免耕法在山地果园上的应用

良好的土壤是果树速生快长、丰产稳产的基础。随着果园管理水平的不断提高,传统的耕作方法正逐步被果农所摒弃。笔者多年积极推广既有利于果园果树的生长环境,又能降低成本的一种土壤管理方法—免耕法,取得了一些实质性的成效。现将其应用的效果总结如下:

怎样在老苹果园上建新园

锦州市果树农场原有果树41万株，栽植于20世纪70年代，现已全部进入衰老期。我场于2005—2006年对锦州市近郊区的马群沟管理区老果园进行了更新改造，面积37．3hm^2。

新疆生态大果园上海展示销售中心隆重开业

7月1日，新疆维吾尔自治区人民政府在上海曲阳路777号举行新疆生态大果园上海展示销售中心开业典礼。

农夫果园上黑名单

苏州市食品安全委员会办公室发布了7月～8月食品监测抽检不合格品种汇总表，其中，养生堂集团农夫山泉浙江干岛湖有限公司30％混合果蔬（农夫果园，瓶装20090711204901）“霉菌检测结果为不合格”。

智慧果园发展面临问题及对策措施——以天水市为例

通过对天水智慧果园发展现状的调查分析,找出了天水智慧果园发展面临的突出问题,提出了符合生产实际的对策措施。

间伐在密闭果园改造中的应用综述

栽植密度高的果园,随着树龄的增加,树冠不断增大,果园生态环境郁闭,严重影响果园的通风透光性,果树的光合利用率降低,导致果实品质及产量的降低。间伐是密闭果园改造的核心技术,本研究综述了间伐在果园中的应用,分析了间伐对密闭果园相关生理生态及果实品质与产量的影响,为间伐在果园改造中的应用提供参考。

基于LoRa的果园管道自动顺序喷雾系统研究

我国南方果园多处于山地,大型喷雾器械无法进入,为实现山地果园自动顺序喷药,设计了一种基于LoRa无线通信技术的管道自动顺序喷雾系统。系统以Stm32单片机为核心,在管网上部署了6个电磁阀控制节点,采用LoRa无线收发模块进行节点之间的通信,设计程序控制6个电磁阀依次按顺序打开,并可以通过手机APP远程开启系统。试验结果表明:当节点之间距离为250 m时,数据接收率为95%;系统通信距离远,数据接收率高,具有较高的可靠性,适合于山地果园中使用。

丘陵山地果园全液压遥控式履带动力底盘设计与试验

针对目前丘陵山地果园作业农用底盘整机体积大、行驶作业操作繁琐和通过性差等问题,结合丘陵山地果园开沟、除草和修剪等农艺管理环节的实际需求,设计了一款全液压遥控式履带动力底盘。首先,对动力底盘的整机结构和工作原理进行了阐述;其次,对前置挂载机构、行走系、变幅宽底盘、液压系统、遥控系统等关键部件进行设计和相应的匹配选型;最后,对整机进行了性能试验。试验结果表明:动力底盘在最小幅宽(1220 mm)和最大幅宽(1620 mm)的直线行驶偏移率分别为2.24%和2.2%,均满足相应国家标准(≤6%)要求。底盘的转向机动性能良好,最小幅宽原地转弯半径为905 mm,可适应丘陵山地果园相对狭窄的坡地作业环境。遥控操作上下斜坡、翻越田埂、跨越畦沟等过程平稳,满足丘陵山地果园非结构化地形行走要求。挂载链式开沟器进行开沟作业时,沟深稳定系数为88.5%,沟宽稳定系数为92.5%,满足国家标准(≥85%)要求。整机工作性能满足丘陵果园复杂坡度地形管理作业要求,可为丘陵山地果园田间管理作业的有效实施提供综合应用平台和技术支撑。

