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生态茶园的特点汇编(三篇)

发布时间:2023-10-09 15:05:23

绪论:一篇引人入胜的生态茶园的特点,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。

生态茶园的特点

篇1

茶园生态养鸡技术是当今生态农业的典范,在茶园当中进行鸡的生态养殖有着很多的裨益。一方面,散养的鸡可以在茶园当中通过捕食虫子和杂草满足它们的生活和生长需要,而茶园中的茶树有着比较适宜的高度,这样茶园中的鸡有着良好的生活环境可以免受风雨和暴晒,这里的鸡也是未经过人工手段养殖的无公害的草鸡。此外,不但用鸡解决了茶园的杂草和虫害的问题,鸡的粪便同样能够获得再利用,在茶树的根部充当天然的肥料,这种肥料避免了来自人工化肥的环境问题,保证了茶园的生态环境,同时还能够确保茶树能够茁壮的成长,茶叶的品质也能够得到很好的保证。

1 茶园区位的确定

茶园位置的选择比较重要,一般来说那些低龄的茶园有着比较适宜发展的条件,当然如果没有低龄茶园,较为平缓的山坡和平坦地形之上种植的茶园也是可以作为选择目标的。茶园的选择中对于污染的控制是十分重要的,一定要避免存在于工厂的主要矿产周围,和公路主干线周围进行生态养鸡。同时,茶园中最好拥有一些水源带,例如说河沟,水塘和一些流过茶园的小溪流都是很不错的。并且茶园中最好能够防止外来动物进入茶园的防护措施,都可以为这个茶园增色不少。本文中的养鸡试验选取的地址是临海市涌泉镇兰田茶场,就比较符合实验的要求。

2 茶园的管理和处置

2.1 园地的前期规划 在前期的规划中控制合适的养殖面积十分重要,因地制宜是首要的原则,一般来说每15亩的茶园当中可以安置一个鸡舍,这个鸡舍的面积可以根据实际情况进行安排,但一般设置不少于40平方米也不能多于50平方米,这样可以保证400只鸡的正常生活需要,前期建设时还应配备鸡的自动饮水装置,可以从一开始就减少人力的投入。鸡舍位置的选择也很重要,一般选择那些距离茶园比较近有利于鸡的活动和收捡鸡蛋能够方便进行的位置。临海市涌泉镇兰田茶场地形非常优越,是一个较为平缓的山坡,有利于鸡群的活动和觅食,这样对于整个生态农业的展开有很大的帮助。

2.2 茶园的实际管理

2.2.1 加强除草工作 茶园应当适时的安排人力进行除草工作,对于那些恶心的杂草要及时进行铲除,将茶园病虫害的发生从源头处予以截断。这个除草的过程一般安排在天气较为寒冷的秋冬季进行,除草过程当中还可以安排对于茶园的施肥。虽然说鸡的粪便可以作为肥料使用,茶园的施肥同样重要,在选择肥料时应当根据茶树所需要的化学元素组成和鸡的粪便当中已有的肥料进行选择,生态茶园的施肥选择也不应该和传统的茶园一样,需要灵活的进行。施肥的种类也应当尽可能的生态保护化,尽量选择环保的农家肥,在必要的时候也可以考虑使用有机肥料。

2.2.2 开展茶园病虫害防治工作 茶园病虫害的防治工作应当切实有效地开展,真正意义上的做到防患于未然。根据无公害生产对于各个生产环节提出的要求,立足于整个茶园的生态体系,以农业防治作为基础,并考虑将新兴的农业防治技术带入到茶园生态农业当中去,例如说生物防治技术和物理防治技术,最终目的是创造出一个不利于病虫的滋生而有利于各种害虫的天敌进行繁衍的环境,保证茶园具有很高的生物多样性,茶园的生态平衡也可以大大的加强。茶树的修剪也有很深的学问,茶树的下部枝叶最好都予以清除,这样可以方便鸡进行活动。同时,这种专门为生态养鸡设计的修剪模式可以让整个茶园的通风和透光的能力能够大大的加强,整个茶园的生态环境得以大大的改善,更加有利于茶树的生长。对于种植密度较大的茶园,应定期对茶树的边缘进行修剪,这样可以保证茶树之间有着20多厘米的间隙,鸡的活动和工作人员对于茶树的定期清理工作也能更加的方便。

