自动控制技术在现代果园中的应用 —以临朐县为例论文

2024-06-20 15:39:52 来源: 作者:xuling
摘要:以临朐县为例,分析农业机械自动控制技术在现代果园生产中的应用和相应的保障措施。在介绍农业机械自动控制技术概念及其在果园生产中应用特征的基础上,通过对果树种植、药剂喷施、节水灌溉和果实采收等环节具体应用,揭示了自动控制技术在现代果园作业中精准应用的效益,最后探讨了保障农业机械自动控制技术有效运行的关键措施。
摘要:以临朐县为例,分析农业机械自动控制技术在现代果园生产中的应用和相应的保障措施。在介绍农业机械自动控制技术概念及其在果园生产中应用特征的基础上,通过对果树种植、药剂喷施、节水灌溉和果实采收等环节具体应用,揭示了自动控制技术在现代果园作业中精准应用的效益,最后探讨了保障农业机械自动控制技术有效运行的关键措施。
关键词:农业机械,自动控制,现代果园,生产应用
临朐县作为一个农业大县,农业生产一直是其支柱产业。近年来,临朐县坚持“做强优势、做精特色”,加快农业由增产向提质转变,实行统一规划、规模开发、连片种植,大力引进农业良种良法,在农业结构调整和优化方面取得了显著成效。自2014年起,临朐县大樱桃产业逐渐兴起,最初大樱桃的种植面积仅为1300公顷,到2016年,种植面积迅猛增长,达到了3300余公顷,为当地带来了超过12亿元的产值。随着时间的推移,到了2018年,大樱桃种植面积进一步扩大至1800公顷,销售收入达到了5亿多元。同年,临朐县大樱桃的种植面积更是跃升至6600多公顷。这一数字的增长不仅反映了种植面积的扩大,也体现了种植技术的进步和管理水平的提升。到2019年,临朐县大樱桃产量更是达到了1万余吨。大樱桃种植取得如此成绩,农业机械自动控制技术发挥了积极的作用。
1.农业机械自动控制技术概述
农业机械自动控制技术是一门融合了机械工程、电气工程、计算机科学等多学科知识的高新技术,其核心在于通过先进的传感器、执行器以及智能控制系统,实现农业生产中的各个环节的自动化和智能化[1]。农业机械自动控制技术具有多重特征,包括但不限于自主性、实时性、精准性等。通过将先进的传感器技术应用于农业设备,农业机械能够实时感知和获取农田的各项信息,通过智能控制系统进行数据分析和决策,最终实现农业生产全过程的智能化管理。
2.临朐县农机自动控制技术的应用现状
在临朐县的现代化农业生产中,农业机械自动控制技术得到了广泛应用。下面从果树种植、药剂喷施、节水灌溉、果园采收等主要环节,分析自动控制技术的应用实践。
2.1果树种植中的应用
自动化种植技术是农业现代化的重要组成部分,通过精准种植,可以提高果树的成活率,节省人力物力,提高果树产量。临朐县在自动化种植技术方面,取得了一定的成效。临朐县大力推广自动化种植设备,鼓励农民使用智能化种植机。这些设备采用先进的导航和传感技术,能够实现精准种植,提高了种植的准确性和效率。同时,自动化种植设备还具备调节种植行距和株距等功能,适应不同果树的种植需求。为了建立完善的农业物联网体系,临朐县积极引入智能化设备与系统,为果园环境的实时监测和数据采集提供有力支持。临朐县结合大数据分析和人工智能技术,为农民提供精准的果树种植决策建议,进一步提高种植的准确性和效率[2]。临朐县建立了大数据分析平台,将农田环境数据、果树生长数据等整合在一起,进行深入分析。通过对历史数据的挖掘和分析,农民可以了解果树生长规律和趋势,为种植决策提供科学依据。
2.2药剂喷施中的应用
临朐县果园中自动化药剂喷施的应用,主要包括无人植保机和智能打药机。无人植保机通过搭载传感器、导航系统和药剂喷洒系统,能够实现对果树的精准喷施[3]。智能打药机则通过集成传感器检测、数据处理、定位导航和药剂喷洒等功能,实现对每棵果树的个性化管理[4]。自动化技术在药剂喷施中,首先依赖于传感技术,其次还需要依赖于定位与导航技术。无人植保机和智能打药机使用GPS或其他定位技术来获取自身位置,并利用导航算法确定飞行或移动路径。这样,就能够实现对果树的精准喷施,避免药剂浪费和果树损伤。无人植保机和智能打药机会根据传感器检测到的数据进行处理,通过内部算法进行分析和判断,以确定是否需要进行喷药。同时,还会根据果树的生长状态、病虫害情况、环境参数等因素,确定药剂的种类、浓度、喷洒量等参数。无人植保机和智能打药机会根据之前处理的数据,在精确到达指定地点后,通过高速旋转的喷嘴将药剂均匀地喷洒在果树或土壤表面。这样,就能够实现对果树的精准保护,防止病虫害的发生。结果表明,在临朐县的大规模水果园区,采用自动化技术进行药剂喷施,能够显著提高药剂的利用率,减少药剂浪费和环境污染。同时,还能够降低果树损伤率,提高果实的产量和品质。具体来说,通过自动化技术进行药剂喷施的果园,其产量比传统手动喷施提高了17%以上,且病虫害发生率降低了24%以上。
2.3节水灌溉中的应用
