智慧农业科普：智慧果园种植科研(一)

发布时间：2024-06-25 来源：水肥一体化

果园，作为农业生产的重要机构，其科学技术水平代表了农业发展水平。在无数科研机构的努力之下，与智慧果园种植相关的研究层出不穷，本文整理了涉及：果园构建关键技术装备、三维虚拟果园、智能底盘与除草及收获装备、收获装备、果园喷雾机、梨树花序检测等，共十四篇论文内容，分享下农业科研进展。

参与机构：中国农业大学农业无人机系统研究院、中国农业大学理学院、中国农业大学药械与施药技术研究中心、中国农业大学烟台研究院、华为技术有限公司、北京市平谷区西营村村委会等

针对传统果园管理以人力为主，但未来可能出现的劳动力短缺、农机作业装备与生产资料管理困难、生产效率低下等问题，引领中国农业发展趋势。该团队研究建设融合物联网、大数据、装备智能化等技术的智慧果园，可有望可解决以上问题。基于桃、梨果园全程机械化、智能化管理等目标，该研究在北京市平谷区峪口镇西营村构建了约30 hm2梨与桃的智慧果园。

应用了各类信息获取传感器、机械化智能农机装备(无人驾驶割草机、智能防冻机、开沟施肥机、无人驾驶履带智能仿形变量喷雾机、六旋翼枝向对靶无人机、多功能采摘平台和整理修剪机等)，技术涉及智能信息获取系统、水肥一体管理系统、病虫害智能管理系统、智能管理平台等。经比较发现，智慧果园生产模式在减少人工成本、节省农药用量、肥料用量、灌溉用水量方面均有明显节约，综合经济效益也有提升。该研究的推广实施将逐步推动中国果业生产水平的提高，促进中国智慧农业的发展。

参与机构：中国农业大学工学院、北京林业大学工学院、现代农业装备与设施教育部工程研究中心

针对果园管理数字化程度低、构建方法较为单一等问题，该团队研究提出了一种基于激光点云的三维虚拟果园构建方法。研究在海棠果园与芒果园开展果园构建方法测试，采用即时定位与地图构建-激光测距、测绘算法、统计滤波算法、布料模拟算法与DBSCAN 聚类算法、Unity3D引擎等技术，构建虚拟果园漫游场景，实现作业机械运动轨迹控制与作业轨迹的可视化展示。

结果表明，通过与实际芒果园的果树行距、株距对比，该方法对海棠果树与芒果树聚类分割的准确率分别达到了95%以上，可以有明显效果地复现果园三维真实的情况，得到了较好地可视化效果，为果园的数字化建模与管理提供了一种技术方案。

参与机构：西北农林科技大学机械与电子工程学院、农业农村部苹果全程机械化科研基地、农业农村部北方农业装备科学观测实验站、宁夏回族自治区农业机械化技术推广站

针对苹果产业的转型升级，苹果生产机械化和智能化的发展程度将影响其经济效益。该团队研究与智能装备研发，旨在推进苹果生产智能化技术。

概述了苹果生产所有的环节机械化水平，涉及动力底盘、除草装备、收获装备等苹果生产装备主要技术，并研究了自动调平与控制、自主导航、自动避障、杂草识别、杂草去除、苹果识别、苹果定位、苹果分离等技术的应用进展，指出了目前苹果生产智能装备技术面临的挑战，并提出了发展建议。

参与机构：农业农村部南京农业机械化研究所、华中农业大学工学院、农业农村部长江中下游农业装备重点实验室

为解决现代化果园，水果收获中劳动强度大、作业效率低、配套机械匮乏等问题，基于果树矮砧宽行密植模式和农艺种植的要求，该团队研究设计了一种自走式果园多工位收获装备。

该装备根据“两侧、两高度、六工位”采摘作业模式，对履带自走式底盘、扩展作业平台、果实自动输送装箱及转运系统等核心部件，进行了参数分析、计算与结构设计。田间试验表明，该装备可同步于六工位人工采收速度，苹果采收损伤率低，装箱均布系数、装箱速度等，达到果园采收作业要求，有望实现现代化果园的智能化采摘收获。

为解决芒果园传统植保作业中农药用量大、施药不均匀、作业效率低等问题，进而构建智慧芒果园，该团队研究对比了地面弥雾机和六旋翼植保无人机两种果园施药机具，在冠层中的药液雾滴沉积性能。