3 关键技术环节

3.1 鸡舍的建造这段可以删

3.1.1 育雏室和避雨棚的建造 育雏室的面积有着一定的限制,过大的面积和过小的面积都不利于幼雏的生长发育,育雏室的面积可以根据小鸡的饲养量进行确定,一般来说每30只的幼雏可以设置一平方米的育雏室。育雏室的环境条件很苛刻,要求做到避风向阳,地形和地势相对来说比较平缓的地方,地面应当保持干燥,还应有充足的水源供应。交通便利也是需要考量的因素,因为良好的交通位置有利于幼雏成长之后的及时放养。避雨棚应当在育雏区的外部设立,防止鸡群在成长的过程中受到风雨的侵害。

3.1.2 鸡舍的建设 根据不同茶园的不同的地形特点,应当建立不同的鸡舍。尽量保证鸡舍能够坐北朝南有着很好的生态环境,此外和育雏室的生活环境要求相似,鸡舍中一定要足够的干燥,水电也应该保持通畅。另外需要特殊注意的是需要在鸡舍的顶部悬挂几盏白炽灯,有利于维持鸡舍内的照明并且为鸡舍提供照明和一些温度上的保障。

3.2 鸡种类的选取

茶园中的鸡种选择很关键,最好可以选取适应能力较强,抗病能力出众的本地三黄鸡种。

3.3 饲养管理中的注意点

3.3.1 雏鸡的管理和监控 刚刚出壳的幼鸡对于温度的要求很高,第一周出生时由于幼鸡身上的羽毛还未曾发育完全需要在鸡棚中提供比较高的温度,一般在35摄氏度为宜,这样有助于保证雏鸡的生长发育所需要的热量。随着雏鸡的生长,室温可以逐步的降低。在雏鸡的发育阶段应当给予正规厂家生产的专业的雏鸡饲料精心饲喂,雏鸡的营养才能够得到各种均衡的保证。雏鸡生长到60天后可以完成从专业的饲料到自有饲料的过度。

3.3.2 放养的规模控制 雏鸡生长到45天时时放养的黄金时段,但必须根据天气的情况制定合理的放养计划。一般在晴天的中午,气温最高的时候进行放养的初始步骤,通过饲养人员的意向性喂食,可以诱导雏鸡到棚外进行活动。本文中所选取的临海市涌泉镇兰田茶场在山茶花快结束时放养有很好的气候条件支持,可以有一定的指导意义。夜晚熄灯之后可以讲地上的鸡捉放到用于鸡休息的鸡架之上,避免鸡在室外受到寒气的侵袭。

4 总结

茶园生态养鸡技术对于生态农业的推广有着重大的指示意义,这种生态农业模式有着很好的可操作性,能够做到生态农业的经济效益和生态环境的保护两者共同发展的强大优势。同时生态环境的保护又能够为可持续发展提供很好的借鉴意义。在茶园生态技术当中对于茶树的种植区的选择和养鸡技术的工作有着很高的要求,不能按照单一的茶树生长条件和鸡的生长环境进行单一的整合和统一,而应当根据实际情况为两者达成协调一致的和谐发展模式创造条件。

参考文献

篇2

普洱市是普洱茶的故乡,是世界茶树原生地的中心地带和茶树资源最重要的宝库,被誉为“世界茶源・中国茶城・普洱茶都”,普洱茶栽培的有云抗10号、云抗100号、云抗14号、长叶白毫、矮丰、云瑰、云梅、紫娟等十多个品种,种植面积达325万亩,实现茶产业总产值21.7亿元。茶叶生产是全市的第一支柱产业。随着经济社会的不断发展,人们对茶叶质量提出了更高要求,既要色、香、味、形俱佳,又要茶叶卫生安全。为适应市场需求,发展无公害茶叶生产,以生态型、健康型为目标。近年来,茶叶进口国对茶叶农药残留提出更严格的要求,做好无公害普洱茶园病虫草害的综合防治工作,有利于促进普洱茶业的可持续发展。

