直播稻播前不同土壤火焰温度条件下杂草种子发芽率试验

杂草的有效控制是降低直播稻稳产风险的重要措施,播前土壤火焰处理是以非化学方法在进行播种前抑制杂草种子萌发的有效手段。为明确土壤火焰处理中温度场对杂草种子发芽率的影响规律,采用数值模拟方法对燃料分流部件中集管结构参数进行了研究,数值模拟和验证试验结果表明,当集管内径d为20 mm、气体输入流量为1.0~3.5 m^(3)/h时,最大流量偏差系数Δη在3.0%以内,支管间气体流量分配较均匀。基于数值模拟结果设计了火焰燃烧装置,研究6种输入流量(1.0~3.5 m^(3)/h)的液化石油气燃料对火焰高度和火焰温度分布的影响,以拖拉机行进速度、燃料输入流量和土壤深度作为试验因素,进行了全因素试验,采用稻田间常见的杂草种子研究温度场对杂草种子发芽率的影响规律。试验结果表明,在常温常压工作环境下,火焰高度和火焰温度最高值均随着燃料输入流量的增大而增大;当拖拉机行进速度为2.36 km/h,燃料输入流量为2.5、3.0、3.5 m^(3)/h时,土壤温度最高值可分别达到92.83、116.58、156.83℃;相比未经火焰处理的对照组,当土壤温度达到92.83℃时,在α=0.05的显著性水平下,千金子、异型莎草种子发芽率显著降低,但马唐、鳢肠种子发芽率受影响不显著,当土壤温度达到116.58℃和156.83℃时,4种杂草种子发芽率均显著降低;当土壤温度达到156.83℃时,马唐、鳢肠、千金子和异型莎草4种杂草种子发芽率分别降低94.82%、87.81%、86.54%和84.05%。田间试验结果表明,土壤火焰处理对稗草、马唐、鳢肠和异型莎草有显著的抑制萌发作用,其相对除草率Y≥80.00%。

链接现实与未来:高职院校在技能型社会建设中的可能作为

在技能型社会建设中高职院校到底应该做什么,能做什么?这需要对技能型社会的需求和高职院校的能力进行分析后才能回答。结合对技能型社会需求与高职院校能力的分析认为,高职院校在服务技能型社会建设中的可能作为就是链接现实与未来。在综合考虑现实社会需要和教育终极追求的基础上,高职院校应重点致力于在三个领域有所作为:一是多维目标下的技能供给;二是大职教观下的技能服务;三是数字化转型下的技能创新。

湖北高职院校服务技能型社会建设:基础优势与未来选择

湖北省高职院校近年来发展取得巨大进步,积累了不少教育优势,同时,也还存在一些突出问题,主要表现在顶层设计超前谋划不够系统、专业布局对接产业不够紧密、技能提升队伍建设不够多元、基础建设功能提升不够明显。在技能型社会建设背景下,高职院校高质量发展的未来选择包括:重视顶层设计,完善现代职教体系;优化专业布局,突出类型特色;加强技能培训,建强技能人才队伍;强化基础建设,实现提质培优。

中国大田无人农场关键技术研究与建设实践

智慧农业是现代农业的发展方向,无人农场是实现智慧农业的重要途径。为了探索和推广无人农场在现代农业中的应用,华南农业大学对大田无人农场的关键技术进行了深入研究,包括无人农场作业环境、作业对象和作业机械装备信息的数字化感知技术;土地整治、耕整、种植、播种、田间管理和收获方案的智能化决策技术;农机自动导航和农机精准作业的精准化作业技术;农作物生长、农机运维和农场经营管理的智慧化管理技术。2020年在广东增城创建全球首个无人农场,实现了五大功能,包括耕种管收生产环节全覆盖,机库田间转移作业全自动,自动避障异况停车保安全,作物生产过程实时全监控,智能决策精准作业全无人。取得了显著的经济、社会和生态效益,2021年广东增城水稻无人农场种植的优质丝苗米十九香产量达到9934.35 kg/hm^(2),比当地的平均产量高32%;2023年湖南益阳千山红镇再生稻无人农场两季产量达到17988 kg/hm^(2),说明了人不下田也能种地,也能种好地。截至2023年11月,在国内15个省启动了30个无人农场的建设,包括水稻、小麦、玉米和花生4种作物,实践结果证明了无人农场和智慧农业发展的巨大潜力,为解决“谁来种地”和“如何种地”提供了重要途径。

