坚持自主创新 农业现代化“快马加鞭”
当下,我国正处于机械化、信息化与智能化融合的快速发展阶段,特别是在农业农村现代化建设的背景下,农机青年科学家们正承载着重要的历史使命。在第五届中国农机青年科学家论坛上,中国科学院院士闫楚良强调,青年科学家们应聚焦自身研究领域,坚持自主创新和守正创新,积极助力乡村振兴和共同富裕。
今年是我国“十四五”规划的开局之年,也是全面推进乡村振兴的关键时刻。论坛以“‘双强行动’科技赋能 乡村振兴共同富裕”为主题,为广大农机和农机化系统的青年科技工作者提供了一个交流合作的平台。在此平台上,智慧的火花不断碰撞,为乡村振兴提供了强有力的智力支持。
土壤是农业生产的宝贵资源,而现有的土壤消毒设备尚存缺陷。马浩霖博士关注到,我国高附加值经济作物的连作问题导致土传病害日益严重。他提到,棉隆作为一种固态土壤熏蒸剂,在防治某些病害方面具有显著优势。现有的棉隆施药方式存在均匀性差、作业速度慢等问题。鉴于此,西南大学工程技术学院研发了基于物联网的固态熏蒸剂土壤消毒机,实现了精准施药,并在多次田间试验中证明了其稳定性和效果。
除了土壤消毒问题,实现粮食作物的全程机械化也是重要议题。我国作为粮食生产和消费大国,种植环节的质量直接影响粮食产量。牛康高级工程师指出,我国农作物种植存在漏播损失率高、机械智能化程度低等问题。为解决这些问题,他们团队致力于研究种肥参数感知技术与作业自动控制技术,并研发出多项技术成果,为智能化播种装备提供了有力支撑。
粮食干燥环节也是农业生产中的关键环节。黎斌老师分析了当前粮食干燥技术存在的问题,如干燥过程理论不完整、物系能效评价方法不科学等。针对这些问题,重庆文理学院智能制造工程学院的教授们进行了深入研究,并给出优化方案,实现了粮食烘干过程的“透明化”,为企业以最低成本实现经济效益最大化提供了有力支持。
在机械化、信息化和智能化的浪潮中,农机青年科学家们正积极创新,为农业农村现代化建设贡献智慧力量。他们关注土壤消毒、种植机械化、粮食干燥等领域的问题,并通过研究和实践寻找解决方案,为农业生产提供强有力的技术支持。他们的努力,必将助力乡村振兴,推动共同富裕的目标早日实现。马铃薯品质的无损精准感知之旅
作为全球马铃薯种植面积最广、产量最大的国家,中国在粮食生产中占据了举足轻重的地位。特别是在马铃薯产业,其年产量高达惊人的1.3亿吨,占据了全球产量的四分之一。这种作物几乎适应于我国的各种种植环境,但为了确保其品质的精准分级和优质加工,对每一个马铃薯进行品质快速无损检测显得尤为重要。这不仅关乎国家粮食安全,还关系到资源环境压力的缓解、民众膳食结构的改善以及农民的收入增长和农业的发展。
在杭州电子科技大学数字农业研究院副教授陈丰农的报告中,他详细介绍了基于跨模态融合技术的马铃薯品质快速无损精准感知的研究。当前市场上的马铃薯分选机多数仅进行简单的分选,部分采用机器视觉进行分选,但真正能对马铃薯内部品质进行快速无损精准分级的设备仍然缺乏。陈丰农团队结合机器视觉和近红外光谱技术,运用学习和光谱分析,对马铃薯的表面和内部缺陷、重量以及物质含量等进行全面而精准的感知。这包括表面上的腐烂、绿皮、发芽、机械损伤等缺陷,以及内部的黑心病、空心病等难以直观判断的问题,还有淀粉含量、糖度和酸度等关键指标。他们的设备实现了外部品质检测速度的飞跃,并且能结合马铃薯的内外品质进行综合分析,根据客户需求自由调整功能,实现产品差异化。目前,第一代产品已经成功开发,正在迈向第二代产品,期待得到同行的试用和宝贵反馈。
除了马铃薯,我国的蔬菜产业也蓬勃发展。蔬菜已成为我国的第一大农产品,其种植面积广阔。为了进一步提高蔬菜品质,农业装备工程的研究人员也在不断。河南科技大学农业装备工程学院的马义东团队研发了新型钵苗移栽机及作业状态检测系统。这套系统包括取苗机械手的空间位姿特性检测、夹取力的实时检测、钵苗栽插的直立度视觉检测以及栽深超声波检测等关键技术,为移栽机的优化和智能升级提供了坚实的基础。
而在水果产业中,我国的产量居世界首位,但优质高档果的比例却不足30%,远低于发达国家的水平。华东交通大学的孙旭东副教授在报告中强调了水果最佳采收期的重要性,并提出了基于NIRS预测的技术。这项技术能够实时无损地监测水果的典型性状变化规律,预测最佳采收期。NIRS作为最实用的光谱技术之一,与其他技术的融合互补将在果业的各个环节中发挥更大的作用。从育种到种植、储运和加工,NIRS的应用前景广阔。
随着科技的不断进步,无损检测技术正在为我国的农业产业带来革命性的变革。从马铃薯到蔬菜再到水果,每一个环节都在逐步实现精准、高效的检测和管理。这不仅是农业发展的必然趋势,也是确保国家粮食安全、提高农民收入和改善民众膳食结构的必由之路。