1 茶园病虫草害的调查

1.1 茶树叶片和枝干病害 茶炭疽病的危害症状:主要发生在成叶和老叶上,病斑多发生在叶缘和叶尖,病斑与健康部分界限明显,病斑边缘有深褐色隆起线,病斑部质脆,病叶易脱落。发生规律:分别在5~6月梅雨期和8~10月秋季,尤其以秋季发生最多。

茶饼病的危害症状:嫩叶上初发病为淡黄色透明小点,以后渐扩大并下陷成淡黄褐色的圆形病斑,叶背病斑呈饼状突起,并生有灰白色粉状物,较严重时,形成穿孔。发生规律:春季3~5月,秋季9~10月,气温在18~20℃,相对湿度在85%以上,阴雨多湿的条件下,容易发病。

茶芽枯病的危害症状:初在叶尖或叶缘产生淡黄色或黄褐色病斑,后扩展呈不规则形,病健边缘不明显。后期病部表面散生黑色细小粒点,以叶正面居多,感病叶片易破碎、扭曲,幼芽、鳞、鱼叶均可变褐,病芽萎缩不能伸展,后期呈黑褐色枯焦状。发生规律:春茶萌芽期,产生分子孢子并随风雨传播,侵染度大时为发病盛期。6月中旬以后,病害发展受

抑制。

地衣苔藓的危害症状:地衣是一种叶状体,青灰色,分为叶状地衣、壳状地衣、枝状地衣3种。叶状地衣扁平,形状似叶片,平铺在枝干的表面,紧紧贴在茶树枝干皮上,难以剥离。苔藓是一种具有绿色假叶和假茎的植物,能进行光合作用,靠丝状的假根附着于茶树枝干,吸收水分和养分。发生规律:在5~6月温暖潮湿的季节生长最盛,进入高温炎热的夏季,生长很慢,秋季气温下降,苔藓、地衣又开始扩展,直至冬季才停滞下来。老茶园树势衰弱,树皮粗糙易发病。苔藓多发生在阴湿的茶园,地衣则在山地茶园发生较多。管理粗放,杂草丛生,土壤黏重及湿气滞留的茶园发病重。

茶园根结线虫的病害症状:茶苗根结线虫集中在土壤表层10~30M范围内,受害根系成大小不等的瘤状物,畸形,须根少,病根很脆,容易折断,叶片发黄,干旱时引起大量落叶,以致枯死。发生规律:翌春气温上升至10℃以上时,线虫开始活动,二龄幼虫从卵壳中爬出,经流水、农具传播致茶幼嫩根尖侵入,吸取汁液并刺激组织形成虫瘿。

1.2 茶树主要害虫 小绿叶蝉的危害特点:以若虫、成虫刺吸嫩梢芽叶汁液,雌成虫在嫩梢内产卵,芽叶受害后表现凋萎,叶脉变红,叶尖叶缘枯焦,节间短缩,质地变脆。发生规律:高峰期在4~6月份和8~9月份。

