前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇采摘草莓范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
每次提起草莓,总是让我垂涎三尺。在校园里,总是听同学们说采草莓多么有趣,吃起来多么美味,更是让我的心痒痒的。于是,我就常常求母亲大人带我也去体验一回,今天,我总算能如愿以偿了。
来到种着草莓的大棚里,只见里面是一畦畦的,在绿叶丛中能看到一个个红得快要滴血的草莓。馋得我呀,口水都快流成河啦!我迫不及待地脱掉了自己的外套和马夹,拿了一个老板递来的篮子,哼着小曲儿一蹦一跳地进了草莓地。一开始,我先采了一个大大的草莓,向妈妈挥动着我采的第一个草莓,嘴里大声喊着“妈妈你看,这是我的第一个‘战利品’,你瞧,多大呀!快给我拍下来!”妈妈急忙取起手机,将画面定格。一路向前,我只要看到大草莓就拧,也不管它是否有柄,十分用力,为此我毁了好几个又红又大的牛奶草莓,心疼不已!后来,热心的老板走了过来,向我伸出了援手:“小妹妹,你别急,像叔叔这样,轻轻地转两圈,这样就行了!既不会弄伤草莓,又不会使你的手受伤。”“嗯嗯,我懂了,你看。”我立刻俯下身去,轻轻地拨动了一个草莓,几秒钟后,它就真的乖乖的掉了下来。之后,妈妈又对我说:“妞妞,这种牛奶草莓最好挑小的采,比较好吃。”一听好吃二字,我更带劲了,但还是得小心翼翼地采。不一会儿,篮子里便装得满满当当的,我仍意犹未尽,直到最后,妈妈催我:“宝贝,快来呀,结账了!”我才慢慢地走出大棚。
结账时,好心的老板还送了我两个草莓,更是让我开心不已。
同学们,要是你们以后也想吃到价格实惠,味道美味的草莓,请来到牌楼镇,由我带你们一块儿去采草莓吧!
火洲春来早 温室大棚吸引游客体验采摘乐趣
4月初以来,新疆托克逊县博斯坦乡吉各代村农民温室大棚里的草莓迎来采摘的季节,座座大棚里的草莓酸甜诱人,不少乌鲁木齐及周边县市的游客或与家人或邀上朋友,走进满棚春色的草莓大棚,呼吸植物氧吧清新的空气,体验采摘的乐趣。
据悉,新疆冬季漫长,当地供暖一般要延续到次年的4月中旬,而吐鲁番地区是新疆春天来的最早的地区之一,每年3月份的第一朵杏花就开在这里。近年来,当地依托“新疆第一春”主题开展了多项旅游活动,慢慢积累了人气,也为当地农民增加了多条通过旅游增收的途径。
来源:中国新闻网
大连近郊草莓采摘园游客量“爆表”
日前,近郊采摘一日游非常火爆。记者联系了在网上近郊游报名信息的几家旅行社得知,目前大连还未进入真正的旅游旺季,但出游报名热潮已经到来。
旅顺水师营、三涧堡等地的近郊采摘火热,汇美园艺采摘园的草莓采摘在近两日出现满员情况。“游客人数已经远远超过我们的接待能力,上周六有四五百人,周日上午就有200人,还有一些旅游团实在没办法接待了。 ”负责人张先生表示,今年春季气温高,近郊采摘很受欢迎。记者采访的多家采摘园,也出现了满员的情况。 草莓采摘园近两日人满为患。
来源:《半岛晨报 》
河北唐山迁西世杰生态采摘园打造绿色生态农业
2014年4月3日,河北省唐山迁西世杰生态采摘园内,游客自己动手采摘香甜诱人的香瓜。
迁西县世杰生态采摘园位于迁西县新庄子乡新庄子村,农民出身的总经理任志军放弃了原来的面粉加工业,转投绿色生态农业。2010年初,在200亩(13.3 公顷)流转土地上投资600多万元建设起了生态采摘园,成立了水果专业合作社,并带动了周边30多个果蔬棚室和露地水果种植农户,发展种植面积500多亩(33.3 公顷)。经过几年发展,已打造成产值近千万元,产品辐射京津唐的山区生态采摘休闲农业区。
来源:渤海新闻网
草莓采摘园成“开心农场”
微风轻轻吹拂,天气渐渐变暖,正是踏青采摘的好时候。在天津市杨柳青镇农业博览园的草莓种植园内,一颗颗草莓娇艳欲滴,味美诱人。不少市民也一改以往进超市、市场购买草莓的习惯,纷纷走进种植大棚亲自采摘草莓,体验这种乐趣。