无人农机作业环境感知技术综述

推进农业装备智能化能够有效解决农业劳动力短缺的问题。环境感知是农业装备智能化的首要条件。然而,农业环境的动态变化和非结构化特性限制了无人农机的环境感知能力。该文对无人农机的作业环境信息感知技术进行全面梳理,首先介绍了无人农机作业环境的典型要素和各类感知传感器,并分析了不同传感器的优缺点,然后分别从障碍物感知、作物行感知和农田边界及高程信息感知等方面,对无人农机作业环境信息感知技术进行归纳总结,最后讨论了无人农机作业环境信息感知技术面临的挑战及发展趋势,旨在推动环境感知技术在农业领域的应用,促进农业机械的智能化转型。

中国农业航空植保产业技术创新发展战略

农业航空是现代农业的重要组成部分和反映农业现代化水平的重要标志之一。该文在分析中国农业现代化建设中对航空植保技术的需求及国内外航空植保发展现状的基础上,对中国航空植保产业体系进行了深入剖析。指出了制约中国农业航空植保产业发展的主要问题,包括现有农业航空政策法规体系不完善、配套核心科学技术研究不足、专业队伍人才匮乏、社会化服务体系不健全、与农业航空相适应的农田作业环境基础建设被忽略、制度上缺少支持农业航空发展的公益性安排等。并从提高航空植保作业适应性的多机型多作业方式、加大资金投入增强配套核心科学技术的攻关、以及出台有针对性的政策加强管理和规范等方面提出了大力推进中国农业航空植保产业快速健康发展的战略及对策建议。最后对未来3个五年计划内中国对航空植保技术的需求情况进行了预测。分析预测表明,中国农业航空产业是一个尚未真正启动的大产业,未来中国农业航空市场的需求将会有爆发性增长,拉动新增机型投入将达到465亿元以上。随着相关制度及配套核心技术的不断完善,中国农业航空产业必将得到健康、有序和高速发展,有利于实现农业病虫害统防统治,实现精准作业,极大地提速中国现代农业的进程。

农作物虫害的机器检测与监测技术研究进展

在早期发现并准确定位害虫,对其未来的发展趋势作出评价,可提高施药处方决策和综合防治的针对性和准确性。在作物虫害信息的获取中,传统的检测和监测方法不但耗时、费力,而且导致的预报滞后会进一步增加损失程度,很难较好地满足现代农业的精准生产要求。本文介绍了国内外学者在田间作物上开展害虫及其危害状况的机器检测和监测技术研究取得的进展,包括声特征检测法、雷达观测法、图像识别法以及光谱监测法等,讨论了现有技术的局限性,指出了未来作物虫害机器检测和监测技术的可能发展方向是采用多种技术相结合的组合式检测和监测方法,从多个角度获取特定虫害的相关信息,相互进行实证检验,以提高作物虫害机器检测和监测的精度及效率。

