灵璧县果园智能化管理技术探讨论文

2024-11-21 15:33:52 来源: 作者:liziwei
摘要:为了提高果园管理工作的质量和效率,在分析农业机械自动化技术应用意义以及对果园管理重要性的基础上,对农业机械自动化技术的应用特点进行了分析,包括水肥一体化智能管理系统、自动化除草设备、智能化采摘设备、智能化病虫害监测与防治设备。农业机械自动化技术的应用对于提升果园的管理水平和提高果园的产量和品质具有积极的促进作用。
摘要:为了提高果园管理工作的质量和效率,在分析农业机械自动化技术应用意义以及对果园管理重要性的基础上,对农业机械自动化技术的应用特点进行了分析,包括水肥一体化智能管理系统、自动化除草设备、智能化采摘设备、智能化病虫害监测与防治设备。农业机械自动化技术的应用对于提升果园的管理水平和提高果园的产量和品质具有积极的促进作用。
关键词:果园;机械自动化;管理;技术应用
在传统的果园管理模式中,人力劳动占据主导地位。现阶段多数地区的果园建设规模不断扩大,劳动力成本上升,传统的管理模式已经无法满足果园管理发展的实际需求。为此,在技术发展的背景下,需要将农业机械自动化技术应用在果园管理中,以此提升果园的生产效率和经济效益。安徽省灵璧县近年来高度重视果园的建设与发展,目前种植园用地面积已经达到671.87公顷,其中果园占比77.93%。在果园建设方面,灵璧县投入了大量的资金和人力,灵城镇现代农业示范园占地500亩,建有66个高标准日光温室大棚,种植羊角蜜等特色瓜果,政府的支持与投入也在不断加强,不断调整区域产业布局,探索农文旅融合发展之路,集特色种植与乡村观光于一体,打造果园产业文化园,为当地的农业发展提供了有效支持。本文结合安徽省灵璧县果园管理工作开展的实际情况,探讨机械自动化技术的实际应用。
1.农业机械自动化技术在果园管理中的重要性
农业机械自动化技术在果园管理中的重要性主要体现在以下几个方面。一是农业机械自动化技术有助于果园管理效率的提升,在实际管理过程中,可以通过引入智能化控制系统、智能传感器等方式,提升管理效率。二是农业机械自动化技术可以实现对果园资源的合理配置,传统的管理模式需要大量的人力投入,导致管理工作中存在管理精细化不到位,资源浪费的问题,而农业机械自动化技术可以为管理工作提供较为精准的管理数据,既可以减少人力的使用,也可以借助数据信息提升管理决策的科学性。三是农业机械自动化技术的应用可以减少果园管理中化肥、农药的使用量,从而降低对果品质量和自然环境的负面影响。
2.农业机械自动化技术在果园管理中的应用分析
2.1完善果园机械自动化生产的基础措施
在技术快速发展的背景下,为保证农业机械自动化技术在果园管理中充分发挥其作用,实现果园管理的现代化、高效化以及智能化,需要针对农业机械自动化技术的应用完善相关的基础措施。一是科学进行果园的规划,管理人员需要在规划阶段充分考虑到果园的地形、规模、气候以及土壤等因素。选择合适的果树品种,优先选择适合本地生长的树种,以此降低后续管理的难度,同时也需要对果园的道路进行合理的规划,保证农业机械自动化设备可以进出果园进行管理作业。二是电力设施的建设,果园中需要建立完善的电力设施,为农业机械的供电提供保障,注重电力设施使用的安全性和稳定性。三是根据果园经营管理的实际需求购置农业机械自动化设备,并针对其制定科学的维护管理方案,保证农业机械自动化技术的应用可以满足果园管理的实际需求。
2.2结合管理需求应用机械自动化技术
2.2.1自动化播种机械
自动化播种机械在果园管理中的应用主要是利用传感技术、GPS定位技术以及自动化控制系统,根据果园播种的实际需求对播种量进行精准的控制,同时自动化播种机械可以根据果园的地形、土壤条件等,对播种的深度以及播种间距进行适当的调整,从而让种子可以得到充足的生长空间以及营养成分,可以实现播种的均匀性和一致性。在应用自动化播种机械设备时,管理人员需要注意以下几点,一是根据果园的地形选择合适的自动化设备,例如无人机式播种机等,保证自动化播种机械设备具有较强的稳定性以及精准度,二是管理人员应根据果园的实际情况制定播种方案,确定播种时间等,针对播种量、深度的参数可以提前在自动化播种机械的管理系统中进行设定,自动化播种机械可以根据系统指令进行作业,也可以结合实际情况进行科学的调整。
2.2.2水肥一体化智能管理系统
灌溉和施肥管理是果园管理的重要组成部分,直接关系到水果的产量和质量。现阶段,灵璧县在果园的管理中已经开始应用水肥一体化的智能管理系统,主要是利用智能控制系统以及传感器技术,在施肥、灌溉中可以实现肥料、水分的精准控制,将土壤养分含量、果树需肥规律与可溶性固体或液体肥料有机结合,以肥液的形式与灌溉水一起输送到果树的根部土壤中,将灌溉与施肥合二为一,可以实现对整个果园灌溉和施肥方案的动态、精准调控。在执行环节,可以使用自主导航的灌溉机器人、施肥机器人搭载高精度作业系统对果树进行定向灌溉和施肥,最大限度满足果树生长所需的养分。以安徽省某示范园为例,2022年,示范园围绕“阳光果园、环境监管、施肥管理、可视化监测”进行数字化改造,安装了水肥一体化喷灌、自动传感器等数字智能设施,估计总产量能达1.5万公斤,今年4月底,示范园第一批上市的枇杷最高卖到120元/公斤。由此可见水肥一体化的智能系统在提升果园产量方面具有积极作用,可以促进果农的增收。
