前言
面對(duì)全球氣候惡劣的變化以及未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的威脅，各國(guó)都在著力建設(shè)自己國(guó)家的種子資源庫(kù)用以本國(guó)農(nóng)業(yè)物種的延續(xù)，如泰國(guó)建立的“大米基因銀行”種子庫(kù)，保存著2.4萬(wàn)種水稻種子，挪威興建的“全球種子庫(kù)”有人類農(nóng)業(yè)的諾亞方舟之稱，中國(guó)最大的種子資源庫(kù)在昆明建成；種子是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，它具有生命力，是一種特殊商品。是農(nóng)業(yè)發(fā)展的核心推動(dòng)力，是穩(wěn)定糧食生產(chǎn)、發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的“制高點(diǎn)”良種有力推動(dòng)糧食增產(chǎn)。
強(qiáng)化種子信息化管理措施提高優(yōu)良品種的利用率，管理單位應(yīng)該對(duì)種子的生產(chǎn)、加工、包裝、檢驗(yàn)、存儲(chǔ)一系列程序的質(zhì)量監(jiān)督規(guī)范化，堅(jiān)決杜絕假、劣種子進(jìn)入市場(chǎng)。在信息化技術(shù)高速發(fā)展的今天，如何利用先進(jìn)的信息化技術(shù)提高種子資源管理水平已經(jīng)成為極為迫切的需求。隨著近幾年RFID無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的快速發(fā)展與應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外種子資源公司開(kāi)始應(yīng)用RFID技術(shù)管理種子資源庫(kù)，美國(guó)孟山都、法國(guó)利瑪格蘭以及國(guó)內(nèi)的萬(wàn)向德農(nóng)、登海種業(yè)等國(guó)內(nèi)外大型種子公司開(kāi)始采用RFID無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)對(duì)種子的生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、貯藏、包裝、檢和衛(wèi)生等各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施全程監(jiān)控與可追溯。
1、我國(guó)種子行業(yè)發(fā)展
從2000年底《種子法》頒布至今，種子行業(yè)開(kāi)始真正進(jìn)入市場(chǎng)化的階段。國(guó)家取消了對(duì)主要作物種子的管制，打破了原國(guó)有種子公司一統(tǒng)天下的局面，各類民營(yíng)種子企業(yè)紛紛成立、外資種子公司進(jìn)入我國(guó)，拉開(kāi)了中國(guó)種業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)的序幕。種子按照經(jīng)營(yíng)品種劃分，可以分為糧食作物種子（玉米、水稻、大豆、小麥等）、經(jīng)濟(jì)作物種子、蔬菜瓜果種子和花卉種子等。玉米種子、水稻種子商品化高。我國(guó)種子市場(chǎng)價(jià)值從2001年200億元增長(zhǎng)到目前的500多億元，我國(guó)已成為僅次于美國(guó)的第二大種業(yè)市場(chǎng)。
2、種子資源庫(kù)設(shè)計(jì)要求
2.1、種子庫(kù)分類：
種子庫(kù)是用于儲(chǔ)藏重要的物種資源特殊倉(cāng)庫(kù)，貯藏環(huán)境（主要指溫度和濕度）對(duì)種子的壽命影響很大。根據(jù)庫(kù)內(nèi)溫、濕度環(huán)境的不同，傳統(tǒng)型種子貯藏建筑可分為4類:
2.2、種子庫(kù)設(shè)計(jì)依據(jù)：
