福建省温室园艺设施与装备发展现状及思考

福建省用工业化理念发展现代设施农业,突破土地资源制约,走出一条现代化农业发展之路,有力地促进了设施园艺和装备科技创新。笔者于2019年12月下旬实地考察了福建4家设施农业企业,从现代设施农业产业园、农光旅三产融合示范园、大型智能植物工厂和小型园艺装备制造4个层面进行调研,文章重点介绍了福建省温室园艺设施与装备的发展现状以及相关思考。     

城市土地集约利用效益障碍因子研究——以咸宁市为例

提高城市土地集约利用效益是建设"两型社会"的必然要求。从社会发展、经济水平、生态响应、环境质量四个方面构建城市土地集约利用效益评价指标体系,采用熵权TOPSIS法和障碍度模型,对咸宁市城市土地集约利用效益及障碍因子进行分析。研究表明:(1)1999—2010年咸宁市城市土地集约利用效益在波动中呈稳步上升态势,年均增长速度为10.38%,研究后期增幅更快。城市土地集约利用效益经历了低级(1999—2001年)、中度(2002—2007年)和良好(2008—2010年)三个阶段,中度效益阶段占主导地位;(2)经济水平和生态响应对城市土地集约利用效益的影响较大。2010年以前,人均国内生产总值是最大障碍因子。2010年,单位面积废气排放量是最大障碍因子。     

番茄串收机械臂运动规划方法与试验

番茄串的采收环境复杂,果实体积相对较大,机械臂采收运动路径规划不仅要考虑如何采摘,还需要考虑采摘后如何避开障碍,并从复杂环境中提取出番茄串。为此,该研究以温室栽培的番茄串采摘为对象,提出了基于空间分割的实时运动路径规划算法。首先通过聚类拟合环境中的枝条,简化空间障碍物;然后分割采摘空间,筛选可行采摘空间,并引入评价函数选取最优采摘空间,指导机械臂以合理有效的姿态完成采摘;最后在采摘任务的基础上加入实时避障子任务,引导机械臂躲避障碍完成任务,保证采摘番茄串任务安全无损。在以上研究的基础上,通过大量采收试验验证算法的有效性。试验结果表明:通过基于空间分割的实时运动路径规划算法,采收机器人的单串番茄采摘时间为12.51 s,且采摘成功率接近100%。与目前主流的采样算法RRT*-connect相比,单串番茄的采摘时间降低了31.23%,大幅提高了采摘效率。     

基于CTB-RRT*的果蔬采摘机械臂运动路径规划

针对多自由度果蔬采摘机械臂运动路径规划速度慢、效率低、路径成本高的问题,提出了柯西目标引力双向RRT*（Cauchy target gravitational bidirectional RRT*,CTB-RRT*）算法,通过柯西分布的方法进行启发式采样,降低采样的盲目性;引入目标引力,并动态调节随机生长方向和目标方向的步长,提高局部搜索速度;引入节点拒绝策略,剔除不必要的采样节点,提高计算效率。通过二维和三维算法模拟实验,6自由度机械臂的避障采摘模拟实验验证了提出算法的有效性。仿真实验结果表明：相比于RRT*-connect算法,改进算法的路径成本缩短了5.5%,运行时间降低了71.8%,采样节点数下降了64.2%。在机器人操作系统（Robot operating system, ROS）中控制6自由度机械臂执行避障采摘运动,运动成功率达到99%,运行时间为0.33s,相比于RRT*-connect算法,路径成本降低了12.6%,运行时间减少了69.2%,扩展节点数减少了76.3%。     

国外有机设施园艺现状及对中国设施农业可持续发展的启示

随着全球有机农业的快速发展,一种有机设施园艺在国外已经被证明可持续性生产和盈利,但中国有机设施园艺相关技术标准还是空白。该文介绍了国外有机设施园艺产生的背景、定义、起源、目标、认证面积、产量和盈利状况、有机设施园艺基本形式及认证规则要点,探讨了中国发展有机设施园艺的可行性及存在的问题,提出中国应该积极发展有机设施园艺,但有机设施园艺不能简单等同于"温室+有机种植",它应该是一个以可持续发展为目标的,包含温室环境控制、种植材料选择,土壤肥力保护,水资源管理,病虫害控制,节能和可持续盈利的有机统一的整体。同时应立足国情,借鉴国外有机设施园艺规则要求,加强中国设施生物农业的基础研究和农机装备开发,制定出中国有机设施园艺的认证标准,中国设施农业产业必将迎来巨大的新市场机遇。     

