广东省马铃薯生产全程机械化技术模式探究

随着农业现代化的推进,生产全程机械化技术的应用逐渐成为提高农业生产效率、降低劳动成本的重要途径。当前广东省马铃薯生产仍面临着机械化发展水平低、农机作业基础条件薄弱、农机社会化服务实力不强等问题,对此,通过提出技术研发与创新措施,探究了广东省马铃薯生产全程机械化技术模式。研究结果表明,将机械化生产理念融入马铃薯种植阶段,不仅可以显著提高生产效率,而且还能确保种植质量,进而增加产量,为农户提供重要的技术支持。

农业机械化扶持政策体系构建研究——基于三维框架模型

围绕新时期农机化发展的新形势、新任务,总结了我国农机化发展扶持政策现状,研究借鉴国外农机化扶持政策措施,从作业补贴、财税、金融、保险、农机化项目及稳定实施农机购置补贴等方面提出农机化政策创设思路,在政策支持内容、政策支持环节、政策支持方式等方面建立三维框架模型,旨在强化政策储备、创新发展模式、拓展创设渠道,构建与新时期农机化发展相适应的政策体系。

智能农机在广东省智慧果园多环节市场应用现状与对策研究

【目的】应对科技发展浪潮下的数字化变革,推动广东省农业向着数字化、智能化、可持续发展的未来迈进。【方法】课题组通过分析广东省智慧果园管理、种植、农田保护和收获等环节的智能农机市场应用现状,系统性地总结了智能农机在提高生产效率、优化资源利用、推动绿色农业发展等方面的巨大潜力,并从技术创新与研发投入、农民培训与意识提升、政策支持与市场引导三个方面,提出了具体的数字化发展对策。【结果与结论】通过政府、农民、企业等多方主体的持续发力,可以更好地解决智能农机当前发展面临的问题,不仅能够推动广东省农业产业的现代化,而且有望为全国农业领域提供可借鉴的经验,共同促进农业的高质量发展。

番茄采摘机器人数字孪生仿真系统的开发研究

[目的]实现番茄采摘机器人的快速开发设计与调试,避免大的返工和浪费,降低开发和调试成本,缩短开发周期。[方法]课题组开发了一种虚拟仿真调试系统,应用到番茄采摘机器人的开发研究中。该系统主要由数字孪生仿真软件搭建虚拟样机模型,虚拟样机模型能够赋予物理属性运动关系以及逻辑信号,通过利用基于PC的运动控制卡和低代码的SmartACS编程软件,采用OPC UA通信方式,实现硬件控制卡控制虚拟模型,这样就构建了番茄采摘机器人的数字孪生仿真调试模型。[结果]该数字孪生仿真模型能够很好地验证设备的机械结构和控制程序的合理性,并能够在设计阶段快速且低成本地发现问题并加以改进。[结论]通过对虚拟样机模型进行虚拟的机电联调,能够在不做出物理样机的前提下实现对所设计的机械结构及控制程序的联合调试和验证,从而大幅缩短了开发周期,降低了开发成本。本研究能为其他农业机械的设计研发提供一定的参考,有利于提高我国农业机械化水平。

丘陵山地农业索轨运输机械研究进展与优化措施

目前丘陵山区的农业生产运输环节主要以人力搬运配合轨(索)道运输机的形式实现,近年来我国多个科研院所、高校和企业已相继设计研制了一些特色装备,部分研究成果已投入市场。课题组通过对市场上具有代表性的运输装备进行分类和归纳梳理,在分析其关键技术优缺点的基础上,结合未来山区农业的发展需求,提出了装备研发和改进优化的技术路线,以期为丘陵山区轨道运输装备的发展提供参考。

无人机播种在水稻农业生产中应用现状及发展趋势

无人机技术在农业领域的应用日益广泛,特别是在水稻播种方面,展现出了极大的潜力。基于此,文章通过对无人机播种技术在现代农业生产中的应用现状及发展趋势进行系统分析,阐述了无人机技术在提高播种效率、降低生产成本、优化农田管理等方面的优势。研究结果表明,无人机播种技术有助于实现农业生产的精细化管理和资源高效利用,未来在水稻种植中的应用前景广阔。

