提升食用菌产业，培育新的经济增长点和信息化机械设施装备、服务等新兴产业，推动食用菌产业和食用菌经济在以信息技术为标志的现代农业快车道上实现快速高效和可持续发展。

具体目标：

以“物联网——农用通”为信息集成依托的具有自主知识产权的农业信息化重大科技成果；食用菌生长参数无损检测与精确诊断仪等硬件50套；建设农业信息技术集成创新示范区3个，形成重大科技效应。通过农业信息技术成果示范转化，经过食用菌信息化技术示范推广，增加经济效益10%以上；建立农业信息技术培训基地3-5个，为农业科技园、农业科技型企业、科技型农业合作社等培训农业信息技术骨干100名、服务基层农业信息技术推广人员和种种植大户2000名以上；初步建成以市场为导向、企业为主体、科教单位、专业网站为支撑的农业信息化科技创新引领与支撑示范体系。

三、重点任务

今后一段时间，工程实施将重点围绕华北地区食用菌生产加工型企业的信息化技术、智能化设施农业技术、农机装备信息化技术、节水灌溉信息化技术、农业市场信息化技术服务、农业气象预警减灾服务等六个方面开展集成创新与示范，重点加强生产企业、出口基地，设施观光园、农业科研机构推广，力争在北京、河北建立3-5个示范基地，取得突破性的进展，并在不同农业相关特色产业开展示范。

可以延伸的项目：

1、食用菌信息化技术的研究开发与试验示范项目

以现有食用菌为研究对象，重点研究作物生长参数无损监测与精确诊断技术、基于模型的作物精确管理处方生成技术和作物生产区域布局与空间分析技术。实现不同空间尺度下的精确作物管理，从而实现作物生产管理方案设计的精确化和科学化，为精确栽培提供普适性的决策支持工具。

以农用通为系统开发平台，把与作物生产管理相关的、大量的区域性农业信息与具体的实物地图结合起来，进行空间分析处理，在地图背景下分析作物生产管理信息，并通过相关的模型运算进行作物适应性评价、作物种植区划、种植制度评价、农产品生态区划、农作生产潜力分析、栽培管理方案设计等，从而建立区域作物生产管理与分析系统，对于农业资源信息储存、查询、分析应用及农业生产辅助决策等具有重要意义。

在设施食用菌方面，重点研究开发基于“物联网”的设施环境远程监测与自动控制系统，为生产者、生产管理部门以及设施农业产品的消费者实时了解设施内的生产状况提供快速而便捷的查询平台，实现设施农业全过程自动化控制。

2.食用菌产季与外观品质的光温水精准调控技术

设施食用菌的上市期与外观品质是决定设施产品价格及生产经济效益的重要因素。光温控制是调控设施食用菌产季与外观品质的重要手段。综合考虑作物生长发育对光温水条件的要求、产品的目标上市期与外观品质、以及设施光温水调控所需的能耗，建立基于作物与能耗模型的作物产季与外观品质的光温水精准调控系统，为作物产季与外观品质精准调控提供决策支持，实现节水灌溉等减排增效目的。

3.主要病害防治报警技术项目

生产中因温度、湿度不适宜，水分无法定量监测，灭菌时间不够，作业不规范导致病害多发而严重损失。研究设施作物主要病害发生预警模型，将病害发生预警模型与温湿度传感器相集成，开发基于病害发生预警模型的设施作物主要病害防治报警系统，为及时有效地进行设施作物的病害防治提供技术支持。

4.设施信息化项目

重点研究开发标准化食用菌工程成套化的设施设备与环境调控技术及生产管理技术，研制食用菌规模出菇场智能控制系统。该系统对环境温度、湿度、通风、光照和有害气体浓度等环境参数进行监测，并根据食用菌生长模型、环境控制模型和经济管理模型，采用智能控制技术，对上述环境因子和生长要素进行优化控制，营造良好的生长环境和条件，提高产品质量和产量以及生产效益。研究适度规模化生产工艺与设施配套，开发相配套的全天候环境自动控制、节能新型组合式栽培菇房。重点解决环境控制及相关调控设施。

对生产过程中主要环境指标控制点，原料的损耗情况，以及生产环节中的各种的数据采集、记录、存储、查询、分析、打印、图形显示，并通过无线网络将数据分析结果向控制中心发送，以提供生产过程中质量检测的依据，确保种植系统生产出符合食品安全标准的食用菌产品。重点研究编制一个可扩充的、基于WINDOWS环境的、适用于闭合循环种植系统的计算机信息管理系统，可采集、存储生产过程中的多种数据、具有常用数据查询、打印、动态显示、分析、无线传输等功能的数据库系统，并具有主要环境状况的评判子系统，原料使用质量控制子系统，以及投入品的使用咨询子系统。

5.食用菌工厂化生产信息化项目

在食用菌生产中，温度、湿度、光照和CO2浓度等是影响其生长的重要环境因子。为了有效调控影响食用菌生产的环境因子，提高食用菌生产自动化程度和产量品质，在确定食用菌生长环境因子要求的前提下，建立工厂化生产食用菌环境控制模拟模型，利用计算机管理技术和传感技术来控制食用菌生产环境因子，研制食用菌工厂化生产设施与智能化控制系统，及优良品种、基质筛选、栽培环境的选择，开发形成具有自主知识产权的食用菌工厂化设施栽培技术与设备，提高工厂化生产设施与智能化控制设备的性价比，实现优质高效食用菌规模化、标准化、工厂化周年生产，提高食用菌生产集约化水平和生产效益。




     

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