Harris角点自适应检测的水稻低空遥感图像配准与拼接算法

图像配准和拼接的自动化是微小型无人机能否被广泛应用于水稻长势低空遥感监测的关键技术之一。为了改进Harris角点检测算法中阈值需要人为设定的局限,文章提出了基于Harris角点自适应检测的水稻低空遥感图像配准与拼接算法。该算法在Harris角点检测算法的基础上进行改进,采用基于图像像素灰度值标准差标准化的方法进行角点的自适应确定,并对角点进行特征描述,利用角点特征描述算子之间的欧式距离进行配准。为了验证算法的有效性并进行相关参数的优化,采用多旋翼无人直升机获取了水稻长势的低空遥感图像,并设计了重复率(衡量角点检测的稳定性)、辨识率(衡量角点描述算子的辨识度)、配准率(衡量图像的拼接精度)以及运行时间(衡量算法的运算速度)4个评价指标对配准与拼接的结果进行评判。随机选取获得的低空遥感图像分成3组进行测试,试验结果表明,平均配准率达到了98.95%,且各组图像之间的重复率与配准率差异不显著(显著性水平为0.05),说明改进后的算法稳定。设计了角点自适应检测算法阈值参数的优选试验,阈值参数为标准化处理后的图像像素灰度值标准差,方差分析结果表明,图像像素灰度标准差为1和2时配准率的差异不显著(显著性水平为0.05),但当图像像素灰度标准差为1时,图像配准与拼接平均运行时间是其为2时的2.5倍,因此,可设定图像像素灰度标准差为2作为本算法的较优参数。

直播稻苗期自动灌排系统的设计与试验

【目的】提高直播稻成苗率,依据直播稻苗期田面水分的农艺要求,设计一种适用于直播稻苗期的自动灌排系统,并验证其田间应用效果。【方法】设计适用的微喷灌溉方案和排水装置,通过LoRa通信对各设备进行无线组网控制,基于模糊控制算法制定了适用于直播稻苗期的灌排制度,从而实现自动灌排系统的各项功能;以控制系统性能指标、排水装置性能指标、苗期田面湿润状况和成苗率作为评价指标验证其应用效果。【结果】①控制系统设备动作延迟为0.398 s、系统决策时间为1.348 s、系统信息监测偏差为±1.48%;②自动排水装置启闭时间4~6 s、待机电流21.7 mA;③采用本研究的方法进行自动灌排,在苗期(播种后的15 d内)土壤水分保持在85%以上,田间成苗率达到83.9%。【结论】直播稻苗期自动灌排系统在保证高效低功耗的情况下实现了精准控制田面土壤水分,可保持田面湿润并达到合格的成苗率,有较好的田间应用效果。

液位监测技术在植保无人机中的应用分析

为了探究适合植保无人机药箱液位实时监测的可行方法,阐述了国内外常见的接触式和非接触式液位监测方法,包括差压式、浮体式、电极式、电容式、超声波式、激光式、光电式、流量计式、机器视觉式、雷达式等主要方法,指出了植保无人机作业过程中,其药箱存在的特点,包括液面波动剧烈、药液的理化特性各异、药箱空间小、防腐蚀要求高等,并对上述常见液位测量方法用于植保无人机药箱液位测量时存在的局限进行了分析,在此基础上,探讨了适合植保无人机质量轻、功耗小、精度高、耐腐蚀药箱液位监测方法及装置,并针对植保无人机药箱液位监测中需克服的难题,提出了气压式液位无线监测的解决方案,为进一步开发适用于植保无人机的药箱液位监测装置提供参考。

中国水稻植保机械现状与发展趋势

植保作业是水稻生产过程中必不可少的环节,提高水稻植保机械化水平,对降低稻田农药的用量,增强突发性爆发性病虫害防控能力,缓解农村劳动力短缺,实现农业可持续发展具有重要意义。从目前常见的人力施药器械入手,对水稻生产中的小型动力植保机械、大中型动力植保机械和航空植保机械的应用现状及存在问题进行了详细阐述。在分析中国水稻植保机械发展现状的基础上,探讨了现代农业生产中对研究开发用于稻田农药高效精确喷施新方法和新工具的迫切需求,指出未来水稻植保机械主要朝着精准施药和高效施药两个方向发展。最后,从拓宽单次喷施作业的覆盖范围、加强稻田农药喷施作业方法创新和大力推进航空植保技术的应用等方面给出了促进我国水稻植保机械化进一步发展的建议。