基于改进YOLO v7轻量化模型的自然果园环境下苹果识别方法

针对自然果园环境下苹果果实识别中,传统的目标检测算法往往很难在检测模型的检测精度、速度和轻量化方面实现平衡,提出了一种基于改进YOLO v7的轻量化苹果检测模型。首先,引入部分卷积(Partial convolution, PConv)替换多分支堆叠模块中的部分常规卷积进行轻量化改进,以降低模型的参数量和计算量;其次,添加轻量化的高效通道注意力(Efficient channel attention, ECA)模块以提高网络的特征提取能力,改善复杂环境下遮挡目标的错检漏检问题;在模型训练过程中采用基于麻雀搜索算法(Sparrow search algorithm, SSA)的学习率优化策略来进一步提高模型的检测精度。试验结果显示:相比于YOLO v7原始模型,改进后模型的精确率、召回率和平均精度分别提高4.15、0.38、1.39个百分点,其参数量和计算量分别降低22.93%和27.41%,在GPU和CPU上检测单幅图像的平均用时分别减少0.003 s和0.014 s。结果表明,改进后的模型可以实时准确地识别复杂果园环境中的苹果,模型参数量和计算量较小,适合部署于苹果采摘机器人的嵌入式设备上,为实现苹果的无人化智能采摘奠定了基础。

基于形色筛选的苹果园羽化害虫粘连图像分割方法

针对苹果园害虫识别过程中的粘连问题,提出了一种基于形色筛选的害虫粘连图像分割方法。首先,采集苹果园害虫图像,聚焦于羽化害虫。害虫在羽化过程中已完成大部分生长发育,其外部形态、颜色、纹理更为稳定显著。因此,基于不同种类害虫的形色特征信息分析,来获取害虫HSV分割阈值和模板轮廓。其次,利用形状因子判定分割粘连区域,通过颜色分割法和轮廓定位分割法来实现非种间与种间粘连害虫的分割。最后,对采集的苹果园害虫图像进行了试验分析,采用基于形色筛选的分割法对单个害虫进行分割,结果表明,本文方法的平均分割率、平均分割错误率和平均分割有效率分别为101%、3.14%和96.86%,分割效果优于传统图像分割方法。此外,通过预定义的颜色阈值,本文方法实现了棉铃虫、桃蛀螟与玉米螟的精准分类,平均分类准确率分别为97.77%、96.75%与96.83%。同时,以Mask R-CNN模型作为识别模型,平均识别精度作为评价指标,分别对已用本文方法和未用本文方法分割的害虫图像进行识别试验。结果表明,已用本文方法分割的棉铃虫、桃蛀螟和玉米螟害虫图像平均识别精度分别为96.55%、94.80%与95.51%,平均识别精度分别提高16.42、16.59、16.46个百分点。这表明该方法可为果园害虫精准识别提供理论和方法基础。

宁夏引黄灌区果园生草处理对土壤理化性质的影响

本研究选用多年生黑麦草、紫花苜蓿、高羊茅、长柔毛野豌豆4种功能草种,以清耕和自然生草作为对照,探究不同生草处理对果园土壤理化性质的影响。结果表明,与多年生黑麦草生草处理相比,紫花苜蓿与长柔毛野豌豆生草处理可以显著提高0~20 cm土层土壤总孔隙度和0~20 cm、21~40 cm土层田间持水量(P<0.05),显著降低0~20 cm土层土壤容重(P<0.05)。与处理前相比,2022年10月紫花苜蓿与长柔毛野豌豆生草处理的土壤有机质含量、全盐含量、碱解氮含量(0~20 cm土层)、有效钾含量(0~20 cm土层)显著提高(P<0.05),土壤pH(0~20 cm土层)显著降低(P<0.05)。因此,在干旱和半干旱地区可以选择苜蓿和长柔毛野豌豆进行果园生草处理。本研究结果为改良果园土壤,提高水果产量提供了理论依据。

基于数字孪生的果园虚拟交互系统构建

针对果园种植管理系统存在可视性低、实时性差、适应性弱和交互方式单一的问题,提出一种面向种植管理过程的果园数字孪生系统六维模型。从管理要素实体建模、管理过程动态建模、管理系统仿真建模和管理策略优化建模4个方面论述了系统模型构建理论与技术体系。以六维模型为基础,理论与技术体系为支撑,设计了基于数字孪生的果园虚拟交互系统架构,并对系统开发过程的关键技术进行了阐述。借助Unity3D仿真平台搭建了果园虚拟交互系统,实现对果园的三维可视化监测。实验结果表明:该系统在农业物联网平台数据共享基础上,通过数据驱动、三维展示、人机交互、重构事件和智能决策方面提升了果园种植管理系统监测能力,为建设智慧果园提供参考。