茶黄蓟马的危害特点:在旱季发生,成虫、若虫均以锉吸式口器吸嫩叶汁液,集中危害芽。发生规律:生长季节一般10多天可完成1代。全年以9~11月间危害最重。

茶蚜的危害特点:嫩梢,受害芽叶萎缩,生长停止,甚至枯萎,它们的排泄可招致霉菌寄生。发生规律:气温16~20℃,相对湿度70%适于茶蚜发生,在4~5月发生较多。

茶盲蝽的危害特点:以成虫、若虫刺吸幼嫩芽叶,受害后芽面呈现红点,芽梢弯曲。发生规律:在5~7月发生较多。

茶黑毒蛾的危害特点:幼虫取食茶树成叶和嫩叶,咀食成缺刻或孔洞,严重时吃光叶片,嫩梢,影响产量和质量。发生规律:在6~10月发生较多。

茶毛虫(痒辣子)的危害特点:取食叶片形成缺刻,危害严重时芽、叶、花、幼果都被吃光,影响树势和产量。发生规律:5~9月发生较多。

茶尺蠖的危害特点:咬食嫩叶边缘呈网状半透明膜斑,后期幼虫常将叶片咬食成较大而光滑的“C”形缺刻。发生规律:翌年3月成虫羽化,第一代幼虫4月上中旬发生,世代重叠。

茶树介壳虫类的危害特点:蚧类以若虫、雌成虫聚集于茶树枝叶上,用针状口器吸取茶树汁液为害,使茶树丧失营养和水分。还分泌大量密露,引发茶煤烟病。发生规律:翌年4~5月产卵,雌虫具有陆续孕卵、产卵习性,卵产于介壳虫体下。6~8月若虫大量出现,雄虫多在叶片主脉上。8月下旬至10月雄成虫羽化。

1.3 茶园杂草 茶园中的杂草种类多,据调查有70多种,在茶园中常见的有灌木类:紫茎泽兰、飞机草。藤类:葛根藤、葛麻藤。竹类:小苦竹、刺竹、小黄竹。蕨类:毛蕨、小黄蕨。其它的有扫把灭、毛草、水草、节节草(鼻管草)、竹桐草、辣子草、狗尾草、稗草、马唐、牛筋草、碎米沙草等。

2 茶园病虫草害的综合防治技术措施

2.1 农业防治 改善茶园生态环境,发挥茶园自然调控能力。茶园是茶树有害生物和有益生物种群的栖息环境,所以在茶园里搭配种植樱桃树、香樟树、水冬瓜树、木姜子树、天竹桂树、玉兰花树、香椿树、酸苔树;增加茶园生态系统的生物多样性,促进茶园生态系统内在物质和能量的循环,达到茶园系统中种群的平衡。

2.1.1 茶园冬季清园 每年10月至翌年2月是茶树的休眠期,在这段时间茶叶已基本停采,茶工的主要工作是进行茶园除草,人工用割草机切割灌木类、藤类、竹类、蕨类,开始茶园修剪封园,对于部份管理粗放的茶园修剪时,要疏枝,重修剪或台割,培植复壮树势。对于病虫害严重的茶园,采取清蔸亮脚的办法剪除茶丛下部的枯枝、纤弱枝、病虫枝、地衣、苔藓、膏药病、菟丝子以及害虫的卵块、虫茧、虫护囊。清理集中烧毁,然后用45%晶体石流合剂600g/667O,兑水51K/667O喷施茶树一次,防治剪口病菌感染,消灭越冬病

虫源。

2.1.2 深翻晒垡,合理施肥 每年11月至翌年1月要进行茶园深翻晒垡,加快茶园土壤的熟化,促进土壤微生物的活动和有机质的分解,改善土壤通透性,提高土壤温度。结合茶园深翻并开挖施肥沟,根据茶园土壤肥力和PH值来确定施肥种类和亩施用数量,冬季施足基肥,主要以有机肥、农家肥、油枯饼为主,配施磷肥和钾肥,一般的施用量:用有机肥或油枯饼120K/667O,农家肥250K/667O,过磷酸钙或钙镁磷肥50K/667O,钾肥10K/667O,到5月底至6月初,雨水来临,土壤湿润,进入夏季施追肥,主要以尿素、复合肥为主,一般的施用量:尿素15K/667O或复合肥20K/667O,施追肥要培土覆盖,避免氮素挥发而影响肥效,同时会引来吸汁性害虫(如茶小绿叶蝉、茶蚜)的发生。

2.1.3 适时采摘 根据古茶园、老品种茶园、云抗10号茶园、云抗100号茶园的采摘要求,如果来年开春早,提早开园分批及时采摘,做到采留结合,兼顾采摘质量。通过采摘对茶小绿叶蝉、茶蚜、茶黄蓟马有一定的控制效果,减少害虫基数。夏秋季节,病虫害多,做到少留叶多采摘,适当推迟封园

