智能“投喂”，张家口蔬菜吃上精量“营养餐”

连片的蔬菜大棚里空无一人，但种植户借助手机端的智慧农场数字化信息平台，可以知道蔬菜何时“渴”了，何时“饿”了，然后将调配好的“营养餐”通过智能控制灌溉施肥机“投喂”给蔬菜，实现“按需进食”。

这样智能化的蔬菜种植场景，得益于我省农业科研工作者研发的“京津冀蔬菜水肥高效生产及多模式精量管理技术”。前不久，这项技术荣获2023年度河北省科学技术进步奖一等奖。

怎样给蔬菜“投喂”定制“营养餐”？如何制定精量“营养餐”指标？用上新技术后，蔬菜的产量、品质和市场怎样？

走，到张家口市崇礼区，看看这项技术的应用效果。

3台智能“配餐机”

　　负责500亩彩椒“用餐”

10月27日，张家口市崇礼区，万家乐蔬菜有限公司。这里是省农林科学院冷凉区设施蔬菜信息化管理技术示范基地，也是省现代农业产业技术体系蔬菜创新团队的重要基地。

万家乐的彩椒大棚里，一株株一米多高的彩椒秧上硕果累累，既有已经成熟变色的红彩椒、黄彩椒，也有正在生长的绿彩椒，成熟的彩椒个头比成年人的拳头还大。

万家乐蔬菜有限公司总经理袁进莲摘下一个黄彩椒，放在电子秤上称重，306克，用刀切开彩椒，测量果肉厚度，有七八毫米厚。这样的彩椒，是万家乐的精品果。

每年此时，是万家乐彩椒集中上市期。今年，万家乐的彩椒不仅果大、肉厚，而且产量高，每亩地预计能收彩椒11000斤到12000斤，其中精品果可达8500斤以上。

“和三年前相比，一亩地精品果能多收1500斤到2000斤。”袁进莲说。

品质和产量双提升，得益于2022年起万家乐全面引入了省农林科学院农业信息与经济研究所推广的“冀西北冷凉区蔬菜‘水—肥—光—热’资源高效利用集成技术体系”。

“这一技术体系，目的是推动崇礼彩椒种植管理从过去以经验为主向科学精准转变，也实现了崇礼冷凉资源与光照资源的充分利用。”该研究所副所长、省现代农业产业技术体系露地蔬菜创新团队首席专家范凤翠说。

记者俯下身，在一株彩椒的根部附近，看到藏在叶子后面的白色柱形设备，设备一部分插在土里，露在地上的部分印着两个字“智墒”。

这是一款探测土壤墒情的智能设备，它能够清晰反映土壤的水分含量、温度、电导率等信息，帮助菜农实时精准掌握菜地土壤状况。

不仅土壤里设有传感器，抬起头，棚内还悬吊着一顶白色的“小灯笼”，这是检测棚内温度、湿度、光照等参数的温湿光照传感器。

这些传感器采集的数据，全部接入智慧农场数字化信息平台，平台分析数据后，会自动生成实时水肥管理方案。

万家乐的生产经理孟军打开手机上的智慧农场数字化信息平台，调出一张反映土壤含水量的实时图表，图表上居中的一条绿线，显示着目前大棚内地表到地下60厘米处，不同深度土壤含水量。

绿线左右，各有一条红线和蓝线。“左边这条红线，是土壤含水量过低的警报线，右边这条蓝线，是土壤水量足够的饱和线。当绿线接近红线时，就说明彩椒‘渴’了，需要浇水，浇到接近蓝线时，彩椒就‘喝饱了’，再浇水就浪费了。”孟军解释。

智能传感器和嵌入水肥管理模型算法的智能平台，给出了科学的水肥管理方案，但要高效执行，还需要智能精量灌溉施肥设备。

在大棚外不远处的彩钢棚里，安装着一台多棚室智能控制灌溉施肥机，机器由连体的配肥罐、过滤罐、输送泵等组成，这就是彩椒“营养餐”的“配餐机”。

孟军在白色的配料罐里调制好液态“营养餐”，在机器的电子屏上调节好管道输送压力值等参数，轻点开始键，“营养餐”就通过预埋在地下的输送管道快速抵达彩椒根部。

“过去浇地，我们要先把水抽入四五米高的水塔罐，但水塔里的水压不够，每次浇地需要七八个小时，还经常出现近处秧苗水浇多了，但远处秧苗水还没浇够的情况。”孟军指指灌溉施肥机上的压力泵说，现在有它给水肥输送管道加压，浇一次地只需要两个小时，而且灌水均匀。

