竹荪种植土壤pH值与土壤温湿度监测

一、方案介绍

竹荪，又名竹笙，是一种高端食用菌类，以其独特风味与营养价值深受市场青睐。其人工栽培过程对土壤环境的适应性要求严格，尤其是土壤pH值、土壤温度和湿度等关键因子直接影响菌丝生长与子实体形成。本方案通过部署智能化环境感知系统，实现对竹荪种植地土壤pH、温度、湿度等核心指标的连续、精准、远程监控，助力科学指导栽培管理与环境调控，提高栽培成活率和经济效益。

二、监测目标

1. 实时监测竹荪种植区域土壤pH值，掌握土壤酸碱度变化趋势；
2. 精准获取土壤温度、土壤湿度动态参数，优化菌丝阶段和出菇阶段管理策略；
3. 通过数据采集平台实现远程可视化监控和历史数据查询；
4. 为调酸改土、排水保湿等农艺措施提供数据支撑；
5. 结合4G无线通信，适配山区、林下等远程种植场景。

三、需求分析

竹荪对土壤酸碱度较为敏感，适宜的pH值通常在6.0～7.0之间。若酸碱度波动过大，易造成菌丝发育受阻，严重影响产量和品质。同时，土壤温度控制在22～28℃、湿度保持在60%以上，有助于促进菌丝扩展和出菇形成。因此，在实际生产中需建立一套稳定、精准、远程可控的监测系统，以替代传统人工判断的滞后与主观性，提升环境管控水平。

四、监测方法

通过在种植区域布设多参数土壤传感节点，实时监测目标区域土壤pH、温度、湿度。各项数据由采集主机定时读取并通过4G无线网络上传至云端平台，种植者可通过电脑端或手机端查看环境状态、历史曲线及数据报表。同时系统可根据设定阈值提供超限预警，辅助种植者及时采取调控措施。

五、应用原理

系统基于传感器测量原理与无线数据传输技术，利用电化学或光电法传感器检测土壤pH值，利用热敏与电容法探头监测土壤温湿度参数。控制主机负责信号采集、处理与远程通信。所有监测点数据统一汇入平台，由云端进行存储、可视化展现与报警处理，实现“自动监测+远程管理”的闭环控制。

六、功能特点

1. 同时监测pH值、温度、湿度三项核心指标，数据精准稳定；
2. 支持多点布设与分区管理，适应不同种植规模；
3. 内置4G通信模块，保障山区、林下、偏远地区数据实时上传；
4. 平台具备数据曲线图、趋势分析、异常预警、自动报表等功能；
5. 支持历史数据导出与图表下载，便于技术人员分析对比；
6. 具有断电续传、数据缓存与自诊断能力，保障系统稳定运行。

七、硬件清单

系统主要包括多参数土壤传感器（含pH、温度、湿度模块）、智能采集主机（带4G联网功能）、供电系统（支持市电或太阳能供电）、安装支架、远程监测平台及移动端应用程序。

八、硬件参数（量程、精度）

• 土壤pH值：测量范围3.0～9.0，精度±0.2 pH；
• 土壤温度：测量范围-40～85℃，精度±0.5℃；
• 土壤湿度：测量范围0～100%，精度±2%；
• 数据采集周期：可设置，最短60秒；
• 无线通讯方式：4G全网通，自动重连功能；
• 电源需求：DC 12V或太阳能板≥30W配储能模块。

九、方案实现

1. 选定种植区代表性位置布设监测节点，建议每1000平方米设置1套；
2. 安装完成后由技术人员配置监测频率与数据上传周期；
3. 数据上传至云平台后，用户可通过网页或APP实时查看；
4. 系统支持自定义报警阈值，超限自动通知管理人员；
5. 结合数据趋势分析，优化补水灌溉、遮阳覆土、pH调节等操作；
6. 平台端支持周期性自动生成种植环境监测报告，便于归档与优化管理策略。

十、数据分析

系统自动生成环境数据曲线图及分析报表，包括日均值变化、峰值时间分布、参数波动频率统计等内容。通过对关键阶段环境因子的分析，可评估环境调控效果、识别影响竹荪产量的主要限制因子，为持续提升栽培管理水平提供决策支持。

十一、预警决策

平台具备智能预警机制，用户可根据土壤pH、湿度和温度分别设置报警上下限。当任一指标超出设定范围，系统将通过短信、微信或平台弹窗方式实时提示异常，同时记录报警发生时间、数值与持续时长。管理人员可根据警报及时进行调酸、灌溉或保温等处理，防止不利条件对竹荪造成损害。

十二、方案优点

1. 高度集成化设备，一体化监测，安装简便，维护成本低；
2. 数据实时性强、监测精度高，适合竹荪对环境要求严苛的种植场景；
3. 支持远程平台与移动端管理，操作简洁、直观；
4. 可扩展连接其他环境监测模块（如光照、空气温湿度）；
5. 有效提高出菇整齐度和总产量，助力标准化、数字化农业建设。

十三、应用领域

本方案适用于竹荪种植基地、仿野生种植试验区、林下经济综合种植示范点等场所，也可延伸应用于银耳、猴头菇、鸡枞菌等对土壤环境要求较高的食药用菌种植项目中。

十四、效益分析

通过对土壤环境的持续监测与动态调控，可使竹荪菌丝生长更为稳定，出菇期更具规律，商品菇比例提高20%以上。同时通过自动化管理减少人力投入，降低肥水与调土投入成本，整体提升种植效益与产品品质，增强市场竞争力。

十五、国标规范

1. 《GB/T 17136-2008 土壤质量 pH值的测定 电位法》
2. 《NY/T 1121.4-2006 土壤测试规范 第4部分：土壤水分》
3. 《GB/T 28784-2012 农业物联网通用技术规范》
4. 《GB/T 20548-2006 农业环境质量监测技术规范》
5. 《GB/T 19702-2017 土壤温度测量方法》

十六、参考文献

1. 《竹荪人工栽培技术与环境调控分析》，中国食用菌
2. 《林下食药用菌土壤生态条件研究》，生态农业研究
3. 《基于物联网的土壤监测技术现状与应用》，农业装备与机械工程
4. 《设施农业精准环境监测与调控研究进展》，农业工程学报
5. 《土壤pH与真菌生长关系研究综述》，微生物学报

十七、案例分享

在福建南平某竹荪种植合作社，采用本监测方案后，对比传统经验型管理模式，出菇成功率提高26%，菇体洁白完整度显著提升，部分地块首次突破亩产60千克。平台提供的周期环境报告被用于种植指导与农业补贴申报，受到当地农业主管部门肯定，成为区域内智能种植转型典范。