时间。

2.2 物理防治 在茶园病虫草害物理防治中,利用害虫的趋性,用杀虫灯诱杀黑毒蛾、茶刺蛾;用蓝黄虫板诱杀茶叶小绿叶蝉、茶黄蓟马、人工人捕杀茶盲蝽、茶尺蠖虫茧、茶毛虫卵块、茶黑毒刺蛾虫苞;利用茶叶小绿叶蝉、茶象甲的假死性,6月中旬在茶树冠下用簸箕或塑料薄膜盛接,然后震荡茶树,将假死的成虫收集;用竹刀人工刮除茶树枝干上的蜡蚧类害虫、地衣、苔藓、菟丝子,最后集中烧毁。

2.3 生物防治

2.3.1 在茶园病虫害防治中推广使用生物农药 茶园中的茶尺蠖、茶毛虫、茶黑毒蛾和茶蚕等害虫用苏云金杆菌(Bt)、白僵菌、茶尺蠖核型多角体病毒制剂来防治。茶蚜、茶螨类、茶蚧类、茶盲蝽等用辣椒水,烟草水,除虫菊,鱼藤酮,印楝素,植物油乳剂,矿物油乳剂,松脂合剂,洗涤剂水等防治。

2.3.2 运用生态学原理,利用食草食虫动物进行生物防治 运用生态学原理,利用捕食者和被食者的关系来防治茶园里的虫害和草害,在茶园中种植的高层树种:樱桃树,香樟树,水冬瓜树,木姜子树,天竹桂树,玉兰树,香椿树,桂花树,给天敌:草蛉、瓢虫、蜘蛛、捕食螨和赤眼蜂等有益生物创造栖息环境。

中层的茶树和害虫,下层的杂草、害虫和微生物,利用食草食虫动物进行生物防治。在茶园中有选择性的放养黄牛、山羊、毛驴、旱鸭、鹅、火鸡、珍珠鸡、土杂鸡;茶树中的害虫是天敌和鸡的食物,茶树下层的部分杂草是黄牛、山羊、毛驴的食物,最后黄牛、山羊、毛驴、旱鸭、鹅、鸡的粪便回归于茶园,促进土壤生物的活动,加快有机质的分解,减少农药用量,提高土壤肥力,提高茶叶品质,是立体循环的生态系统。

2.4 化学农药防治

2.4.1 严格遵守农药的使用准则 严格按照农业部制定的行业标准,茶园病虫害的防治指标、防治适期,推荐使用的农药及剂型;实行主要害虫和次要害虫兼治,应用农药合理混用技术,达到一药多治的目的,减少农药使用次数和用量。按现行茶园中适用农药安全使用标准,严格控制农药施用量和安全间隔期。

2.4.2 加强预测预报,抓住防治的关键时期 根据不同茶园病虫草害的种类,发生时期,发生数量,确定防治对象。茶小绿叶蝉掌握在若虫数量上升时用药,黑刺粉虱在若虫盛期用药,黑毒刺蛾在卵孵化后期至3龄前用药,达到防治的目的。

