人工智能辅助种植策略对温室草莓生产调控效果对比研究

摘要: 人工智能（Artificial Intelligence，AI） 辅助种植有助于提高设施园艺作物精准化管理水平、缓解日 益凸显的劳动力紧缺问题。草莓是典型的劳动密集型园艺作物，研究对比采用不同AI种植策略和关键技术 对草莓温室生产的调控效果，可对园艺作物种植的AI技术改进和产业化应用提供参考。本研究对比分析了4 个不同AI种植策略对草莓生长发育和产量及品质的调控效果，并以人工种植管理为参照，对AI种植的技术 特点和存在问题进行了分析。结果表明，知识图谱、深度学习、视觉识别、作物模型和作物生长仿真器等 技术在草莓AI种植中各有优势。其中，AI-1组采用知识图谱技术将专家经验、作物数据和环境数据进行融 合，建立了标准化草莓种植知识结构和智慧种植决策方法，对作物生产发育的调控较为稳健，以较低的投 入获得了最高产值。与人工种植管理相比，AI种植策略组的平均产量提高了1.66倍，平均产值提高了1.82 倍，最高投入产投比提高了1.27倍。针对高产优质的目标，在配备较完善的智能化设备和控制组件的温室 生产条件下，AI辅助种植能有效提高草莓种植管控的精准度，减少水肥和劳动力的投入，获得较高的收益， 但也存在对人工管理扰动的模拟难、作物本体信息采集难等问题。