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中國設(shè)施園藝自動(dòng)化生產(chǎn)裝備的發(fā)展_辜松.pdf

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中國設(shè)施園藝自動(dòng)化生產(chǎn)裝備的發(fā)展_辜松.pdf

11 中國農(nóng)村科技 2023 年 2 月 中國設(shè)施園藝自動(dòng)化生產(chǎn)裝備的發(fā)展 文 辜松 工人在植物工廠工作 12 特別策劃 Specially Curated 一 前言 二 我國設(shè)施園藝自動(dòng)化生產(chǎn)裝備的現(xiàn)狀 一 穴盤精量播種機(jī)推廣廣泛 設(shè)施農(nóng)業(yè)是集工程技術(shù) 信息技術(shù) 生物技 術(shù) 自控技術(shù)為一體的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式 需要裝 備與農(nóng)藝融合 生產(chǎn)自動(dòng)化與信息化結(jié)合 使土地 產(chǎn)出率 資源利用率和勞動(dòng)生產(chǎn)率顯著提高 達(dá)到 有效增強(qiáng)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力 抗風(fēng)險(xiǎn)能力和市場競 爭力的目的 這其中尤以種苗 蔬菜和花卉為主的 設(shè)施園藝生產(chǎn)發(fā)展最為迅猛 設(shè)施園藝生產(chǎn)廣泛應(yīng) 用于蔬菜與花卉生產(chǎn)中 近年國家投資補(bǔ)助建設(shè)了 大批溫室 使得我國溫室種植面積已位居世界第 一 2012 年以后 我國連棟溫室園藝種植面積呈 現(xiàn)出跨越式增長 連棟溫室是設(shè)施園藝規(guī)?;?裝 備化 智能化及信息化生產(chǎn)的保證 代表了現(xiàn)代園 藝生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢 設(shè)施園藝生產(chǎn)作業(yè)裝備是 指能夠完成特定園藝生產(chǎn)作業(yè)過程 執(zhí)行先進(jìn)技術(shù) 流程的設(shè)備與控制系統(tǒng)等的統(tǒng)稱 設(shè)施園藝裝備化 作業(yè)生產(chǎn)是指針對(duì)種苗培育 栽培生產(chǎn)等環(huán)節(jié) 利 用裝備進(jìn)行規(guī)?;?集約化 智能化及信息化生產(chǎn) 十三五 期間國家通過重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 智能農(nóng)機(jī) 裝備 重點(diǎn)專項(xiàng) 大力支持了設(shè)施園藝智能裝備技 術(shù)的開發(fā) 有效推動(dòng)了設(shè)施蔬菜示范生產(chǎn) 促進(jìn)了 我國設(shè)施園藝裝備化生產(chǎn)的發(fā)展 20 世紀(jì) 90 年代借鑒歐美精量播種技術(shù) 大力 開發(fā)穴盤精量播種生產(chǎn)線 是我國設(shè)施園藝生產(chǎn)裝 備研究的第一個(gè)高潮 2000 年以后 在荷蘭 以色 列及日本等國家園藝裝備先進(jìn)技術(shù)的推動(dòng)下 我國 進(jìn)一步在自動(dòng)嫁接 自動(dòng)灌溉 溫室物流化輸送及 水肥一體化施用技術(shù)等方面開展了廣泛研究 2010 年以后達(dá)到第二個(gè)高潮 目前 我國設(shè)施園藝自動(dòng) 化生產(chǎn)裝備的應(yīng)用表現(xiàn)為以下特點(diǎn) 20 世紀(jì) 90 年代 美國 英國公司的精量播種 機(jī)開始進(jìn)入我國時(shí)的售價(jià)在每臺(tái) 套 近百萬元 這期間我國播種機(jī)的研發(fā)也進(jìn)入高潮 幾乎每個(gè)省 份都有生產(chǎn)廠家 2000 年以后 荷蘭 意大利等 歐洲公司的精量播種機(jī)進(jìn)入我國花卉種植和種苗生 產(chǎn)企業(yè) 銷售價(jià)格降到幾十萬元 經(jīng)過市場洗禮 國內(nèi)涌現(xiàn)出一批質(zhì)量穩(wěn)定 做工優(yōu)良 售后完善的 穴盤精量播種機(jī)生產(chǎn)企業(yè) 他們將穴盤精量播種機(jī) 的價(jià)格降到了 10 萬元 有些產(chǎn)品更是降到了 5 萬 元以下 穴盤精量播種機(jī)已成為有一定規(guī)模的種苗 生產(chǎn)企業(yè)及設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園的標(biāo)配設(shè)備 2010 年天津?yàn)I海國際花卉科技有限公司針對(duì) 盆栽紅掌 率先在國內(nèi)引進(jìn)成套荷蘭大型苗床輸送 物流化生產(chǎn)裝備 由此開始我國陸續(xù)以成套或關(guān)鍵 裝備形式引進(jìn)荷蘭物流化生產(chǎn)裝備 我國部分設(shè)施 盆栽花卉 種苗及水培葉菜生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了物流化 