種子壽命指種子在一定環(huán)境條件下所能保持生活力的期限。遺傳性、發(fā)育環(huán)境決定了種子固有壽命的長(zhǎng)短；收獲、干燥、加工情況、貯藏條件決定了種子的老化速度。依貯藏行為，農(nóng)作物種子分為傳統(tǒng)型（orthodox seed）、 頑拗型（recalcitrant seed） 和中間型（middle seed）種子。對(duì)于傳統(tǒng)型種子的貯藏，關(guān)鍵在于控制種子水分和貯藏溫度，只要其中有一項(xiàng)是低的，就能夠能夠延長(zhǎng)種子的貯藏壽命。Harrington提出如下準(zhǔn)則：
1）種子含水量在 5~14%范圍內(nèi)，每降低1%，種子壽命延長(zhǎng)1倍；
2）貯藏溫度在 1~50℃ 范圍內(nèi)，每降低 5.6℃（100F），種子壽命也延長(zhǎng)1倍。貯藏時(shí)，不同種子間的差異可以忽略，因此大多數(shù)種類的種子可以被貯存在標(biāo)準(zhǔn)條件下。
3）首先，入庫(kù)之前必須對(duì)種子進(jìn)行干燥，降低種子含水率。干燥溫度過(guò)高會(huì)損傷種子，而且濕種子耐高溫能力低于干燥種子。
IBPGR咨詢委員會(huì)（IBPGR Advisory Committee）推薦種子貯藏的干燥條件為：溫度15℃（59°F）、相對(duì)濕度10~15%。對(duì)于不用長(zhǎng)期儲(chǔ)存的種子，丹麥森林研究中心（The DANIDA Forest Research Centre）推薦最高干燥溫度為30~35℃，使得種子含水量降到10~12%。
4）其次，貯藏過(guò)程中應(yīng)當(dāng)保證適當(dāng)?shù)馁A藏溫度和相對(duì)濕度。水分和溫度這兩個(gè)關(guān)鍵因素是相輔相成的，低溫保存種子必須結(jié)合較低的含水量和空氣相對(duì)濕度；高溫條件下，即使在安全含水量的種子也會(huì)老化較快。Harrington認(rèn)為種子安全貯藏（<5年）指標(biāo)是：RH%+?F ≤100。
5）生產(chǎn)中要對(duì)種子壽命特別是長(zhǎng)壽命種子進(jìn)行測(cè)定，要經(jīng)歷極長(zhǎng)時(shí)間，常需要預(yù)測(cè)。目前對(duì)古老種子壽命的估算，是利用14C同位素進(jìn)行；對(duì)種子未來(lái)壽命的預(yù)測(cè)，常用數(shù)理統(tǒng)計(jì)進(jìn)行推測(cè)。
6）成功的種子儲(chǔ)藏需要關(guān)注儲(chǔ)藏的全過(guò)程，即種子從母株成熟開(kāi)始到播種為止的全過(guò)程。
2.3、RFID在種子資源庫(kù)應(yīng)用注意的問(wèn)題：
1）溫度，RFID電子標(biāo)簽應(yīng)用在種子資源庫(kù)中，保存溫度在-20℃～+60℃，工作溫度在-20℃～+60℃，如應(yīng)用在特殊超低溫環(huán)境下，RFID電子標(biāo)簽需要特殊設(shè)計(jì)。
2）RFID讀寫(xiě)設(shè)備的工作溫度, 保存溫度在-20℃～+80℃，工作溫度在-10℃～+60℃，如應(yīng)用在特殊超低溫環(huán)境下，RFID讀寫(xiě)設(shè)備需要特殊設(shè)計(jì)。
3）RFID工作環(huán)境要求盡量避免,金屬物體、液體對(duì)RFID信號(hào)有衰減甚至阻隔。所以在項(xiàng)目方案實(shí)施中對(duì)標(biāo)簽、天線的選擇布置正確與否關(guān)系到項(xiàng)目最終實(shí)施效果。
2.4、種子包裝袋的要求：
市面上常見(jiàn)的種子包裝袋有塑料袋、鋁箔袋、紙塑復(fù)合袋、編織袋、牛皮紙袋等，由于金屬材料對(duì)RFID信號(hào)有屏蔽，在制作帶有RFID標(biāo)簽的種子包裝袋時(shí)盡可能的選擇非金屬材料的包裝袋，如特別需要采用金屬材料的包裝袋，在RFID標(biāo)簽選擇上，必須采用抗金屬的RFID標(biāo)簽。
2.5、種子資源庫(kù)貨架的設(shè)計(jì)
可以根據(jù)種子資源庫(kù)種子管理擺放陳列要求，以及便于RFID技術(shù)在種子資源庫(kù)發(fā)揮更好的無(wú)線射頻讀取的優(yōu)勢(shì)特性。可以采用定制的金屬貨架以及種子資源管理密集架。
2.5.1、貨架型式設(shè)計(jì)
需要更大的庫(kù)房滿足種子資源的存貯，對(duì)庫(kù)房占用面積大。
優(yōu)點(diǎn)是便于RFID系統(tǒng)實(shí)施，對(duì)RFID天線的布置以及標(biāo)簽的讀取更具優(yōu)勢(shì)。
