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精准农业智能化变量作业装备技术开发与应用
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  • 公布年份:
    2016
  • 中图分类:
    S126
  • 关键词:
  • 成果简介:
    精准农业技术承载着节本、增产、增效、农业可持续发展的重任,是现代农业发展的方向。长期以来中国水肥药施用粗放、利用率低,化肥为35% (国外55%);农药为30% (国外50%)。未利用的化肥和农药造成了严重的水质、土壤和空气污染,不仅增加生产成本,还严重危害生态和食物安全,其复原常常需要上百年。项目围绕农业增产增效、品质提升、节约资源、生态可持续发展的目标,重点突破农业信息精测、变量作业精施、系统装备精管三大关键技术,构建基于土壤养分-粮食产量的全程精准作业装备技术体系,实现水肥种药按作物需求变量科学施用,促进农业生产发展方式转变。经多年创新实践,取得如下突破:1.首创了作业对象信息精确获取方法,突破了多项农田信息获取难的瓶颈问题。发明了农田肥力自动快速评价方法,解决了化学分析速度慢、间接推算精度低的难题,实现了土壤肥力快速自动检测从无到有的重大突破;发明了粮食产量分布信息远端抗扰动态流量的计量方法,实现了联合收割机粮食产量计量的原理性创新,误差小于3% (国外10%);发明了基于虚拟光谱分割技术的多特征智能杂草识别方法,实现了田间杂草实时高精度识别定位的重大技术突破,识别率为94% (国外85%)。2.首创了农业装备作业状态反馈自适应调控方法,解决了农业投入物精准施用的技术难题。发明了基于物料信息融合的流量反馈控制方法,提出了自适应校正的物料流量动态测量方法,构建了流量反馈自适应的闭环控制系统,真正地实现了种肥精准施用,误差小于5% (国外8%);发明了自走式大型喷灌机智能变速降雨量控制方法,实现了按需节水喷灌的智能化变量控制的目标。3.创建了“互联网+农机”的农业生产作业过程智能化云监控模式,大幅度提升了农业生产信息化技术水平。发明了基于土壤打滑智能识别与补偿控制的自动导航方法,解决了轮胎—土壤打滑率变幅大的自适应问题,系统价格较国外低50%;开发了基于云管理技术的联合收割机可视化监控系统,实现了关键工况参数的测控系统化、响应快速化、参数可视化;研制了联合收割机远程监测、调度云管理系统,率先迈入互联网+农机管理的时代。4.构建了主要粮食作物全程精准作业装备体系,实现了国产精准农业装备智能化技术从无到有的重大技术跨越。首次开展了全方位农业装备智能化技术系统研究,开发了播种、施肥、中耕、植保、收获等环节的精准农业智能变量作业装备13种,针对小麦、玉米开展了整个作业生产周期的智能装备应用示范,节种、节肥、节水、节药效果明显,带动了中国农业装备实现跨越式发展,推动了农业粗放作业向精准作业转变。项目获发明专利20项、实用新型专利23项、软件著作权14项;取得省部级鉴定成果3项;发表论文100余篇;总体技术达到国际先进水平,获中国机械工业科学技术一等奖1项。近三年销售推广智能化精准变量作业装备7452台(套),涵盖新疆、东北、西北、华北等主要粮食产区,新增销售额7.23亿元,取得了重大经济社会效益与环境效益。
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