2021年度中国苹果产业发展报告 | 第五章 中国苹果产业装备进展

发布时间:2023-04-07    

中国苹果产业装备进展

生产模式

2021年,围绕苹果产业“节本、提质、增效”的可持续发展目标,在各地方政府、产业技术体系、行业协会、企业等的共同努力下,矮砧密植栽培模式发展迅速,我国70%新建果园采用矮砧密植栽培模式。矮砧密植中主要采用矮化中间砧和矮化自根砧,矮砧密植果园多配套水肥一体化设施、防雹网、防鸟网、防冻喷淋、病虫害监测监控系统、机耕道路等设施,果园割草机、风送喷雾机、果园作业平台等机械得到广泛应用,大大提高了生产效率,对我国苹果产业省工省力化和节本增效起到了重要推动作用。目前,陕西省已建成全国最大矮砧苹果基地,种植面积242万亩,其中宝鸡市矮砧苹果面积占比达75%,成为我国矮砧苹果第一市。

机械设备

受种植模式和果园立地条件的影响,截至2021年我国林果的综合机械率仅为25%左右。机械植保率和机械转运率相对较高,但机械施肥、修剪、采摘率仍较低。近年来,在农机购置补贴等国家相关政策红利带动下,我国果园机械装备得到了长足的发展。2021年,国内高校院所、农机企业对果园机械研发投入加大,各科研单位、机构不断开展机械化研究,河北农业大学研发的大苗起苗机、悬挂式割草机、风送式喷雾机、果园作业平台等系列果园机械在全国13个省(市、自治区)得到广泛应用。果园采摘机器人关键技术研究方面,有学者基于遗传算法,对多臂采摘机器人的任务规划进行优化,经过试验验证,优化之后各个机械臂能以较短时间遍历所有采摘果实,提高了采摘效率。也有学者设计了一种方向惩罚避障函数,并进行优化,经过试验验证,采摘成功率为97.5%,采摘路径规划时间为0.64s/次。2021年,全国有多所高校、科研院所针对苹果智能化生产装备进行了研究。山东农业大学突破了基于数字图像处理的苹果叶片营养诊断、施肥机自动驾驶与深度自动调节等关键技术,研发的智能果园开沟施肥机等设备得到示范应用。

苹果分选方面,苹果品质无损检测和智能分选线研发方面仍存在“卡脖子”技术瓶颈。学者提出了基于机器视觉的苹果重量检测方法,其苹果重量检测值相对误差低于2%,最大绝对误差不超过4g,检测准确性较高。也有学者针对传统计算机视觉技术在苹果外部品质分级中准确率较低、鲁棒性较差等问题,提出了基于深度学习的苹果外观分级方法(多卷积神经网络融合DXNet模型),其分级准确率达到97.84%。江苏大学开发出低功耗便携式苹果多品质一体化无损检测仪,在国家苹果产业技术体系综合试验站得到示范应用。

专利方面,在国家知识产权局公布公告中,申请公布日为2021年的发明专利中,与苹果产业装备相关的专利有15个以上,涉及病虫害防治、修剪、施肥、采收等多个环节。

数字技术

目前基于物联网应用的智慧苹果园发展较快,一是苹果生产经营全程数字化管控方案;二是自动化精准控制,如果园水肥一体化智能灌溉系统;三是智能化科学管理,如果品质量安全追溯体系等。

2021年,互联网+、大数据、云计算等现代信息科技赋能实体产业跨越式转型,果品电商平台、水果类APP、直播带货、话题营销、搜索引擎优化等互联网营销模式不断迭代更新,“实体店+电商”、“超市+电商”等双流通模式、“果农+果业集团+消费者”的全产业链模式、“电子商务+家庭果园”直链模式和苹果产业深度融合、加速发展,助力乡村绿色、优质、特色产品产销对接。淘宝、京东等平台电商以及电信、移动、联通等信息服务商在苹果产区助建的智慧农业(果园)试点示范等,例如陕西电信在陕西建设的延安苹果智慧果园,京东集团在陕西黄陵县建设有京东农场(智慧苹果园)。

从长远发展看,数字果业、智慧果园将持续引领苹果产业发展的新前沿。要持续推进苹果产业的高质量发展,必须从数字化智慧果园建设抓起,将更多数字化技术融进全产业链,更高效地实现农资、农技、农商的平台化、链条化、社会化服务。通过遥感、智能装备、农业物联网等技术手段,构建“一平台-分系统-多生产基地”的模式,推动苹果产业组织集约化、生产规模化、管理省力化、经营智慧化发展。目前,数字化技术在苹果产业的各个环节都有应用,包括树体管理、生长监测、种植管理、装备研发等。另外,通过对果树模型、果品模型进行三维可视化呈现,结合虚拟现实技术,数字果树技术在农业技术培训、技术推广、农业旅游、果品营销等方面也有广泛的应用空间。

同时,数字化技术在可视果业、无人果园等方面的应用潜力有待深度挖掘。2021年苹果产业数字经济发展暨延安苹果产销对接会在安塞区举办,围绕陕西果业产业现状与水果电商、产业数字化推动实体产业高质量发展、“数字农业”在农业精细化种植管理中的应用价值、苹果树双向调节施肥技术等主题进行了解读和分享。2021年,烟台市高标准建成烟台苹果大数据中心,现已顺利通过专家组验收,进入试运行阶段,标志着烟台苹果进入了大数据时代。

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