目前，万家乐有3台多棚室智能控制灌溉施肥机，负责给500多亩彩椒“配餐送餐”，孟军一人就可以轻松管理彩椒日常的浇水、施肥等工作。

12年持续观测

　　制定精量“营养餐”指标

10月26日，范凤翠带领团队2名博士赶到崇礼，调查彩椒生长、棚室环境状况及当前市场，检测彩椒新技术应用效果。

庞大、详实的蔬菜生长数据，是定制科学“营养餐”的基础。

为了这份“营养餐”，过去12年里，范凤翠和团队在做一项持续试验——追踪蔬菜生长过程中水、肥在土壤作物环境系统中去向和转移转运积累的路径和量值。

“我省蔬菜节水灌溉研究起步晚，灌溉施肥理论滞后于产业需要，精量科学水肥指标欠缺，基层技术人员在做技术推广时，没有统一的标准可以参照。”范凤翠说。

作为省级农业科研单位，省农林科学院农业信息与经济研究所给出了我省茄果类、瓜菜类、叶菜类3大类共7种主要蔬菜的精量科学水肥指标。

简单来说，就是揭示出每一方水、每一种肥的去向，以及如何在蔬菜生长的过程中发挥作用。

“我们首次创建了理想环境植株蒸腾耗水的研究新方法，并通过大量试验，找到了黄瓜、茄子、番茄、甜瓜、芹菜、甘蓝等7种蔬菜的动态蒸腾耗水规律。”范凤翠说。

比如早春茬番茄，它在花果期、盛果期、后期的耗水量是苗期的3倍；早春茬西瓜在膨瓜期耗水量是伸蔓期、成熟期的2倍。

有了这个科学的蔬菜耗水指标，就能测算出我省主要蔬菜的节水潜力，并制定挖潜策略。

范凤翠团队调研发现，7种蔬菜都不同程度存在过量灌溉问题，其中早春茬黄瓜的问题最突出。

“我省早春茬黄瓜种植户在生产中经验灌水量，每亩高达300多立方米，而它实际需水量全生育期只有150.77毫米，折合一亩地约100立方米，节水潜力很大。”范凤翠说。

按此估算，黄瓜生产中，约有三分之二的灌溉水都是无效损耗。蔬菜不会说话，范凤翠团队就通过观测、试验、分析，摸清蔬菜对水的需求。

通过12年连续观测，范凤翠团队探明了负压渗灌条件下7种蔬菜的动态需水规律，明确了土栽条件下节水、高产、高效灌溉制度，为我省蔬菜精准灌溉理论及指标体系建立提供了依据。

不仅要追踪水分，还要追踪养分，后者是供肥指标的依据。

一直以来，种植户的蔬菜管理普遍存在大水大肥问题。其实一种蔬菜，在不同生长阶段，对肥料的吸收速率、需求量都有差异；不同蔬菜，养分的高需求时段也各不相同。

要科学施肥，就要找到这些差异点。

“我们发现按照茄果类、瓜菜类、叶菜类的传统分型对蔬菜进行水肥管理，不如按照‘收获类型’分类更有规律可循。我们找到了一次收获、多次收获、即时收获的蔬菜水分养分需求规律，提出了依据‘收获类型’进行水肥同步供给的原则和策略。”范凤翠说。

如一次收获的西瓜，在开花前养分需求低，膨果期养分需求高，后期趋中，所以要特别注意膨果期追肥；而多次收获的番茄，前期和后期养分积累比例小、需肥少，中期积累比例最大，需肥多，这时充足的养分供应是提高产量的关键。