基于轻量化PointNet网络的林果园喷雾作业靶标实时识别方法

为了进一步提高喷雾机器人靶标检测的精准性、实时性和应用部署的实用性,该研究提出一种基于轻量化PointNet网络的林果园喷雾作业靶标实时识别方法。首先通过区域提取降采样、地面分割和改进DBSCAN聚类等点云预处理方法提取原始点云中的靶标;然后通过移动最小二乘上采样将靶标点云转化为满足点云识别网络输入要求的点云数据;最终通过在PointNet网络中引入残差模块和改进循环剪枝算法轻量化PointNet网络,完成林果树靶标的实时识别。试验结果表明,在ModelNet40数据集上,轻量化PointNet网络可达89.7%的准确率;在实际苗圃环境的试验中,该研究方法对靶标的识别准确率可达92.49%,同时误识率与拒识率分别为13.4%和6.47%,相较PointNet网络识别准确率提升了4.38个百分点,误识率和拒识率分别降低了7.2和4.07个百分点;轻量化PointNet网络识别准确率仅比PointNet++网络低1.14个百分点,误识率和拒识率分别高了0.9和1.12个百分点。但是轻量化PointNet网络的模型参数量较PointNet网络和PointNet++网络的模型参数量显著减少,仅为PointNet网络的11.5%,PointNet++网络的27.02%;运算量相较PointNet网络、PointNet++网络分别减少13.3和76.79个百分点。该研究提出的轻量化PointNet网络具有较高的实时性、精确性和鲁棒性,能够满足林果园喷雾作业的靶标识别需求,可为林果园喷雾作业靶标实时识别提供参考。

干旱半干旱区果园生草条件下土壤微生物(细菌)的多样性

采选4种具备潜在“绿肥”功能的草种(黑麦草、苜蓿、高羊茅、长柔毛野豌豆)以及自然生草和清耕模式进行果园行间长期生草处理,应用高通量测序技术分析不同生草模式下果园土壤细菌群落结构、数量和功能的变化,以期为干旱半干旱区果园的合理生草和苹果生产可持续发展提供参考依据。结果表明:生草处理下细菌OTUs被划分为39个已知细菌门、94纲、266目、541科、127属。其中苜蓿(458个OTUs)及自然生草(531个OTUs)处理具有更多的群体特异性OTUs,其次为黑麦草与长柔毛野豌豆处理,并且相较于清耕,生草处理的土壤显著富集了拟杆菌纲、梭状芽孢杆菌纲、放线菌纲、变形菌纲、拟杆菌门、草酸杆菌科、假单胞菌科、芽孢杆菌科等有益微生物。PCoA主成分、Adonis组间差异分析和α多样性(ACE指数)进一步表明,土壤细菌群落的组成主要受生草处理影响,其中自然生草、苜蓿及长柔毛野豌豆处理区域土壤样品中的细菌群落差异以及细菌多样性更显著。同时自然生草、苜蓿及长柔毛野豌豆生草处理下差异代谢通路主要聚焦于碳水化合物代谢,氨基酸代谢,能量代谢,跨膜转运及核苷酸代谢,其平均丰度分别为13.6%、9.5%、4.2%、3.4%、3.2%。综上所述,生草处理可影响细菌群落结构,其中自然生草、苜蓿及长柔毛野豌豆生草进一步显著促进了细菌群落的功能。