2.5.2、密集架型式設(shè)計(jì)
采用密集架形式的貨架方式，可以節(jié)省倉(cāng)庫(kù)占用面積，種子資源庫(kù)更加規(guī)范整潔。便于查找，可以一定程度的防止種子錯(cuò)拿錯(cuò)放位置。對(duì)于RFID技術(shù)的實(shí)施要求及成本更高。
對(duì)RFID標(biāo)簽的讀取要求更高，讀取量的增加、讀取環(huán)境更高，為了保證讀取效果，沒(méi)有漏讀的情況發(fā)生，在密集架中布置RFID天線數(shù)量增加，安裝難度加大，實(shí)施成本也會(huì)增加。深圳萬(wàn)全智能技術(shù)有限公司針對(duì)在檔案管理、種子資源庫(kù)等需要大量密集布置讀寫(xiě)器、天線的應(yīng)用環(huán)境中，開(kāi)發(fā)了先進(jìn)的UHF多天線分支器，可以大大降低項(xiàng)目實(shí)施成本。
3、RFID技術(shù)在種子資源庫(kù)管理中的應(yīng)用
3.1、采用RFID技術(shù)必要性及優(yōu)點(diǎn)
RFID(Radio Frequency Identification) 技術(shù)具有使用簡(jiǎn)便、識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)、批量遠(yuǎn)距離讀取、對(duì)環(huán)境要求低、使用壽命長(zhǎng)、數(shù)據(jù)可加密、存儲(chǔ)信息可更改等優(yōu)點(diǎn), 結(jié)合有效的應(yīng)用管理系統(tǒng)，可以幫助實(shí)現(xiàn)種子從生產(chǎn)源頭到最終消費(fèi)者的監(jiān)控。本項(xiàng)目將RFID射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)作物種子的管理中，對(duì)種子生產(chǎn)、存儲(chǔ)和銷售全過(guò)程進(jìn)行跟蹤，極大地提高了種子的可追溯性，有效提高種子知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，提高防假冒偽劣種子能力，保護(hù)消費(fèi)者利益，增進(jìn)食品安全。
實(shí)現(xiàn)種子資源的全程監(jiān)控和可追溯能力，這對(duì)于作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本生產(chǎn)資料的種子尤為重要。有效地開(kāi)展好種子管理工作，杜絕偽劣種子坑農(nóng)害農(nóng)現(xiàn)象發(fā)生，確保糧食生產(chǎn)安全，是一個(gè)非常重要的課題。
提高種子資源庫(kù)管理庫(kù)效率，保證種子資源信息管理正確、共享。
提高對(duì)種子資源的入、出庫(kù)，庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)、核銷的工作效率。
對(duì)種子資源的銷售流通可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與溯源。
通過(guò)RFID種子資源庫(kù)管理，易于實(shí)現(xiàn)庫(kù)存種子資源信息化管理。
3.2、RFID技術(shù)在種子資源管理全過(guò)程中的應(yīng)用
將RFID應(yīng)用到種子管理中，最主要的是應(yīng)用RFID標(biāo)簽的特性來(lái)保證實(shí)現(xiàn)“源頭”種子追蹤解決方案和在種子供應(yīng)鏈中提供完全透明度的能力。為了達(dá)到這一目的，不同的階段、不同的物流過(guò)程中選擇不同的標(biāo)簽形式和標(biāo)簽閱讀形式。
3.2.1、生產(chǎn)環(huán)節(jié)：