通过联合计算机、通信技术等先进工具,农业生产者能够构建智能灌溉系统,实现对水资源的精准利用,提高灌溉效率,减少水资源浪费。果园灌溉自动控制系统的建设是节水灌溉的关键,该系统由灌水器、多种传感器和计算机组成。通过传感器采集果园土壤含水率、气象条件等数据,系统能够实时分析果园的需水量,并根据这些数据自动调整滴灌、喷灌等灌溉设施的工作状态。在临朐县的水果种植基地,农业机械自动化控制技术帮助农民实现了动态化和标准化的灌溉管理,根据不同果树的需水状况精确控制水量,提高了灌溉的精准度和效率。此外,根据实时数据调整自动灌溉参数成为实现分区灌溉的重点。在干旱时期,通过土壤含水率检测传感器的数据传输结果,农业机械自动化控制系统能够设定合理的自动灌溉参数,实现对果园的分区灌溉,不仅协调了用水量,更确保了果树根据实际需水状况获得适量的水资源,有效避免了水资源的浪费。
2.4果实采收中的应用
通过自动采摘机器人的引入,农民能够在保障果实品质的同时显著提高采摘效率。自动采摘机器人的核心构成包括机械臂、视觉系统、传感器、定位系统等关键组件。机械臂是机器人的“手”,通过精准的控制,可以模拟人手的动作完成采摘操作;视觉系统则使用摄像头等设备,识别和定位作物的位置和成熟度;传感器负责感知环境信息,例如果实的硬度、成熟度等;定位系统则通过全球定位系统(北斗)或其他定位技术,确保机器人在田间的精准导航[5]。这些组件相互协作,使得自动采摘机器人能够在不损害果实的情况下,高效完成采摘任务。在实际应用中,自动采摘机器人首先通过视觉系统识别目标果实,然后由机械臂进行精准抓取。传感器实时监测作物的状态,确保只有在达到适当的成熟度时才进行采摘。同时,定位系统确保机器人在果园中的准确定位,使得采摘操作更为精准。在临朐县的大樱桃种植基地,农民通过引入自动采摘机器人,不仅减轻了人工采摘的负担,更提高了大樱桃的采摘效率,降低了采摘成本,保障了水果的品质。该项技术的应用为解决农业生产中的人力短缺和成本高的问题提供了创新性的解决途径。通过自动采摘机器人的智能化操作,不仅可以提高作物采收的效率,还可以减少对人力资源的依赖,提高农业生产的自动化水平。
3.农机自动控制技术应用保障措施
3.1加大财政投入,降低农民使用新技术的成本
针对部分农业机械自动控制系统价格较高,农民难以承受的问题,地方农业农村局和推广站应积极争取财政支持,加大对农业机械自动控制技术的研发和推广投入。同时,可以制定相关的购机补贴政策,对购买使用新技术农机的农民给予一定的经济补贴,降低农民使用新技术的成本,提高农民应用新技术的积极性。
3.2加强技术培训和售后服务,提高农民使用新技术的能力
针对缺乏相关技术培训和售后服务的问题,地方农业农村局和推广站应建立健全技术培训和售后服务体系。一是要组织专家和技术人员开展定期的技术培训,帮助农民掌握新技术的基本原理、操作技能和维护保养知识。二是要建立健全售后服务网络,为农民提供及时、有效的技术支持和维修服务,确保农民在使用过程中遇到的问题能够得到及时解决。
3.3加强产学研合作,推动技术创新和产业升级
为推动农业机械自动化控制技术的持续创新和发展,地方农业农村局和推广站应加强与高校、科研机构等单位的产学研合作。通过合作研究、技术转化等方式,推动农业机械自动化控制技术的不断升级和创新。同时,可以引导和支持农机企业加大研发投入,推动农业机械自动化控制技术的产业化发展。
3.4建立健全评估机制,确保新技术的科学应用
为确保农业机械自动化控制技术在临朐县农业生产中的科学应用,地方农业农村局和推广站应建立健全评估机制。一是要对新技术在农业生产中的应用效果进行定期评估,了解新技术的实际应用情况,为进一步优化和推广提供依据。二是要对新技术在推广过程中存在的问题进行总结和分析,及时调整和完善推广策略。三是要对新技术在农业生产中的适用性和可行性进行深入研究,确保新技术在农业生产中的科学应用。
4.结束语
农业机械自动控制技术在现代农业中的应用已经取得了显著成就,为提升农业生产水平、实现可持续发展贡献了重要力量。在实践中通过智能化农机设备的引入,果园种植、药剂喷施、节水灌溉和作物采收等关键环节均实现了农业生产方式的革新。未来的发展需要政府、科研机构和企业共同努力,加强技术支持、培训和研发投入,推动农业机械自动控制技术不断创新,为果园生产注入更多活力,迈向更加智能、高效和可持续的现代农业。
参考文献
[1]申九菊.自动控制技术在农业机械中的应用探讨[J].河北农机,2021,(10):34-35.
[2]李刚.自动化控制技术在农业机械应用的分析[J].农业工程技术,2020,40(21):39-40.
[3]宋淑然,李琨,孙道宗,等.山地果园植保技术与装备研究进展[J].现代农业装备,2019,40(05):2-9.
[4]崔玉林.自动化控制技术在农业机械制造中的应用[J].中国果树,2022,(12):116.
[5]申艺方,聂超超,赵会娟.浅析自动控制技术在农业机械中的应用[J].南方农机,2023,54(22):83-85.