农业机械化与社会主义新农村建设

从物质文明建设、精神文明建设、农业可持续发展等角度入手,对农业机械的影响力进行了分析。通过例证说明,农业机械在社会主义新农村建设中起着基础性、主导性、决定性的作用,是新农村物质文明建设的重要基础,是新农村精神文明建设的有效载体,是实现农业可持续发展的有力保障。加速发展农业机械化,体现了建设我国社会主义新农村的基本要求,是建设我国社会主义新农村的基础和必由之路。

喷杆喷雾机旋翼悬浮式喷杆自动调平控制系统研究

现有的大型喷杆喷雾机的喷杆大多采用传统桁架结构,随着喷杆长度的增加,配套机构、设计复杂度及整机质量相应增加,整机质量大,农田中行走的通过性差,陷车风险高;喷杆平衡控制难度加大,降低了整机的可靠性和便利性;特别是在水田喷施作业中,大型喷杆喷雾机的功能受到很大限制。本文提出了一种旋翼悬浮式喷杆,分别融合地面机械高续航、载重大和空中无人机作业灵活、受地形地貌限制小的优点,并设计了自动调平控制系统以实现喷雾机喷杆在喷施作业过程中保持水平姿态。分析了喷杆的受力情况,对自动调平控制系统进行了辨识和建模,采用“陀螺仪+激光雷达”进行双传感器融合控制的方式,开展了旋翼悬浮式喷杆自动调平控制算法的仿真试验、台架试验和田间试验。试验结果表明:采用双传感器融合的模糊PID控制算法优于单传感器的角度PID控制算法,可较好地避免出现失稳状态;在田间试验中,当喷杆进入稳定状态后,整根喷杆各点离地高度均值在1.4~1.5 m之间,标准差不大于0.1027 m,具有较好的水平度;所采集的10个不同时刻喷杆各点高度均值的变异系数为1.40%,说明喷杆悬浮高度的稳定性较好。该研究验证了旋翼悬浮式喷杆作业方法的可行性。

基于Matlab的根系断层图像分割处理算法

根据植物根系原位形态可视化研究的需要,利用Matlab提供的图像处理算法,编制了根系断层图像分割处理算法的优选整合程序,用多种不同算法组合对根系CT原位图像进行实例检验,采用最终测量精度法作为评价准则,对分割效果进行分析研究。研究结果表明,在90%的置信水平下,处理模块的不同组合顺序以及每个模块中不同算法的选择对最终分割效果有显著的影响,各因素对分割效果总变异贡献率的大小排序为分割(46.1%)、灰度调整(17.9%)、分割前滤波(4.5%)、分割后滤波(2.6%)、执行序列(0.5%)。根据所设计的实验例证,提出了处理流程及算法中的较优组合。

专业认证视域下高职院校师范类专业发展思考

专业认证制度是高等教育质量保障体系的重要组成部分,师范类专业认证的理念与标准既是认证专业的标准,也是专业建设的规范。高职院校中的师范类专业应该用好专业认证制度,高质量发展专业内涵。表现在:用专业认证的理念指导专业办学,用专业认证的标准规范专业建设,用专业认证的成果提升专业地位,用专业认证的经验重建专业架构。通过专业认证不断培育专业的自适应性、提升专业的竞争力、增强专业的自信心、提高专业的反思能力,这应该成为专业认证视域下高职院校师范类专业发展的理性选择。

农作物生产管理信息数据仓库维度建模初探

根据维度建模的一般方法,结合农作物生产管理信息数据的特点,提出了农作物生产管理信息数据仓库的维度模型,包括数据仓库的总线矩阵、值链图、星型连接图以及详尽的维度表和相关业务主题的事实表等,并分别对各表进行了适当的属性字段填充,以期为建立基于数据仓库的农作物生产管理信息数据挖掘和知识发现提供可靠的实现方案,并为最终实现数字农业优化决策支持系统打下基础。