一种基于菠萝机械化田间管理技术的多功能田间管理机设计与试验

【目的】针对当前菠萝田间管理机械难以进入田间自由穿梭作业的问题,课题组设计了一种多功能菠萝田间管理机,以提升田间管理作业效率。【方法】课题组通过剖析菠萝机械化田间管理技术,从菠萝植株特点、种植农艺参数及田间管理需求等方面,分析了菠萝田间管理机应具备的关键功能、田间管理作业应注意事项以及农艺的适应性问题,在此基础上应用模块化设计理念,将田间管理机按功能结构进行模块划分,分别设计了菠萝田间管理机可变轨距高地隙窄型履带式通用底盘和喷杆喷雾组件、固态肥施肥组件、扩展平台运输组件三种作业功能部件,各功能部件与通用底盘集成组合成菠萝多功能田间管理机,并对样机进行田间试验。【结果】1)田间喷药效果:喷杆喷雾作业幅宽900 cm,作业平均速度2.0 km/h,药液喷洒均匀,作业效率可达到25亩/h。2)田间施固态复合肥效果:固态肥施肥组件料箱可装载400 L固态肥,施肥量由操控系统电动控制,可随时调节,方便易用,施肥作业效率可达5亩/h。3)田间运输作业效果:一次可运载600 kg菠萝出田,使用2台运输机配套5人操作,较传统人工采收作业可以减少一半人工,同时采收效率提高一倍。此外,扩展平台运输组件在施肥时可与固态肥施肥组件同时安装在通用行走底盘上,放置肥料,增加整机的载肥量,减少机器出田补肥的作业次数,提高了施肥作业效率,也可单独安装作为运输机。【结论】实现了菠萝田间管理机一机多用功能,可完成菠萝田间液态药肥喷洒、固态肥施播以及果实、物资田间运输等大部分田间管理作业,显著提升了田间管理作业效率,为菠萝田间管理机械化提供了一种创新性装备解决方案。

种植盘自动清洗装置性能试验研究

无人化植物工厂生产过程中,种植盘清洗循环利用是保证作物产量和质量的重要环节。针对植物工厂成套装备特性,采用刷洗+冲洗联动方式,搭建种植盘清洗试验装置,研究最佳清洗参数。以清洗压力、输送速度、毛刷丝径、毛刷转速为试验因素,以清洁度为评价指标,进行4因素3水平的正交试验。结果表明,影响清洗效果的主次顺序依次是清洗压力、毛刷丝径、毛刷转速、输送速度。当最佳清洗参数为清洗压力50 Hz(对应280 kPa)、输送速度7 m/min,毛刷丝径0.8 mm、毛刷转速400 r/min时,清洁度达到99.65%,清洗效果最佳,满足无人化植物工厂生产需求。本试验可为无人化植物工厂清洗机的研制提供技术参数依据。

焦亚硫酸钠对凡纳滨对虾的保鲜效果研究

采用焦亚硫酸钠对凡纳滨对虾进行冰藏保鲜研究。试验结果表明,凡纳滨对虾经不同浓度焦亚硫酸钠溶液浸泡处理后,其体内SO_(2)残留量随浸泡时间的延长呈现不同的变化趋势。在浸泡时间相同的情况下,凡纳滨对虾体内SO2残留量随着Na_(2)S_(2)O_(5)浓度的增加而增加。在冰藏保鲜过程中,随着保鲜时间的延长,3组Na_(2)S_(2)O_(5)溶液处理组对虾体内SO_(2)残留量逐渐减少,且保鲜效果均优于空白对照组。其中10 g/L Na2S2O5处理可使凡纳滨对虾在冰藏10 d后具有最佳保鲜效果,该组测得的挥发性盐基氮(TVB-N)、质构、菌落总数、外观变化等指标结果都优于30 g/L和50 g/L Na2S2O5处理组。