自動(dòng)生產(chǎn) 使我國設(shè)施園藝生產(chǎn)裝備技術(shù)與信息化 管理水平達(dá)到一個(gè)新高度 十三五 期間 由國家及地方政府投資 圍 繞蔬菜生產(chǎn) 以生產(chǎn)示范為目的 全國各個(gè)省份建 成一大批設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)園 實(shí)現(xiàn)了溫室內(nèi)環(huán)境自動(dòng) 化控制 機(jī)械化播種 自動(dòng)水肥一體化施用等作業(yè) 提高了作業(yè)效率和產(chǎn)品品質(zhì) 中型規(guī)模設(shè)施園藝企業(yè)受困于規(guī)?;a(chǎn)需 求 勞動(dòng)力成本攀升 企業(yè)資金有限等多重壓力 部分企業(yè)自行開發(fā)簡易型物流化生產(chǎn)裝置與物流輸 送裝置 分別開發(fā)出基質(zhì)攪拌 基質(zhì)自動(dòng)裝盆 種 苗自動(dòng)移植 軌道車種苗穴盤 盆栽托盤輸送的設(shè) 備以及簡易苗床栽培 軌道電動(dòng)運(yùn)送裝置 設(shè)施園藝裝備技術(shù)以荷蘭為首的歐洲技術(shù)最為 先進(jìn) 2010 年 我國開始引進(jìn)荷蘭溫室生產(chǎn)技術(shù) 與裝備 相關(guān)企業(yè)與國內(nèi)大專院校合作 開發(fā)出多 種溫室自動(dòng)化生產(chǎn)裝備 已基本實(shí)現(xiàn)溫室大型苗床 物流化生產(chǎn)系統(tǒng)全套裝備國產(chǎn)化 帶動(dòng)了國內(nèi)物流 輸送裝備技術(shù)的發(fā)展 近年 國內(nèi)多所大專院校 科研院所介入溫室生產(chǎn)裝備的研發(fā) 設(shè)施園藝裝備 技術(shù)研發(fā)隊(duì)伍逐步壯大 近年在國家相關(guān)政策的推動(dòng)下 大批非農(nóng)資金 二 設(shè)施園藝行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)廣泛引進(jìn)荷蘭技 術(shù)裝備系統(tǒng) 三 全國范圍建成一批設(shè)施園藝示范生產(chǎn)產(chǎn) 業(yè)園 四 部分中型設(shè)施園藝種植企業(yè)自行研究簡 易設(shè)備 五 設(shè)施園藝裝備技術(shù)研發(fā)隊(duì)伍逐步壯大 六 非農(nóng)資金有力推動(dòng)設(shè)施園藝自動(dòng)化裝備 的應(yīng)用 13 中國農(nóng)村科技 2023 年 2 月 設(shè)施園藝主要是在溫室進(jìn)行種苗 蔬菜和花卉 生產(chǎn) 目前 種苗生產(chǎn)基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制溫濕環(huán) 境 種植基質(zhì)機(jī)械化攪拌 自動(dòng)生產(chǎn)紙缽 穴盤機(jī) 械化填裝基質(zhì) 自動(dòng)化穴盤精量播種 機(jī)械化澆水 施肥 水培葉菜機(jī)械生產(chǎn) 機(jī)械化清洗穴盤等作業(yè) 并針對(duì)溫室內(nèi)穴盤和盆栽花卉實(shí)現(xiàn)了大型物流苗床 的輕簡化輸送和自動(dòng)化輸送 早期多以溫室結(jié)構(gòu)為主 2000年以來主要集 中在溫室環(huán)境調(diào)節(jié)和自動(dòng)控制方面 對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn) 裝備方面的觸及不多 致使目前我國設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 裝備技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用水平落后于先進(jìn)國家 導(dǎo)致 國內(nèi)設(shè)施園藝生產(chǎn)機(jī)械化程度低 勞動(dòng)強(qiáng)度大 生 產(chǎn)效率不高 最終表現(xiàn)為設(shè)施園藝生產(chǎn) 單位產(chǎn)出 率不高 難以形成國際競爭力 近年 許多大專院 校開始關(guān)注設(shè)施園藝生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)化生產(chǎn)裝備開 發(fā) 如基質(zhì)填充機(jī) 播種機(jī) 嫁接機(jī) 花卉種苗移 植機(jī) 機(jī)器視覺分級(jí)裝置 花卉包裝機(jī)等 但是 溫室生產(chǎn)內(nèi)部連接節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)裝備 輸送生產(chǎn)資材的 物流輸送裝備開發(fā)滯后 這導(dǎo)致設(shè)施園藝生產(chǎn)中雖 然使用了各類生產(chǎn)作業(yè)設(shè)備完成穴盤基質(zhì)填充和播 種等機(jī)械作業(yè) 仍需利用人工搬運(yùn)生產(chǎn)資材 使自 動(dòng)化節(jié)點(diǎn)作業(yè)裝備的效率難以發(fā)揮 總體生產(chǎn)效率 并沒有得到有效提高 通過裝備引進(jìn) 部分大型龍頭企業(yè)設(shè)施園藝生 