在生產(chǎn)階段，在種子樣品包裝上采用RFID軟標(biāo)簽，與種子大包裝對(duì)應(yīng)，生產(chǎn)者把產(chǎn)品的名稱、品種、產(chǎn)地、批次、施用農(nóng)藥、生產(chǎn)者信息及其他必要的內(nèi)容存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)服務(wù)器中，利用RFID標(biāo)簽對(duì)初始產(chǎn)品的信息和生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行記錄；在產(chǎn)品收購(gòu)時(shí)，利用標(biāo)簽的內(nèi)容對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行快速分揀，根據(jù)產(chǎn)品的不同情況給以不同的收購(gòu)價(jià)格。工作人員配備手持RFID讀寫(xiě)設(shè)備，便于清查、跟蹤、提高種子收購(gòu)環(huán)節(jié)的工作效率和直接進(jìn)行信息化存儲(chǔ)，形成歷史記錄和統(tǒng)計(jì)信息，便于研究分析。
3.2.2、加工環(huán)節(jié)：
對(duì)于從生產(chǎn)基地直接運(yùn)送來(lái)的種子，加工企業(yè)在讀取農(nóng)產(chǎn)品上的RFID 信息后，將這些信息保留在計(jì)算機(jī)中，并且將農(nóng)產(chǎn)品的加工信息進(jìn)一步添加到加工后的農(nóng)產(chǎn)品電子標(biāo)簽中，農(nóng)產(chǎn)品電子標(biāo)簽的使用和生產(chǎn)環(huán)節(jié)一樣，在價(jià)值較高，對(duì)環(huán)境要求比較嚴(yán)格的農(nóng)產(chǎn)品上應(yīng)用單個(gè)的RFID 電子標(biāo)簽，而在價(jià)值較低的產(chǎn)品上，運(yùn)輸?shù)耐斜P(pán)和大包裝上應(yīng)用標(biāo)簽，而對(duì)單個(gè)農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)用條形碼技術(shù)。
3.2.3、倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)：
在種子倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)，通過(guò)RFID標(biāo)簽記錄種子的生產(chǎn)時(shí)間、地點(diǎn)等相關(guān)信息，在管理軟件中形成不同批次的種子所存放倉(cāng)庫(kù)、位置及出入庫(kù)記錄，有效提高倉(cāng)庫(kù)管理效率，最大限度滿足企業(yè)動(dòng)態(tài)倉(cāng)儲(chǔ)管理的要求。如利用RFID標(biāo)簽中記錄的信息，迅速判斷產(chǎn)品是否適合在某倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)，還可以存儲(chǔ)多久；在出庫(kù)時(shí)，根據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間選擇優(yōu)先出庫(kù)的產(chǎn)品，避免經(jīng)濟(jì)損失；同時(shí)，利用RFID還可以實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)的快速盤(pán)點(diǎn)，幫助管理人員隨時(shí)了解倉(cāng)庫(kù)里產(chǎn)品的狀況等。這一環(huán)節(jié)需要對(duì)運(yùn)送來(lái)的裝有RFID 電子標(biāo)簽的種子進(jìn)行儲(chǔ)存, 這樣就需要在倉(cāng)儲(chǔ)入口處設(shè)置自動(dòng)判斷進(jìn)出庫(kù)種子和記錄種子信息的RFID 讀寫(xiě)設(shè)備, 在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)安裝多個(gè)讀寫(xiě)設(shè)備對(duì)不同區(qū)域的種子進(jìn)行記錄。在清點(diǎn)貨物或者查詢貨物的時(shí)候, 可以用RFID手持讀寫(xiě)器直接查詢貨物信息。在倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)對(duì)RFID 的應(yīng)用偏重于RFID 信息的讀取和信息的管理。
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