2.4.3 合理选用农药 在茶园病虫草害防治过程中,应选用高效,低毒、低残留、易降解的农药。推广使用苏云金杆菌(Bt),苦参碱,印楝素等生物农药和植物性农药,结合应用啶虫脒类,吡虫啉类,联苯菊酯类,苯醚甲环唑类等化学农药。在生产中因病因虫施药。茶炭疽病在夏季5~6月或秋季8~10月,用百菌清100g/667O,兑水51K/667O;茶饼病,春季在3~5月,秋季在9~10月用百菌清100g/667O,兑水51K/667O;茶芽枯病在3~4月,用甲基托津100g/667O,兑水51K/667O;地衣、苔藓、菟丝子在冬季清园后用松脂酸钠450g/667O,兑水51K/667O;绿叶蝉在4~6月或8~9月,用联苯菊酯60ml/667O,兑水51K/667O;蓟马在8~11月,用啶虫脒45g/667O,兑水51K/667O;蚜虫在4~5月用吡虫啉36g/667O,兑水51K/667O;盲蝽在5~7月,用高效氯氟氰菊酯60ml/667O,兑水51K/667O;茶黑毒蛾在6~10月,用联苯菊酯60ml/667O,兑水51K/667O;茶毛虫在5~9月,用联苯菊酯60ml/667O,兑水51K/667O;茶尺蠖在3~4月,用溴氰菊酯60ml/667O,兑水51K/667O;介壳虫类,在冬季用松脂酸钠450g/667O,兑水51K/667O喷茶树干,春季4~5月用吡虫啉36g/667O,兑水51K/667O。在5~6月,是茶园杂草的萌发期和生长期,在这个时期,生产上选用莠去津300ml/667O,兑水51K/667O,向土壤喷雾杀灭小草和控制草籽萌发;6月~9月是茶园杂草的旺长期,在这个时期,选用百草枯360ml/667O,兑水51K/667O,定向喷雾,杀死杂草。

2.4.4 提高农药使用技术 准确掌握农药用药量,液体农药用量筒或量杯量取农药;固体可湿性粉剂用天平称称量农药,对于用量低的农药,要进行两次稀释,做到均匀喷雾,防止漏喷,达到防治效果。

参考文献

[1] 李锐等.茶园生态建设的几种模式.云南农业2002(11):18

[2] 方华春.无公害茶园生产技术研究综述.茶叶科学技术2002(2):1-3

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中图分类号:S431.9+S435.711 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2014)04-0012-04

中国是茶叶之乡,茶在人们日常生活中占有重要地位,随着生活水平的提高,茶叶的需求量日益增加,对茶叶品质的要求日益提高,茶叶经济正进入快速发展阶段。在这个大背景下,茶叶生产有了新的特点:①出现了大规模的茶叶企业。如:安徽省宣郎广茶业总公司拥有茶园面积1 400 hm2,福安市农垦茶业有限公司的茶园面积超过400 hm2。如何有效管理如此大规模的茶园,是茶企业亟需解决的问题。②社会对优质茶叶的需求日益增加。有机茶、无公害茶、绿色食品茶的生产都对农药和化肥的使用情况以及生长环境作了严格要求,如何在限制农药、化肥的使用且不破坏茶园生态环境的条件下保证优质茶叶的产出,是茶叶生产面临的新问题。③茶园病虫害问题仍然严重。病虫害是优质茶叶生产的重要威胁,据统计,一般病虫害会导致茶叶减产10%~20%[1],而大规模病虫害带来的损失更大。茶园规模扩大,农药限制使用,都加大了茶园病虫害防治的困难性。

本文即针对上述问题设计了茶园病虫害智能监测系统,以求在智能农业的思路上寻找解决问题的新途径。该系统将茶园作为一个整体,通过摄像头、传感器和气象站的多方位监测,动态显示茶园视频图像和各环境因子的变化情况,从而对病虫害进行预测预警,为优质茶叶的生产提供技术支持。

1 智能监测系统的总体设计

目前对大田作物长势和病虫害的观测仍然广泛依靠人力,这使得茶园企业面临日益增加的人工成本压力。另一方面,对病虫害预测预警的探索集中在GIS(地理信息系统)的应用上[2~4]。通过GIS可以有效地进行病虫害预测的区域性分析,防止病虫害的大范围发生和扩散。但GIS的特点也决定了利用其对病虫害预测预警具有先天时效性不足的缺陷。因而,GIS更适用于政府部门面向区域农业预测信息。

茶园病虫害智能监测系统则是针对每个茶园的生产管理而设计的,可通过多链路视频监视单元对茶树长势、叶表病虫害情况进行监视,根据病虫害特征及时调整防治措施。同时,土壤传感器和气象站实时监测记录茶园环境因子的变化动态,当环境条件有利于病虫害发生时发出预警信息,以方便工作人员加强监测并采取应对措施。