2.2.3自动化除草设备
果园中的杂草会影响果树的正常生长,同时也会导致果园管理的难度和成本增加,在管理过程中应用自动化除草设备可以借助视觉识别技术以及导航技术等,实现对杂草的精准识别和去除,从而减少人工除草的成本和工作量。自动化除草设备中的视觉识别技术包括高清摄像头和图像识别算法,能够对果树和杂草进行准确识别,喷洒除草剂时,设备可以根据杂草的高度和密度进行自动调节,既可以保证除草的效果,也不会对果树造成负面影响。导航技术的应用是在自动化除草设备上搭载GPS或北斗导航系统,让自动化除草设备能够实现自主巡航和定位,在果园中可以自动行驶,完成除草工作,同时自动化除草设备还可以借助超声波探测或激光雷达等技术自动检测障碍物,避免在果园中行动时发生碰撞。自动化除草设备在运行过程中可以利用电能和太阳能,能够有效减少在管理过程中的环境污染以及能源消耗。
2.2.4智能化采摘设备
果品的人工采摘可能会对水果的品质造成一定的影响,使用智能化采摘设备可以借助图像识别算法、传感器和机械臂等技术实现对已经成熟的果实进行采摘,可以减少对果实的损伤,提升采摘管理的效率和质量。智能化采摘设备中可以搭载重量传感器、颜色传感器等,进而对果实的成熟程度进行监测,当果实达到采摘标准后,设备将自动启动采摘程序。设备中的高清摄像头和图像识别算法,可以准确识别出果实的种类、大小和位置等信息,根据果实的形态和特征进行自适应调节,确保采摘过程中的准确性和稳定性,智能化采摘设备还可以通过搭载机械臂和末端执行器等设备,模拟人工采摘的动作和力度,减少果实的破损率。目前采摘机器人主要分为地面式和树上式两类,地面式采摘机器人通过关节式机械手可以达到一定高度进行采摘,但因受到身体高度限制,难以抓取较高位置的果实,树上式采摘机器人则可通过特殊的树行结构,直接爬到树上进行全方位采摘,无高度限制。以安徽省灵璧县的草莓种植为例,在应用智能化采摘设备使用中,通过前期对草莓颜色、形状、成熟度等视觉训练与软件的设计,可以实现草莓的自动化采摘,草莓采摘机器人主要由底盘和机器手臂两部分组成,底盘负责移动和计算,手臂负责草莓摘取,机器手臂上安装了摄像头,可对周围景象实时拍照,并发送给底盘。一旦发现成熟草莓后,底盘会停止前进,命令机器手臂进行采摘。
2.2.5智能化病虫害监测与防治设备
病虫害是影响果园中果实质量和产量的主要因素之一,也是果园工作管理的重点内容,在传统的管理模式中,根据果树的生长情况以及常见病虫害需要人力布置害虫杀灭装置、喷洒农药等,但由于管理人员无法时刻关注病虫害的情况,导致病虫害的防治具有一定的滞后性,而喷洒农药若未能严格控制剂量,也会造成农药残留。智能化病虫害监测与防治设备在果园管理中的应用,可以实现对病虫害的监测,在设备中搭载传感器、智能识别系统以及数据分析技术等,对果园中各类病虫害进行识别,分析具体的病虫害种类,对危害情况进行分析,预测接下来的发展趋势,并在此基础上提供科学的防治方案。以安徽省农科院农业经济与信息研究所的相关工作为例,针对农业生产建立了“图知农业病虫害大模型”,通用人工智能与农业深度融合的科技创新应用成果,提升了现有病虫害智能识别能力,在果园一类病虫害的检测识别精度基本达到了90%以上,在固定设备下近400类害虫的检测识别精度基本达到85%以上,相对于传统目标检测小模型精度约提升11%以上,同时该模型具有智能问答功能,通过一张田间照片,大模型经过分析可以得出具体病虫害,并提醒管理人员开展防治工作,实现了智能预测功能,可以对病虫害发生趋势、发生面积与发生程度进行预测和预警,还具备智能分析、智能生成功能。
2.2.6优化自动化数据分析构建决策系统
在果园管理中,利用农业机械的数据分析功能还可以为精准管理决策的提出提供支持,由于果园环境复杂,采集到的数据可能存在噪声、异常值等问题,需要通过预处理的方式保证数据的准确性和可靠性,还需要针对数字信息进行标准化的处理,利用先进的算法和模型,获取分析结果,从而保证果园管理可以更加科学、高效地开展,全面提升果园经营的经济效益。
3.结束语
农业机械自动化是目前果园管理中的重要手段,在实际管理过程中,需要根据果园种植的实际需求,科学规划基础设施,为农业机械自动化技术及其设备的应用提供有效支持。注重农业机械自动化技术在播种、灌溉、施肥、病虫害防治、采摘等环节的应用,将其应用在管理决策中,从而提升果园管理效果。
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