国家职业技能培训体系下职业院校的机遇、挑战与变革

《“十四五”职业技能培训规划》是我国首次编制的国家级职业技能培训五年专项,其提出的构建以企业为主体、职业院校为基础、政府推动与社会支持相结合的职业技能培训体系,为职业院校参与国家职业技能培训提供了机遇,也带来了挑战。对此,职业院校必须加强自身变革,主要实施路径有:突出类型化特征,全面落实学历教育与培训并举的法定职责;强化高质量发展,全面融入并有效服务技能型社会建设;增强办学适应性,全面服务产业转型与技术升级;建设信息化资源,全面提升职业技能培训质量和技能供给能力。

A系列课程《智能农机装备与现代农业》教学模式的探讨

A系列课程《智能农机装备与现代农业》作为农业院校通识教育的一部分,有助于学生更好地理解现代农业的真正含义,激发学生在现代农业建设中的创新能力。针对课程的特点,本文以拓宽学生的知识面、强化学生的适应能力和创新能力为主线,按照高校教育教学的规律,进行了3S技术、专家系统和决策支持系统、虚拟农业技术、农机装备智能控制技术以及农业航空技术等方面的教学内容设计,并从教学案例的融入、多媒体教学资源的师生互动积累、智能农机装备作业现场观摩、分组团队协作完成课程教学和考核等方面对课程的教学方法进行了探讨,把传统教学模式转变为"以学生为中心的实践教学"现代教学模式,将对农业院校培养创新型、综合型人才的相关教学课程改革起到积极作用。

四轮转向喷杆喷雾机平移换行导航控制系统设计与试验

针对传统喷杆喷雾机在转弯、换行过程中调头空间有限、转向半径大、易碾压作物等问题,提出了一种可利用车辆平行移动来实现换行作业的控制方法。基于平移换行方式设计了四轮转向喷杆喷雾机的导航控制系统,该控制系统采用RTK(Real time kinematic)定位模块和姿态传感器进行组合导航,以喷雾机位置信息和姿态信息作为输入,在四轮转向运动学模型基础上,结合运动学解算实现了喷杆喷雾机非转弯调头换行的自动导航跟踪控制,根据喷雾作业要求设计了基于有限状态机的自动作业策略。开展了传统PID(Proportion integration differentiation)控制器与单神经元PID控制器的实地对比测试。在常规方形硬质平整地块试验时,搭载常规PID控制器的喷雾机在平移换行过程中的最大跟踪偏差、平均绝对偏差为7.63、4.27 cm,而搭载单神经元PID控制器的喷雾机在平移换行过程中的的最大跟踪偏差、平均绝对偏差为6.48、3.24 cm。在常规方形田间地块试验时,搭载常规PID控制器的喷雾机在平移换行过程中的最大跟踪偏差、平均绝对偏差为11.01、6.66 cm,而搭载单神经元PID控制器的喷雾机在平移换行过程中的最大跟踪偏差、平均绝对偏差为8.60、4.47 cm。试验表明,单神经元PID控制器与传统控制器相比,具有较好的控制精度与适应性,解决了传统换行方式转向半径大而需要较大的转向空间的问题,为宽幅喷杆喷雾机的地头转向和换行提供解决方案。

中国农业航空植保产业技术创新发展战略

保证粮食安全是中国的基本国策。然而，在当前中国粮食作物生产过程中，植保仍以手工、半机械化操作为主。据统计，中国目前使用的植保机械以手动和小型机（电）动喷雾机为主，其中手动施药药械、背负式机动药械分别占国内植保机械保有量的93.07%和5.53%，拖拉机悬挂式植保机械约占0.57%，植保作业投入的劳力多、劳动强度大，施药人员中毒事件时有发生。据报道，广东省部分地区每天200元已请不到人工施药。目前国内农药用量越来越大，作业成本高，且浪费严重，资源有效利用率低下，作物产量和质量难以得到保障，同时带来严重的水土资源污染、生态系统失衡、农产品品质下降等问题，无法适应现代农业发展的要求。