茶园病虫害智能监测系统按照三层架构[5],分别为信息感知层、信息传输层和应用层(见图1)。

图1 茶园病虫害智能监测系统架构

本文中系统感知层的建设分为视频监视和环境监测两部分,包括视频监视单元、水分传感器、土壤电导率传感器、土壤养分检测仪、生物传感器、农业气象站等。此外,该层的建设还包括制定传感器量程规范、面向茶园应用的传感器的接口规范以及与各种网络、总线接口的专用集成电路规范。

传输层主要实现信息的可靠和安全传输,包括网络传输标准及有线网络和无线网络的建设。茶园智能监测系统在视频监视环节使用有线网络,在环境监测环节使用无线网络。

应用层主要实现信息的存储、利用和服务,按功能分三层架构:①数据中心将传输层传递来的数据存储到数据库,包括数据库建设、数据标准建设,应用标准接口建设;②分析中心对数据库中的数据加工利用,分析病虫害图像、生态环境指数、病虫害易发生指标,从而得到直观的、有价值的信息;③监视中心将信息传达给用户,通过多屏幕联动显示监测信息,并将预警信息通过App或者短信发送到移动终端。

根据设计目标,茶园病虫害智能监测系统可实现两个功能:病虫害的视频监视和环境因子的动态监测。

2 病虫害视频监视

病虫害视频监视模块通过分散布置于茶园中的高清监视节点实时观察茶树叶表疾病和虫害迹象。该模块按照智能监测系统的三层架构进行建设:信息感知层进行监视节点的建设,信息传输层进行有线传输网络的建设,应用层建设服务平台以展示视频监视结果。

2.1 监视节点的布设

设置的监视节点要能充分观察到茶园病虫害的发生迹象,因此,需依照茶园病虫害的特征进行科学布置。

茶园常见病虫害,如假眼小绿叶蝉、茶尺蠖、茶毛虫、茶橙瘿螨、茶芽枯病、茶炭疽病等[6],存在4个显著特征:多数害虫具有群居性;幼虫多居于叶片背面;虫害发生时叶子呈焦枯、萎缩或被啃食状,虫害越严重越明显;病害发生时叶子出现病斑,随着病害加重特征越明显。

根据上述特征,可以在茶园定点安放摄像装置,观察局域茶叶背面病虫害发生迹象,从而对大范围病虫害发生情况进行推理。叶子焦枯、萎缩和被啃食状的情况可以通过大范围的监视节点发现。因此,本系统将监视节点分为远景监视节点和近景监视节点。远景监视节点(见图2)采用可旋转、高变焦摄像装置,布置在高4~5 m的立杆上,用于观察大范围的茶树生长状况及病虫害发

图2 远景监视节点

生时叶子的异常情况。近景监视节点采用高微距摄像装置,布置在高0.5~1.0 m的支架上,用于观察叶片背面和茎部出现的害虫虫卵和幼虫。预期在每6 667 m2茶园面积中布设远景监视节点3个,近景监视节点9个(见图3)。

图3 茶园监控节点设计

2.2 有线传输网络

视频监视数据量大,且要求监视节点传送高精度、高质量的视频图像,这提高了系统对网络带宽的要求。

CAN(Controller Area Network,控制器局域网)总线是目前国内外大型农机设备普遍采用的一种标准总线,是一种有效支持分布式或实时控制的串行通信网络。CAN总线实时性强,可靠性高,抗干扰能力强。茶园病虫害视频监视系统使用基于CAN总线的数据采集技术和基于Internet的远程数据传输技术以实现远程茶园视频监视(见图4)。

图4 CAN总线控制系统总体结构[7]

2.3 服务平台

茶园病虫害视频监视系统的服务平台建设包括数据库、知识库以及图像分析系统、监视中心的建设。

数据库抽样记录监视视频中的典型茶叶图像,注明记录日期和时间;知识库记录典型的病虫害信息及应对措施。图像分析系统按照机器视觉方法自动分析数据库中的茶叶图像,将结果在知识库中进行比对,根据知识库检索的结果向监视中心发送反馈信息。监视中心通过多路显示屏实时显示现场监视节点传来的图像及图像分析系统的分析结果,并通过短信平台及时向负责人发送预警信息。