广东蔬菜工厂化育苗技术和设备应用研究——以湛江市农科院“育繁推种苗繁育创新中心”项目为例

蔬菜是广东居民“菜篮子”的重要组成部分,蔬菜育苗是蔬菜稳定供应的关键。蔬菜工厂化育苗技术是机械化、自动化、信息化的集成,具有技术水平高、生产效率高、综合效益高等多方面的优势。与北方瓜果类等生长周期长的蔬菜进行工厂化育苗为主相比,广东叶菜类蔬菜应用工厂化育苗优势更加明显,具有使用率高、有效抵御不良天气的特点。本文通过实际项目案例介绍适合广东地区蔬菜工厂化育苗项目关键设备、设施的应用情况及发展。

广东岩茶自动化加工生产线设计开发

结合广东岩茶加工工艺特点,开发广东岩茶自动化加工生产线,加工出香气浓郁,汤色澄黄透亮,厚重耐泡,岩韵厚重,不存苦、涩的特色广东岩茶。岩茶自动化加工生产线的开发,符合我国茶叶加工走向机械化、自动化和标准化的发展要求,丰富了广东茶产业的产品结构,对提高广东茶叶产品知名度和市场竞争力起到了促进作用。

广东绿茶连续自动化加工生产线工艺技术研究与应用

通过对广东绿茶生产设备配置和工艺流程进行研究,研制适应广东地区的绿茶连续自动化加工生产线,加工工艺流程包含摊青、杀青、揉捻、烘干,该生产线在广东省乐昌沿溪山茶业有限公司应用,加工出的沿溪山白毛尖茶叶,汤色清澈、茶香雅致、滋味醇爽、回甘味强,达到沿溪山白毛尖的生产质量要求。绿茶连续自动化加工生产线的开发与应用,符合我国茶叶加工清洁化、自动化和标准化的发展要求,具有良好的经济效益和推广前景。

二次冷凝融霜冷库预冷荔枝的降温特性研究

采用带二次冷凝融霜功能的冷库,研究不同冷库预冷工艺下的荔枝降温特性,建立荔枝预冷过程传热模型。结果表明:相对其他融霜方式的冷库,带二次冷凝融霜功能的冷库库温波动明显减小;不同品种的荔枝在同一条件下,降温速率从大到小分别为桂味、怀枝、糯米糍;预冷库温越低降温越快,但应避免荔枝平均温度降至5℃以下,以防冷害;其他预冷条件相同时,风速越大荔枝降温越快;冷库预冷荔枝的不均匀性在0℃预冷库温条件下较2℃大。通过标定荔枝对流换热系数,预测了单体荔枝的预冷降温过程,并通过试验结果验证了模型的可行性。

设施农业装备发展现状及建议——以南雄市南药产业园为例

南雄市是粤北南药优势产区,产业发展前景广阔。南雄市南药产业园内聚集了一批规模较大、栽培技术先进的农业产业基地。课题组于2023年上半年实地考察调研了南雄市南药产业基地,深入调查南雄市南药种苗繁育、规范化种植及设施农业装备等方面的现状和存在的问题,提出相应的解决方案和对策,为了进一步推动南药产业高效发展,提出重视农艺、农机、设施融合发展,采用基质育苗方式,升级配套设施,发展无土栽培技术等建议。未来南药产业应不断向标准化、规范化、规模化、集约化、品牌化、可持续化方向发展,完善种植技术标准和设施使用规范,降低生产成本,提升南药质量和产量,打造优质南药品牌,以促进南雄市南药产业园全产业链发展,推动南雄市全面乡村振兴。

池塘原位种植水稻对尾水生态修复的试验研究

在中山市坦洲镇分别选择泥鳅池塘和暗纹东方鲀池塘原位进行浮床栽培水稻,分析水稻生长对鱼塘尾水的净化作用。结果表明:水稻生长全程对池塘尾水有较好净化修复作用,水稻对泥鳅池塘尾水的悬浮物、总氮、总磷和化学需氧量去除率(平均值)分别达到66.12%、56.45%、43.69%和43.58%,而对暗纹东方鲀池塘尾水的悬浮物、总氮、总磷和化学需氧量去除率(平均值)分别为35.21%、30.07%、30.60%和47.50%。试验证明鱼塘种稻对池塘尾水治理修复效果显著,下一步将研究更适合的鱼稻协同共生模式。

