農(nóng)業(yè)機(jī)械在進(jìn)行露地蔬菜(甘藍(lán))智能化自主移栽作業(yè),。 受訪單位供圖
每年初冬,，是北京甘藍(lán)成熟的季節(jié),。作為一種露地蔬菜，甘藍(lán)種植過程中需要移栽,，移栽質(zhì)量和效率直接影響蔬菜生長與產(chǎn)量,。在傳統(tǒng)的移栽作業(yè)中，即使用上了移栽機(jī),，也存在重耕漏耕,、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、質(zhì)量不可控,、移栽直線度不一致等問題,。如今在新場景下，這些問題都得到了有效解決,。
北京中科原動(dòng)力科技有限公司(以下簡稱“中科原動(dòng)力”)行政總監(jiān),、正高級工程師鄭思儀向記者介紹,，中科原動(dòng)力與北京市農(nóng)林科學(xué)院信息技術(shù)研究中心長期緊密合作，圍繞蔬菜智能化管理,、無人化作業(yè)開展了多年的技術(shù)攻關(guān),。該公司打造的露地蔬菜(甘藍(lán))智能化自主移栽應(yīng)用場景并非只是對作業(yè)機(jī)具的簡單升級，而是綜合運(yùn)用多種技術(shù),，形成了露地甘藍(lán)移栽環(huán)節(jié)中自動(dòng)化取苗、投苗作業(yè)新模式,。
在傳統(tǒng)土壤元素檢測場景中,，需要將樣本拿回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行理化分析，而在土壤元素快速檢測應(yīng)用場景下,，可以實(shí)現(xiàn)土壤元素現(xiàn)場,、快速、多指標(biāo)檢測,。參與建設(shè)土壤元素快速檢測應(yīng)用場景的北京市農(nóng)林科學(xué)院智能裝備技術(shù)研究中心副研究員,、高級工程師田宏武告訴記者，新場景正在提升北京市的智慧農(nóng)業(yè)水平,。
日前,，露地蔬菜(甘藍(lán))智能化自主移栽應(yīng)用場景和土壤元素快速檢測應(yīng)用場景共同入選了北京市11項(xiàng)國內(nèi)首創(chuàng)場景成果。
智能移栽質(zhì)量更好
傳統(tǒng)的甘藍(lán)移栽作業(yè),，大部分以人工移栽為主,，少部分是半機(jī)械化作業(yè)。移栽作業(yè)面臨人力投入成本高,、種植管理環(huán)節(jié)多,、移栽質(zhì)量不可控的問題。由于土壤條件的復(fù)雜性,，移栽過程中常會(huì)出現(xiàn)漏苗,、裸根以及種植密度不均等問題。
同時(shí),，當(dāng)前我國農(nóng)機(jī)領(lǐng)域高端先進(jìn)裝備部分關(guān)鍵核心技術(shù),、重要零部件仍依賴進(jìn)口，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝農(nóng)田的協(xié)同配套也亟待加強(qiáng),。此外,，品種選育、栽培制度,、種植方式,、產(chǎn)后加工與機(jī)械化生產(chǎn)的適應(yīng)性也有待提高，集成配套的全程機(jī)械化體系都需完善,。
“面對這些挑戰(zhàn),，中科原動(dòng)力圍繞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)‘耕種管收運(yùn)’全環(huán)節(jié)，開展產(chǎn)學(xué)研用合作，構(gòu)建全程數(shù)字化,、精準(zhǔn)化,、智能化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，打造了露地蔬菜(甘藍(lán))智能化自主移栽應(yīng)用場景,?！编嵥純x說。
在新場景中,，依靠數(shù)字化,、智能化手段建設(shè)的露地蔬菜(甘藍(lán))智能化自主移栽系統(tǒng)，可根據(jù)地塊情況,、農(nóng)藝要求,、農(nóng)機(jī)具參數(shù)等動(dòng)態(tài)生成無人作業(yè)方案，并選擇適宜的耕作與轉(zhuǎn)彎掉頭方式,，減少機(jī)耕道寬度與作業(yè)距離,，提高土地利用率。
新場景的主要?jiǎng)?chuàng)新,，還包括農(nóng)田環(huán)境下的北斗定位導(dǎo)航,、自主路徑規(guī)劃、自動(dòng)取苗投苗,、對位落苗等系列關(guān)鍵技術(shù),，實(shí)現(xiàn)了視覺苗壟識(shí)別位置校正、缽苗柔性夾取等功能,。
