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温室智能化精细生产技术与装备研发

作者:pt真人电子 来源:科技管理处 更新时间:2021年05月12日

  项目负责人:齐飞 

  项目作者:pt真人电子 来源:“十三五”国家重点研发计划项目 

  项目目标:项目以蔬菜(果菜、叶菜)种植、食用菌培植为主要对象,以连栋温室、塑料大棚和高标准日光温室等为应用对象,紧密结合生产效率提升需求和生产要素实际现状,立足生产全程视角,提升环境调控精准化、电动作业系统化、目标识别精细化和智能设备成套化水平;研制采摘和植株管理、电动输送、设施环控、自动接菌、立体栽培等装备;规划温室果菜、水培叶菜、食用菌的智能化作业路径,开发与生产工艺紧密结合的成套设备管理软件和全程信息管理平台,提高温室作业效率50%以上,降低劳动强度,提高温室管控精细化水平。 

  主要内容与效果: 

  1)共性关键技术。项目针对温室作物生长模型建立的基本原理、研究方法、技术难点以及模型应用等关键问题进行研究,运用神经网络、深度学习和智能集成模型等技术,突破了作物环境和生理信息关系关键核心技术,开发了具有普适性和自主学习功能的作物环境和生理信息模型;针对温室采摘、输送等机器人开发,突破了基于深度学习的果实识别、温室轨道式底盘自动换轨技术、巡检机器人智能巡检、温室植保机器人对靶喷雾技术、温室水培蔬菜自动化有序收获技术;针对温室果菜种苗生产,突破了基于二向图像识别的果菜幼苗分级移栽技术路径优化及智能栽培物流管理技术。针对立体栽培人工补光耗能大、环境不均衡、输送效率不高等问题,探究了基于温室自然光与人工光互补立体栽培模式,突破了叶菜种苗光-营养-环境参数精细耦合自动调控、水培叶菜生产物流化智能输送、叶菜种苗智能化移植等关键技术。针对食用菌生产作业装备方面,突破了食用菌基料全自动装备技术和袋装食用菌菌种定量精确与自动接种技术。 

  2)系统装备。项目形成了基于温室环境-生理信息的高效节能智能化环控模型及装备系统,开发了温室智能调控和能源管理系统;开发了温室物料输送、果菜和叶菜收获、植保和巡检机器人,提高机械化高效作业,达到温室精细生产自动化水平。针对温室果菜种苗生产,开发以省力化、高效化作业为特征的多层嫁接流水线、以精准化、便捷化使用为特性的快速愈合设备和种苗微环境温-光精细调控设备。结合果菜育苗生产工艺,建立种苗生产转运路径规划方法和工艺方案,开发与之配套的种苗自动运输关键设备。针对水培叶菜生产,研发了叶菜种苗物流化输送、智能化光-营养-环境精细控制立体栽培装备,解决了作业自动化程度不高、生产率低下的问题。为解决食用菌生产中环境研究基础薄弱、培养基料装袋过程中人工套袋难等问题,研发了适合温室环境生产的食用菌培养基料全自动高效装袋技术和袋栽食用菌液体菌种智能化精确播种技术和成套装备。 

  3)取得成果。项目形成装备33套,发表论文51篇,其中SCIEI收录18篇;制定行业标准1项、企业标准15项;取得软件著作权10项。申报发明专利31项,授权发明专利5项,授权实用新型专利16项。 

果菜种苗智能分级移栽机

温室落蔓疏蔓系统