產(chǎn)裝備已處于國際先進(jìn)水平 通過 十五 以來國 家科研項(xiàng)目的推動(dòng) 各省構(gòu)建起一批裝備生產(chǎn)水平 較高的種苗生產(chǎn)企業(yè)和蔬菜 花卉示范生產(chǎn)基地 但是 中國多數(shù)的溫室大棚 日光溫室種植戶的生 產(chǎn)水平低下 目前 設(shè)施園藝整體機(jī)械化作業(yè)規(guī)模 仍低于 40 設(shè)施園藝整體生產(chǎn)裝備發(fā)展仍處于初 級(jí)階段 還有很長的路要走 一些大專院校 科研院所與設(shè)施裝備生產(chǎn)企業(yè) 圍繞溫室園藝生產(chǎn)各環(huán)節(jié)開展了多方面研究 推動(dòng) 了國內(nèi)設(shè)施園藝生產(chǎn)技術(shù)水平的提高 起到了平抑 國外設(shè)施園藝裝備進(jìn)口價(jià)格的作用 但是 成果產(chǎn) 品化步伐緩慢 其原因是大專院校及科研院所與企 業(yè)結(jié)合不緊密 前者技術(shù)力量強(qiáng) 后者具有制造能 力 二者分別在各自的領(lǐng)域單打獨(dú)斗 未能夠形成 優(yōu)勢互補(bǔ) 我國設(shè)施園藝蔬菜種植品種多 種植模式不統(tǒng) 一 目前形成 土法洋法 并存的局面 引進(jìn)的自 動(dòng)化裝備在應(yīng)用上依靠國外的種植模式 生產(chǎn)資料 成本高 難以推廣 國內(nèi)種植模式類型繁多 對(duì)生 產(chǎn)裝備的開發(fā)造成困難 開發(fā)出的溫室種植生產(chǎn)裝 備通用性不好 七 溫室種植生產(chǎn)裝備逐步完善 四 設(shè)施園藝裝備開發(fā)研究方向不均衡 三 存在的問題 四 發(fā)展現(xiàn)代設(shè)施種植智能化生產(chǎn)裝備的建議 一 設(shè)施園藝生產(chǎn)裝備整體發(fā)展水平低 二 國內(nèi)設(shè)施園藝裝備技術(shù)產(chǎn)品化步伐緩慢 一 制定符合國情的標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)藝流程 二 簡易溫室輕簡化裝備與連棟溫室自動(dòng)化 裝備并行開發(fā) 三 缺乏標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)藝流程制約裝備的開發(fā) 強(qiáng)勢進(jìn)軍設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 引進(jìn)國外成套設(shè)備與技術(shù) 構(gòu)建具有世界先進(jìn)技術(shù)水平的設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地 大型企業(yè)的進(jìn)入為設(shè)施園藝生產(chǎn)帶來了活力 帶動(dòng) 了整體技術(shù)裝備的升級(jí)換代 是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的 強(qiáng)勁推動(dòng)力 隨著農(nóng)村勞動(dòng)力向城市轉(zhuǎn)移 以及我國人力成 本的提高 設(shè)施種植到了進(jìn)行生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)折 點(diǎn) 設(shè)施種植生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變的核心是實(shí)現(xiàn)作業(yè)的機(jī) 械化 管理信息化 目標(biāo)是大力提高土地產(chǎn)出率 提升人均勞動(dòng)效率 降低生產(chǎn)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度 縮 小與國外設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的差距 實(shí)現(xiàn)規(guī)?;?智能 化 數(shù)字化生產(chǎn) 增強(qiáng)我國設(shè)施園藝生產(chǎn)的競爭力 為解決我國目前設(shè)施園藝生產(chǎn)品種繁多 栽培 方法不統(tǒng)一 使用資材類型繁雜導(dǎo)致的制約設(shè)施生 產(chǎn)裝備開發(fā)進(jìn)程的問題 必須針對(duì)我國國情 設(shè)施 生產(chǎn)特性 加強(qiáng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合 加速開展設(shè)施園藝 生產(chǎn)流程 生產(chǎn)資材規(guī)范的研究與制定工作 為設(shè) 施園藝生產(chǎn)裝備開發(fā)提供明確的作業(yè)條件 清晰的 技術(shù)要求 在國家提出工業(yè)化 城鎮(zhèn)化與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化協(xié)調(diào) 同步的形勢下 設(shè)施種植應(yīng)兩條腿走路 分別針對(duì) 簡易溫室和連棟溫室構(gòu)建相應(yīng)的生產(chǎn)裝備體系 針 