温室园艺产业化生产在西方发达国家的水平很高、规模很大。由于受到农业用地狭小的条件限制,荷兰、以色列、日本等国家发展温室园艺产业具有明显的特征:重视种苗培育、建设现代化大型温室、大量采用智能化计算机控制、生产流程高度自动化。这种“植物工厂”的专业模式和分工方式能产生非常高的生产效率,大幅提高优质蔬菜、花卉的质量和产出率,能取得很好的经济效益。在信息化时代到来的今天,依托自动控制技术和信息技术的温室精准农业是备受关注的焦点,世界各国都在该领域开展研究,取得一系列很有特色的成果,极大地推动了温室精准农业生产技术的进步。其中,温室园艺生产机器人无疑是最具代表性的。
由于设施生产是在全封闭的设施内周年生产园艺作物的高度自动化控制的生产体系,可以最大限度地规避外界不良环境影响,具有技术密集型的特点,而温室园艺机器人能够满足这种精细管理和精准控制的需求,并且能够解决温室园艺生产的劳动密集和时令性较强的瓶颈问题,大幅提高劳动生产率,改善设施生产劳动环境,避免温室密闭环境施药施肥对人体的危害,保证作业的一致性和均一性等。王树才(2005)指出,目前全世界已经开发出了耕耘机器人、移栽机器人、施肥机器人、喷药机器人、蔬菜嫁接机器人、蔬菜水果采摘机器人、苗盘播种机器人、苗盘覆土消毒机器人等相对比较成熟的可用于设施园艺生产的农业机器人。机器人技术尤其以日本最为代表性,日本作为最早研究机器人的国家之一,由于其老龄化提前到来引发劳动力缺乏以及人力成本高等问题,从20世纪70年代开始,日本的工业机器人开始快速发展,在经过对汽车焊接、汽车喷漆等工业领域的成功应用之后,日本的农业机器人也开始不断取得进展。佟玲(1 995)指出,日本在20世纪末已经在技术密集型的设施园艺领域开发了多种生产机器人,如嫁接机器人、扦插机器人和采摘机器人等。荷兰花卉生产非常发达,温室园艺产业具有高度工业化的特征,每年花卉产业可创造50亿欧元的价值。由于温室园艺产品生产摆脱了土地约束和天气影响,可以实现按工业方式进行生产和管理,其种植过程可以安排特定的生产节拍和生产周期,产后包装、销售也能够做到与工业生产如出一辙。因此,荷兰的机器人技术得到快速发展。很多温室使用机器人实现不分白昼的连续工作,极大地降低了劳动成本。周增产(2001)即介绍了荷兰农业环境工程研究所开发的黄瓜采摘机器人,它能够快速到达初步作业位置,视觉系统能够探测到黄瓜果实的精确位置及成熟度,末梢执行器可以抓取黄瓜果实并将果实从茎秆上分离。由于温室园艺产业发展的需要以及对高精尖温室园艺环境控制机器人的需求,这一领域得到快速发展。
◇种植机器人
标准模块化机器人的理念在设施园艺生产领域的应用能够给农业注入巨大的活力。以色列海法市一所大学的研究人员研制的种植机器人选择可用来运输的集装箱作为作物生长环境,选用营养液栽培法来种植蔬菜及其他农作物。这种方法的主要原理是:以水取代土壤作为植物的苗床。每只集装箱内从播种、浇水直至收获均由机器人系统操作,箱内的温度、湿度、光线等,均由机器人细心控制,使农作物一年每一个生长时刻都得到精心的管理。经过试验,一个运输集装箱平均每天可生产的蔬菜比同样面积的普通农田的产量要高出数百倍。这种基于标准模块组装的机器人具备大规模应用的广阔前景,规模化潜力巨大。
◇工厂化育苗机器人
设施生产工厂化育苗精准作业育苗机器人是专门针对西甜瓜等需要专门育苗的作物播种、喷药的生产需求的。该系统能流水线式作业,自动完成大规模苗盘播种时的自动上土、精量播种、对靶喷药消毒杀菌等三个环节,一条生产流水线可实现整个环节全部自动化,封闭式作业、流水线工序,是设施生产瓜果、蔬菜、花卉等工厂化育苗的关键设备之一。该系统全部采用自动化作业,真空吸种,自动输送,不锈钢机架结构造型美观,不同的精;隹作业模块采用组合设计,综合集成了气、液、电、光等技术成果,采用程序全自动控制。可提高播种的精度,消除土壤病虫害,减轻劳动者劳动强度。喷药时采用封闭环境,减少喷药过程中农药对人体的危害,提高生产率,降低生产成本。该系统能实现快速流水线作业,是现代设施生产的关键设备。该设备非常适合现代农业园区使用,有很好的示范效果。
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来源:互联网
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