農(nóng)業(yè)機械在進行露地蔬菜（甘藍）智能化自主移栽作業(yè)。
每年初冬，是北京甘藍成熟的季節(jié)。作為一種露地蔬菜，甘藍種植過程中需要移栽，移栽質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，也存在重耕漏耕、標準不統(tǒng)一、質量不可控、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。
北京中科原動力科技有限公司（以下簡稱“中科原動力”）行政總監(jiān)、正高級工程師鄭思儀向記者介紹，中科原動力與北京市農(nóng)林科學院信息技術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)開展了多年的技術攻關。該公司打造的露地蔬菜（甘藍）智能化自主移栽應用場景并非只是對作業(yè)機具的簡單升級，而是綜合運用多種技術，形成了露地甘藍移栽環(huán)節(jié)中自動化取苗、投苗作業(yè)新模式。
在傳統(tǒng)土壤元素檢測場景中，需要將樣本拿回實驗室進行理化分析，而在土壤元素快速檢測應用場景下，可以實現(xiàn)土壤元素現(xiàn)場、快速、多指標檢測。參與建設土壤元素快速檢測應用場景的北京市農(nóng)林科學院智能裝備技術研究中心副研究員、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）智能化自主移栽應用場景和土壤元素快速檢測應用場景共同入選了北京市11項國內(nèi)首創(chuàng)場景成果。
智能移栽質量更好
傳統(tǒng)的甘藍移栽作業(yè)，大部分以人工移栽為主，少部分是半機械化作業(yè)。移栽作業(yè)面臨人力投入成本高、種植管理環(huán)節(jié)多、移栽質量不可控的問題。由于土壤條件的復雜性，移栽過程中常會出現(xiàn)漏苗、裸根以及種植密度不均等問題。
同時，當前我國農(nóng)機領域高端先進裝備部分關鍵核心技術、重要零部件仍依賴進口，農(nóng)機農(nóng)藝農(nóng)田的協(xié)同配套也亟待加強。此外，品種選育、栽培制度、種植方式、產(chǎn)后加工與機械化生產(chǎn)的適應性也有待提高，集成配套的全程機械化體系都需完善。
“面對這些挑戰(zhàn)，中科原動力圍繞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)‘耕種管收運’全環(huán)節(jié)，開展產(chǎn)學研用合作，構建全程數(shù)字化、精準化、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）智能化自主移栽應用場景。”鄭思儀說。
在新場景中，依靠數(shù)字化、智能化手段建設的露地蔬菜（甘藍）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)機具參數(shù)等動態(tài)生成無人作業(yè)方案，并選擇適宜的耕作與轉彎掉頭方式，減少機耕道寬度與作業(yè)距離，提高土地利用率。
新場景的主要創(chuàng)新，還包括農(nóng)田環(huán)境下的北斗定位導航、自主路徑規(guī)劃、自動取苗投苗、對位落苗等系列關鍵技術，實現(xiàn)了視覺苗壟識別位置校正、缽苗柔性夾取等功能。
“新場景能對移栽作業(yè)質量進行評估監(jiān)測，動態(tài)調整取投苗與作業(yè)行進速度，提高機具動態(tài)適配與協(xié)同作業(yè)控制效果，自動化取投苗成功率超90%。”鄭思儀說。
當前我國正在快速推廣甘藍的智能無人化作業(yè)場景，各類自動采收、運輸無人農(nóng)機已經(jīng)發(fā)展得相當成熟。
“相比采收，移栽工作更加精細復雜，我們打造的露地蔬菜（甘藍）智能化自主移栽應用場景可以有效提升作業(yè)效率和作業(yè)質量，展現(xiàn)出廣闊的應用潛力。”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，實驗室理化分析一次只能檢驗少數(shù)幾項指標，且檢測周期可能長達數(shù)天甚至一個月。這種方法雖然精準可靠，但是有著成本高、耗時長、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行初步總體篩查的新技術，幫助我們判斷土壤可能存在的問題，然后在此基礎上再做詳細的實驗室檢測。”田宏武說。
土壤元素快速檢測應用場景實現(xiàn)了現(xiàn)場、快速、多指標3個目標。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，激光誘導擊穿光譜檢測技術、復雜元素譜峰解析技術、有機和無機多元素定量模型等關鍵技術也是土壤元素快速檢測應用場景得以實現(xiàn)的基礎。田宏武介紹，正是新型傳感器及其配套技術取得的突破，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用場景首次實現(xiàn)了單設備、多通道土壤成分的多指標同步檢測，已被應用在車載田間巡檢式測量和實驗室固定式測量等多個領域，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行有效測量。
“此外，該場景還集成數(shù)據(jù)云服務平臺，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，打造了一個前所未有的‘應用生態(tài)’。”田宏武說。
據(jù)介紹，土壤元素快速檢測應用場景取得了多項突破，全指標檢測時間縮減到10分鐘之內(nèi)，檢測成本較標準實驗室分析降低了80%以上，并能有效避免二次污染。
目前，土壤元素快速檢測應用場景已在多地展現(xiàn)出其獨特價值。田宏武介紹，以陜西某地為例，當?shù)卮嬖诓簧儆媱澽D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行摸底調查。摸底工作時間緊、任務重，在該地推廣土壤元素快速檢測應用場景可有效提升檢測效率。
“土壤元素快速檢測應用場景可以對工業(yè)用地土壤進行‘初篩’‘分診’，大大提高了當?shù)赝寥罊z測的效率。”田宏武表示，隨著新技術與新場景的不斷拓展、匹配，土壤元素快速檢測應用場景在城市和鄉(xiāng)村都將大有可為。