對(duì)國內(nèi)占設(shè)施園藝面積最大的大中小棚和日光溫 14 特別策劃 Specially Curated 室 開發(fā)構(gòu)建輕簡化生產(chǎn)裝備體系 實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境 監(jiān)測 肥水灌溉智能化管理 播種環(huán)節(jié)基本實(shí)現(xiàn)機(jī) 械化作業(yè) 部分實(shí)現(xiàn)自動(dòng)嫁接作業(yè) 溫室內(nèi)部生產(chǎn) 物料實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)輸送 搬運(yùn) 提高關(guān)鍵作業(yè)環(huán)節(jié)的 生產(chǎn)率 降低勞動(dòng)強(qiáng)度 顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 降 低成本 最終提高經(jīng)濟(jì)效益 針對(duì)連棟溫室 實(shí)現(xiàn)大部分機(jī)械化作業(yè) 節(jié)點(diǎn) 作業(yè)設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)物流化自動(dòng)輸送作業(yè) 溫室內(nèi)部 作業(yè)整體實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)作業(yè)和輸送作業(yè)的智能化協(xié)調(diào)運(yùn) 行 溫室內(nèi)部環(huán)境控制與肥水灌溉根據(jù)不同作物的 栽培系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制與灌溉管理 人工僅完成 智能化生產(chǎn)系統(tǒng)的管理 設(shè)備維修及個(gè)別機(jī)械難以 完成環(huán)節(jié)的作業(yè) 基本上達(dá)到溫室內(nèi)部生產(chǎn)全程機(jī) 械化作業(yè)水平 在部分高水平企業(yè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 實(shí)現(xiàn)環(huán)境水肥控制系統(tǒng) 作業(yè)裝備控制系統(tǒng)及生產(chǎn) 資源管理系統(tǒng)集成運(yùn)作 達(dá)到訂單生產(chǎn) 病害預(yù)警 栽培速度調(diào)控的智能化 高效益生產(chǎn)模式 拉近或 達(dá)到國際先進(jìn)水平 切實(shí)增強(qiáng)我國設(shè)施園藝生產(chǎn)在 國際上的競爭力 三 依托高附加值作物開發(fā)設(shè)施園藝生產(chǎn)裝 備體系 四 通過行業(yè)協(xié)會(huì)促進(jìn)設(shè)施種植良性發(fā)展 設(shè)施園藝生產(chǎn)流程是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng) 真正構(gòu)建 一個(gè)具有實(shí)際生產(chǎn)功能的高效生產(chǎn)裝備體系難度較 大 需要充足的資金投入 持續(xù)的技術(shù)支持 實(shí)際 生產(chǎn)對(duì)象的檢驗(yàn)和不斷的改進(jìn) 因此 構(gòu)建設(shè)施園 藝生產(chǎn)裝備體系應(yīng)首先針對(duì)高附加值作物生產(chǎn)企 業(yè) 依托企業(yè)資金優(yōu)勢 對(duì)智能裝備的緊迫需求及 實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)流程 推動(dòng)新產(chǎn)品的開發(fā) 構(gòu)建完善 的智能生產(chǎn)裝備系統(tǒng) 在智能裝備系統(tǒng)改進(jìn) 完善 的基礎(chǔ)上 再進(jìn)一步推動(dòng)向其它作物領(lǐng)域擴(kuò)展 歐 洲的設(shè)施園藝智能化生產(chǎn)裝備體系開發(fā)歷程亦是如 此 行業(yè)協(xié)會(huì)是設(shè)施種植專家與生產(chǎn)企業(yè) 農(nóng)業(yè)栽 培技術(shù)與工程技術(shù)結(jié)合的平臺(tái) 通過設(shè)施農(nóng)業(yè)行業(yè) 協(xié)會(huì) 組織行業(yè)專家調(diào)查生產(chǎn)中存在的問題及對(duì)自 動(dòng)化生產(chǎn)的要求 為新設(shè)備研制 新技術(shù)開發(fā)提供 指導(dǎo)性建議 協(xié)調(diào)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的開發(fā)與生產(chǎn) 推 廣新技術(shù)新裝備 結(jié)合智能裝備體系的開發(fā) 制定 栽培生產(chǎn)規(guī)范 促進(jìn)設(shè)施種植的有序 可持續(xù)性發(fā) 展 節(jié)能日光溫室 作者單位 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院

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