3 生态环境因子的动态监测

人们对茶叶品质要求的不断提升促使茶叶生产更加规范,并对生产环境及田间管理各环节提出了更高的要求。

通过视频监视可以及时了解茶园病虫害的发生情况,并采取相应的防治措施,从而避免大规模的大量用药。而对茶园生态环境因子的监测可以使茶园的田间管理更具针对性,满足高品质茶叶生产的生态要求,并且能在环境条件易于发生病虫害时发出预警。

茶园生态环境监测模块包括监测节点、无线传感网络、服务平台。

3.1 监测节点

包括传感器和气象站。传感器又分为:①土壤水分传感器:监测土壤水分变化,对茶树生长、农田小气候以及土壤的机械性能有重要作用。②土壤电导率传感器:获取土壤电导率值,对分析土壤环境具有一定意义。土壤电导率与土壤有机物含量、粘土层深度、水分保持能力有密切关系[5]。③土壤养分检测仪:主要检测土壤中氮(N)、磷(P)、钾(K)的含量。这三种元素是作物生长的必需营养元素,也是肥料的主要组成成分,对其含量的检测不仅能够保证茶树生长所需的养分,也能防止过度使用化肥,减轻对生态环境的破坏。④生物传感器:可用于农药的检测和分析[8],有利于保护茶园生态环境,生产高品质茶叶。

气象站可以对空气温度、湿度及光照强度、风速、风向、降雨量等农业气象情况进行监测。这些信息的获取有助于掌握茶园作物生长环境,对病虫害预测预警。

3.2 无线传感网络

WSN(无线传感器网络)是一种无中心节点的全分布系统。通过随机投放的方式,众多传感器节点被密集部署于监控区域。这些传感器节点集成有传感器、数据处理单元、通信模块和能源单元,它们通过无线信道相连,自组织地构成网络系统[5]。

本研究在茶园生态环境监测模块中使用ZigBee技术布置无线传感网络。ZigBee技术具有自动组网、网络容量大、工作频段灵活、数据传输速率低、模块功耗低、成本低的特点[9],十分适于对茶园环境的监测。

3.3 服务平台

茶园生态环境监测模块与茶园病虫害视频监视模块共用服务平台,包括数据库和知识库、环境与病虫害分析系统、监视中心。数据库记录传感网络监测的环境数据。知识库记录环境模型与相应方案。环境与病虫害分析系统根据监测数据在知识库中检索,得到分析结果。监视中心展示监测数据和分析结果,对重点情况通过短信平台向农户发送预警短信。

4 结 语

本文针对茶园环境设计了一套茶园病虫害智能监测系统。该系统面向优质茶园,旨在通过对病虫害发生状况的监测,有针对性的防治,避免过量使用农药而造成的污染和生态破坏。该系统的病虫害视频监视模块通过视频监视及时发现病虫害迹象,生态环境监测模块通过传感器和气象站获取茶园环境信息,合理运筹水肥管理,预测病虫害。该系统具有一定的先进性,但在视频监视节点的布置上仍需进一步实验。

参 考 文 献:

[1] 潘超娅,张午,童浚超,等.茶园病虫害标本系统的实现与意义[J].计算机光盘软件与应用,2012(19):26-28.

[2] 洪波,张锋,李英梅,等.GIS在农业病虫害预警研究中的应用[J]. 陕西农业科学,2011(3):170-173.

[3] 罗,黄文江,韦朝领,等.基于GIS的农作物病虫害预警系统的初步建立[J]. 农业工程学报,2008,24(12):127-131.

[4] 张谷丰,朱叶芹,翟保平.基于WebGIS的农作物病虫害预警系统[J].农业工程学报,2007,23(12):176-181.

[5] 李道亮.农业物联网导论[M].北京:科学出版社,2012.

[6] 卢振辉. 有机茶生产技术――有机茶园病虫害的控制[J].林业科技开发,2002,16(3):67.

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