蔬菜吸收进体内的养分存储在了哪里，又是怎样转移的，也需要摸清。

目前，范凤翠团队探明了番茄、茄子等多种蔬菜体内养分积累和运转规律，构建起蔬菜养分积累模型，揭示出不同类型蔬菜养分转移、储存的差异性。

这些，只是范凤翠团队“京津冀蔬菜水肥高效生产及多模式精量管理技术”的一小部分，这一技术搭建起的是一个全方位多模式的水肥高效生产体系，通过多模式的技术输出，应对京津冀蔬菜的多类型需求，从而推动蔬菜规模化水肥高效利用进程。

“我们最重要的目标，就是通过‘根—水—肥—苗同位同步’实现水肥高效利用。按蔬菜根的位置供水肥，根到哪里，水肥到哪里，不亏不漏；按作物需求同步供水肥，作物需要多少供多少，按需供给。”范凤翠说。

这就是“营养餐”追求的精量。

内置保温被助力错期上市

　　每亩增收2万多元

科学的“营养餐”可以让蔬菜品质好、产量高，但真正要让蔬菜在市场上卖出高价，增产又增收，才是蔬菜种植户最大的期盼。

所以，农业科研工作者不仅要创新技术，还要分析市场，让农业技术创新与产业需求真正融合。范凤翠团队就为万家乐彩椒卖高价，想出了一个好点子。

10月27日10点，记者一进大棚，眼镜立刻就被一层雾气蒙住了。

此时崇礼室外温度只有8摄氏度，而棚内22摄氏度，到了下午1点，温度升高到28摄氏度。白天这样的温度对于彩椒生长十分理想。

棚内的温度能保持如此之高，是因为彩椒住在双层保温棚里。外层棚，是传统的冷棚，覆盖塑料棚膜；内层棚，除了塑料棚膜，还有一层黑色保温被，它日出后收卷起来，日落后覆盖上去。

加盖一层内置保温被，是范凤翠团队的一项技术创新，被称为“冷棚彩椒内置保温被保温减灾提质增效技术”，已经获得发明专利。

崇礼每年10月，都会出现几天突然低温，之前，崇礼彩椒大棚都是冷棚，部分果实还未收获就遭受冻害，给农民造成一定经济损失。

范凤翠看着烂在地里的彩椒，非常心疼，她决定想办法为大棚保温，帮助彩椒度过低温这个“坎”。

起初的研究方向，是在冷棚外加盖保温被，结果春天的大风把被子全吹跑了，给土壤加温成本又太高。2021年，范凤翠团队想到内置保温被的方法，在万家乐设了3个保温被试验棚。

“我到试验棚一看，彩椒长得又大又好，当时就心动了。2022年我们的冷棚全部加装了内置保温被。”袁进莲说，去年11月崇礼一场大雪，室外降到零下18摄氏度，但棚里的彩椒照样生长。

有了这层保温被，彩椒棚内最低温度提高4到5摄氏度，还可以抵御棚外零下十几摄氏度的暂时低温，春天彩椒可以提前20天左右定植，秋季可以延长50天采收期。

多出来的这两个多月，就是增收的关键。

早种晚收，可以让每亩地彩椒精品果增收1500斤到2000斤。而且，崇礼多数种植户的彩椒在“十一”之前销售一空，万家乐彩椒错期在10月5日到11月15日之间上市，正值市场彩椒短缺时期。

“‘十一’之前，崇礼彩椒收购价最便宜时只有7毛钱一斤，最高也只有四五元，但‘十一’后，彩椒价格一路上涨，这几天红彩椒卖到12元一斤，黄彩椒卖到8元一斤。”袁进莲说，一年就可以收回保温被的投入成本。

袁进莲种植彩椒已经18年，过去一直凭经验种植，挣不到太多钱，也舍不得投入，种植规模一直难扩大。但最近3年，通过引入范凤翠团队的一项项新技术，万家乐每亩地比过去增收2万多元，种植规模翻了一倍，未来还计划扩大种植面积。

2021年万家乐蔬菜有限公司注册“奥椒”品牌。2022年初，崇礼彩椒被国家知识产权局认定为地理标志证明商标。如今，在北京新发地蔬菜批发市场，万家乐供应的崇礼越夏彩椒占有很大市场优势。

“我们真的吃到了农业科技创新的甜头儿，现在范老师他们有什么新技术，我们就先试用，争做崇礼智慧农业的领头羊。”袁进莲说。