设施农业技术和设备在南雄市南药产业园项目的应用

南药是中医药的重要组成部分,广东省的南药产业市场前景广阔、发展空间巨大。气候环境对南药栽培具有重要影响,与南药分散种植相比,采用设施农业技术和设备发展南药产业园优势更加明显,可以有效抵御不良天气带来的影响,提高良种产量。本文结合南药产业现状,介绍适合南雄市南药产业园项目的关键设施设备,以期为实际应用提供参考。

基于BP神经网络的陈皮干燥含水率预测

为探索陈皮的热泵干燥特性,并实现热泵干燥过程中陈皮的含水率预测,研究了不同干燥温度(50、55、60℃)、干燥风速(1.0、2.0、3.0m/s)、堆叠厚度(20、30、40mm)对陈皮干燥时间和干燥速率的影响。将干燥温度、干燥风速、堆叠厚度和干燥时间作为输入层,隐藏层个数为10,陈皮的干燥含水率为输出层,搭建一个BP神经网络预测模型。研究结果表明:干燥温度、干燥风速和堆叠厚度都是影响陈皮干燥含水率的重要因素,提高干燥温度、增加干燥风速和减少堆叠厚度能够提高陈皮的干燥速率,缩短干燥时间。基于陈皮热泵干燥特性构建结构为“4-10-1”的BP神经网络模型,含水率预测值与实测值之间的均方误差MSE为0.00421,决定系数R^(2)=0.997,模型运行稳定,含水率预测结果准确且快速,能够为陈皮干燥过程中的含水率在线预测提供科学依据。

国外有机设施园艺现状及对中国设施农业可持续发展的启示

随着全球有机农业的快速发展,一种有机设施园艺在国外已经被证明可持续性生产和盈利,但中国有机设施园艺相关技术标准还是空白。该文介绍了国外有机设施园艺产生的背景、定义、起源、目标、认证面积、产量和盈利状况、有机设施园艺基本形式及认证规则要点,探讨了中国发展有机设施园艺的可行性及存在的问题,提出中国应该积极发展有机设施园艺,但有机设施园艺不能简单等同于“温室+有机种植”,它应该是一个以可持续发展为目标的,包含温室环境控制、种植材料选择,土壤肥力保护,水资源管理,病虫害控制,节能和可持续盈利的有机统一的整体。同时应立足国情,借鉴国外有机设施园艺规则要求,加强中国设施生物农业的基础研究和农机装备开发,制定出中国有机设施园艺的认证标准,中国设施农业产业必将迎来巨大的新市场机遇。

基于CTB-RRT*的果蔬采摘机械臂运动路径规划

针对多自由度果蔬采摘机械臂运动路径规划速度慢、效率低、路径成本高的问题,提出了柯西目标引力双向RRT*(Cauchy target gravitational bidirectional RRT*,CTB-RRT*)算法,通过柯西分布的方法进行启发式采样,降低采样的盲目性;引入目标引力,并动态调节随机生长方向和目标方向的步长,提高局部搜索速度;引入节点拒绝策略,剔除不必要的采样节点,提高计算效率。通过二维和三维算法模拟实验,6自由度机械臂的避障采摘模拟实验验证了提出算法的有效性。仿真实验结果表明:相比于RRT*-connect算法,改进算法的路径成本缩短了5.5%,运行时间降低了71.8%,采样节点数下降了64.2%。在机器人操作系统(Robot operating system,ROS)中控制6自由度机械臂执行避障采摘运动,运动成功率达到99%,运行时间为0.33 s,相比于RRT*-connect算法,路径成本降低了12.6%,运行时间减少了69.2%,扩展节点数减少了76.3%。

GZ350型自走式果园高架机的设计与试验

为提高果园管理中果树修剪与采摘的效率,设计了一款内燃机驱动、具有侧倾角调节和升降控制功能的自走式果园高架机。在确定果园高架机总体技术要求基础上,对其工作原理、结构特点进行分析,通过理论计算,对高架机的关键部件进行设计与选型,采用三维软件对高架机进行建模,且加工生产样机进行测试试验。试验结果表明:整机最大行驶速度为3.7km/h,最小离地间隙高度为85mm,升降高度调节范围为650~3000mm,最大运载负载为350kg,最大举升负载为210kg,能够满足一般果园采摘与管理等作业,可提高农业作业安全性,降低人员劳动强度。