“新場景能對移栽作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行評估監(jiān)測,，動(dòng)態(tài)調(diào)整取投苗與作業(yè)行進(jìn)速度，提高機(jī)具動(dòng)態(tài)適配與協(xié)同作業(yè)控制效果,，自動(dòng)化取投苗成功率超90%,。”鄭思儀說,。
當(dāng)前我國正在快速推廣甘藍(lán)的智能無人化作業(yè)場景,，各類自動(dòng)采收、運(yùn)輸無人農(nóng)機(jī)已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟,。
“相比采收,，移栽工作更加精細(xì)復(fù)雜，我們打造的露地蔬菜(甘藍(lán))智能化自主移栽應(yīng)用場景可以有效提升作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量,，展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用潛力,。”鄭思儀說,。
土壤檢測效率更高
在傳統(tǒng)土壤元素檢測場景下,，實(shí)驗(yàn)室理化分析一次只能檢驗(yàn)少數(shù)幾項(xiàng)指標(biāo),，且檢測周期可能長達(dá)數(shù)天甚至一個(gè)月。這種方法雖然精準(zhǔn)可靠,，但是有著成本高,、耗時(shí)長、覆蓋面小等局限性,。
“如果把土壤檢測比作體檢,，我們研發(fā)的就是一種能夠快速進(jìn)行初步總體篩查的新技術(shù)，幫助我們判斷土壤可能存在的問題,，然后在此基礎(chǔ)上再做詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)室檢測,。”田宏武說,。
土壤元素快速檢測應(yīng)用場景實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場,、快速,、多指標(biāo)3個(gè)目標(biāo),。田宏武告訴記者，打造該場景的核心在于傳感器,。
“如今,，納米等新材料技術(shù)的發(fā)展使得傳感器向著微型化、智能化,、多樣化的趨勢發(fā)展,。”田宏武說,。此外,，激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測技術(shù)、復(fù)雜元素譜峰解析技術(shù),、有機(jī)和無機(jī)多元素定量模型等關(guān)鍵技術(shù)也是土壤元素快速檢測應(yīng)用場景得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ),。田宏武介紹，正是新型傳感器及其配套技術(shù)取得的突破,，讓土壤元素現(xiàn)場快速檢測成為可能,。
土壤元素快速檢測應(yīng)用場景首次實(shí)現(xiàn)了單設(shè)備、多通道土壤成分的多指標(biāo)同步檢測,，已被應(yīng)用在車載田間巡檢式測量和實(shí)驗(yàn)室固定式測量等多個(gè)領(lǐng)域,，可以對土壤中速效鉀、硝態(tài)氮等營養(yǎng)元素,，痕量重金屬等污染元素進(jìn)行有效測量,。
“此外，該場景還集成數(shù)據(jù)云服務(wù)平臺(tái),，包含用戶注冊,、數(shù)據(jù)查詢,、數(shù)據(jù)下載以及空間地圖展示等功能，打造了一個(gè)前所未有的‘應(yīng)用生態(tài)’,?！碧锖晡湔f。
據(jù)介紹,，土壤元素快速檢測應(yīng)用場景取得了多項(xiàng)突破,，全指標(biāo)檢測時(shí)間縮減到10分鐘之內(nèi)，檢測成本較標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室分析降低了80%以上,，并能有效避免二次污染,。
目前，土壤元素快速檢測應(yīng)用場景已在多地展現(xiàn)出其獨(dú)特價(jià)值,。田宏武介紹,，以陜西某地為例，當(dāng)?shù)卮嬖诓簧儆?jì)劃轉(zhuǎn)為農(nóng)業(yè)用地的工業(yè)用地,，在規(guī)劃開發(fā)之前,，需要對這些土地的土壤進(jìn)行摸底調(diào)查。摸底工作時(shí)間緊,、任務(wù)重,，在該地推廣土壤元素快速檢測應(yīng)用場景可有效提升檢測效率。
“土壤元素快速檢測應(yīng)用場景可以對工業(yè)用地土壤進(jìn)行‘初篩’‘分診’,，大大提高了當(dāng)?shù)赝寥罊z測的效率,。”田宏武表示,，隨著新技術(shù)與新場景的不斷拓展,、匹配，土壤元素快速檢測應(yīng)用場景在城市和鄉(xiāng)村都將大有可為,。（記者 孫明源）
編輯：周大為