基于高光谱成像技术的菜心铜胁迫快速检测

重金属污染已经成为影响农作物生长的重要环境因素,而铜是我国农业三大重金属污染物之一.农作物受到铜胁迫后,生长发育会受到极大的影响,如何实现对农作物铜胁迫的检测对于农业生产有着极大的意义.传统检测农作物铜胁迫的方法存在分析时间长、准确性不高、易对农作物造成损害等问题.本文提出一种基于高光谱成像技术的农作物铜胁迫的快速检测...     

耕地综合价值视角下武汉城市圈耕地保护补偿标准

以武汉城市圈为案例区域,基于耕地资源综合价值视角,从耕地经济价值、社会价值和生态价值构建耕地综合价值衡量体系,对耕地补偿标准进行了测算。结果表明:（1）武汉市耕地补偿标准最高,达2 341 182.56元/hm²,其次是黄石的1 468 146.23元/hm²,其他城市介于100~142万元/hm²,最低的是天门,仅为925 460.46元/hm²;（2）从耕地补偿标准的价值构成来看,耕地的生态价值所占比重最大,社会价值所占比重次之,经济价值所占比重最小,耕地提供了大量的生态价值和社会价值。     

城市土地利用综合效益耦合分析——以武汉市为例

实现社会经济效益和生态环境效益的均衡发展,是全面协调可持续发展的必然要求。在深入分析土地利用效益评价等有关理论的基础上,结合武汉市土地利用现状,从土地产出的综合效益均衡角度,形成了由社会经济效益和生态环境效益两个子系统构成的评价指标体系,采用主成分分析法确定各指标权重,对武汉市土地利用社会经济效益和生态环境效益进行评价;再构建武汉市土地利用的社会经济效益与生态环境效益的耦合模型,辨识两者之间的协调关系,分析两者之间的协调程度。研究结果显示,1996—2010年武汉市土地利用社会经济效益与生态环境效益均呈上升态势,其中社会经济效益表现出起点低、增幅大、速度快的特征,而生态环境效益则呈现出起点较高,增幅较大,在波动中稳定上升的特点。土地利用社会经济和生态环境效益耦合度评价结果显示,在1996—2010年,武汉市城市土地利用社会经济效益与生态环境效益的耦合演化进程近似于对数曲线,从形成初期的不协调至激烈博弈后的利益分化,之后经历相对最佳协调后,又逐渐向不协调发展并呈现新的演化特点。     

养殖场恶臭带来的危害及其应对策略

养殖场恶臭一直是养殖场污染治理的难点。近年来,越来越多的研究者关注养殖场的空气质量问题。一方面,养殖场臭气会严重危害环境(如温室气体)、抑制经济的发展(如周边住宅和生活环境开发)、危害禽畜的健康、增加养殖的成本;另一方面,恶臭也限制了畜禽养殖场的发展规模、密度和地理位置选择。因此,养殖场恶臭是未来生态养殖业发展亟需解决的关键问题,也是阻碍生态环境发展的瓶颈。     

国外堆肥茶发展现状及对中国设施农业的启示

近年来中国设施农业发展迅速,设施栽培面积和总产量均居世界首位,已成为优势产业。虽然中国设施农业在数量不断增加,但是其产业内部长期积累的生态环境问题也日益严重。本文介绍国外堆肥茶液体肥料的定义、成分、功能作用、制备工艺、商业化制备装备以及应用方式,探讨在中国设施园艺中推广应用堆肥茶技术的意义、存在的问题,提出中国应加强堆肥茶液体肥料的基础研究,研发先进适用的制备工艺和装备,结合堆肥茶的理化特点、生物功效,积极示范推广基于堆肥茶液体肥料的设施园艺创新栽培方式和科学管理策略,促进中国设施农业可持续性发展。