不同覆盖措施对寒地苹果园土壤物理特性和树体生长的影响

为探索适合东北寒地雨养苹果园幼树生长的土壤覆盖技术,以当地主栽苹果品种龙丰为试材,连续2年采用稻草、玉米秸秆、食用菌菌渣和园艺地布覆盖,以清耕为对照,研究不同覆盖处理对苹果园土壤温度、含水量、容重、孔隙度以及树体生长的影响。结果表明:覆盖可显著影响表层土壤温度,与清耕对照相比,覆盖稻草显著降低了土壤温度,覆盖玉米秸秆和覆盖食用菌菌渣能够稳定土壤温度;覆盖处理显著提高了土壤含水量,以覆盖食用菌菌渣最佳,5—10月平均土壤含水量较对照提高40.5%;覆盖有机材料可降低土壤容重,增加土壤孔隙度,在成熟期与对照差异显著,以覆盖玉米秸秆最佳。覆盖促进了龙丰幼树生长,春梢长度和新梢长度、粗度增加,干径增加,促进了叶片生长。综合比较,覆盖园艺地布促进树体生长效果最佳,覆盖玉米秸秆和覆盖食用菌菌渣对改善土壤环境效果最好,同时也能够促进树体生长。

果园水肥药与防霜冻一体化系统装置的设计

针对我国果园生产中存在的水资料浪费、过度施肥、不科学施药、霜冻危害等问题,面向果园管理的水肥药节约省力需求,设计了一种果园水肥药与防霜冻一体化装置。以现有的果园灌溉系统为基础,构建水肥药、防霜冻和灌溉融合应用模式,实现了滴灌施肥、喷灌施药和防霜冻等果园农事功能。装置具有人工控制、定时定量、模型控制等多种控制方式,减少了设施设备成本,提高了果园现有设备的综合利用率,可精准控制水、肥、药的使用量,节约了农业资源。

生物有机肥对果园生产的影响研究进展

近年来,生物有机肥的研究与应用快速发展,特别是随着施肥报酬递减、土壤退化、面源污染、生态环境破坏等问题频发,生物有机肥料应用受到越来越多的重视,商品化生物有机肥料生产规模快速扩大,产品品类也不断丰富。本文梳理了生物有机肥的特点及其施用对果园土壤、土壤微生物以及果树生长发育、果实产量品质等方面的作用,并提出在果园生产中的施用策略,以期为果树生产栽培中的高效施肥管理提供参考依据。

果园生草条件下苹果病虫害发生特征

为明确宁夏引黄灌区果园优势功能草种类型并进行获益评价,选用黑麦草Lolium perenne、苜蓿Medicago sativa、高羊茅Festuca arundinacea、长柔毛野豌豆Vicia villosa等4种具备潜在绿肥功能的草种以及自然生草进行果园行间长期生草处理,以清耕模式为对照,对生草试验3年后不同功能草种条件下的果树生长发育及主要病虫害发生状况进行调查,解析不同生草品种条件对果园苹果生长发育、产量品质、病虫害发生情况的综合影响。不同草种生草对苹果生长发育及病虫害的影响不同,即人工播种长柔毛野豌豆、高羊茅、黑麦草及自然生草均可促进果树生育与果实产量品质的提升,减少蚜虫、叶螨发生量,增加瓢虫、草蛉的种群数量。人工播种苜蓿则会显著抑制果树的生育,并使斑点落叶病发生率提高37.62%。果树生长发育与病虫害及天敌发生量的相关性分析表明,果树短枝率与捕食性天敌瓢虫发生量呈显著正相关(R^(2)=0.72),单株产量与捕食性天敌瓢虫(R^(2)=0.64)及草蛉(R^(2)=0.57)发生量呈显著正相关,与叶螨、蚜虫、早期落叶病发生量呈显著负相关(0.462<0.77);此外,捕食性天敌草蛉与瓢虫发生量呈显著正相关,瓢虫与叶螨及蚜虫发生量呈显著负相关(R^(2)>0.62)。综上,果园行间播种长柔毛野豌豆能促进果树生长发育,减少病虫害发生,即果树的获益程度最高,具体表现为(相较于清耕):促进果树生长发育方面,可使短枝率提高15.91%,单果重提高12.62%,可溶性固形物含量提高5.95%,可溶性糖含量提高10.54%,可滴定酸含量降低21.43%,使蚜虫发生量降低36.10%,叶螨发生量降低22.46%,可作为宁夏引黄灌区果园的优势功能草种。