在草莓采摘园,游客每每走进大棚内都迫不及待地开始“尝鲜儿”,一个个红得发亮的草莓着实诱人,吃到嘴里香甜可口。不少前来采摘的游客都表示,市场上卖的草莓跟这里的真是没法比,能吃到这么新鲜的草莓,真是不虚此行。“我们是从网上查到这里的,团购来的,比较实惠,在这里既能采摘,又能娱乐,大人孩子都玩儿得特别开心,我们还特意多摘了一些草莓,回去让朋友们也‘尝尝鲜’。”游客李女士高兴地说。据了解,从3月初开始, 每天来此采摘的游客都有200多人,到了周末客流量甚至达到千人,草莓园仿佛成了“开心农场”的现实版,大家在这里享受着采摘的乐趣。
来源:《天津日报》
广西南宁又添一处采摘果蔬农业观光园
市民又多了一处农业旅游好去处,广西省南宁市新添一处农业观光园。2014年4月13日,南宁市绿坤山生态农业园开园,正式接待游客。绿坤山生态农业园位于南宁市兴宁区四塘,游客不仅可以四季瓜果采摘,观赏玫瑰花、油菜花、格桑花等景观花卉,而且还能参与烧烤、垂钓、动物喂养等休闲项目。
记者在绿坤山生态农业园看到,不少游客提着大袋小袋,正在园区开心采摘。农业观光园一位工作人员介绍说,从现在开始到“五一”期间,游客来这里,不仅可以采摘圣女果、草莓、辣椒、小青瓜、桑葚等,而且还能采摘到白花菜等各种新鲜野菜。
来源:《南宁晚报》
七十团首座 “伊珠葡萄采摘风情园”破土动工
2014年4月4日,四师七十团九连新建的伊珠葡萄采摘风情园开始正式破土动工。
据了解,位于该团九连的这座新建的伊珠葡萄采摘风情园是该团建设的首座采摘园,其占地167亩(11.1公顷),由该连葡萄合作社成员集资1000余万元建设的,它集旅游、观光、采摘、餐饮、娱乐、休闲于一体的葡萄观光园。预计,整个基建工程将于6月底竣工。
据悉,该采摘园的成功建设将能充分发挥九连的区位优势和“葡萄连”特色,进一步完善葡萄产业标准体系和葡萄产业链。同时该采摘园还能结合该团特有的薰衣草旅游资源、伊珠葡萄酒有限公司,联合形成集葡萄采摘、酒堡参观、农家体验、薰衣草旅游于一体的综合性旅游特色项目,进而充分带动全团的餐饮、旅游、交通运输、农产品产销一体化的发展格局。
来源:新疆生产建设兵团网
天津新区精品葡萄采摘园开建 明年可来摘“金手指”
汉沽玫瑰香葡萄闻名全国,但提到“金手指”葡萄却鲜为人知。目前,专门种植“金手指”葡萄的天津滨海新区精品葡萄采摘园,已经在新区杨家泊镇桃园村开工建设,2015年秋天,市民就能品尝到这种极品葡萄。
5月3日,第三届北京农业嘉年华落下帷幕,而其带来的效应和影响却并未衰减:来昌平“近郊游”的市民依然不断……此前的清明节3天假期,超过25.4万人涌入展馆;“五一”小长假,超过8万人前往参观。会期期间共接待游客118.8万人次,园区实现总收入5195.7万元,较上届增长48%。带动周边草莓观光采摘收入1.58亿元、民俗旅游收入0.93亿元,总计实现产值3.03亿元。
与往届相比,本届活动中的农业变得更加“任性”,与科技结合展现现代农业魅力,与文化创意结合体现绿色农业奥妙,与娱乐结合让市民感受“好玩的农业”……任性、有趣的农业,也成了百万市民赶赴这场农业盛会最佳理由。 与往届相比,本届活动中的农业变得更加“任性”,与科技结合展现现代农业魅力,与文化创意结合体现绿色农业奥妙,与娱乐结合让市民感受“好玩的农业”
农业也可以这样“任性”
农业与嘉年华组合亮相,实现了一二三产业的有机融合。农业嘉年华展示、观赏、体验等丰富多彩的农业新业态,将农业一产通过文化与科普的形式带入休闲农业、创意农业等二三产业,不仅促进了农业生产,带动了农民致富,而且为城市提供了生态、生活、休闲、教育、科普等多元化的功能空间,展示了都市型现代农业的生产功能、生活功能、生态功能、文化功能。
科技含量高的嘉年华,彰显了现代农业魅力。无论是新奇特品种,还是高科技种植栽培,以及农业新设备、二维码食品安全追溯等,依靠科技创新、提升科技含量。本届嘉年华集中展示了500余种农业新奇特品种,以及100余项农业科技成果,吸引了大量国内外专家、学者前来学习交流。
利用文化创意,嘉年华充分展现了绿色农业奥妙。对于农业文化,农业嘉年华尽可能地把深奥变成通俗,文化创意在本届活动中展示得淋漓尽致。巧用玉米粒和豆类的天然色彩,粘贴玉米发展史进程,鲜果新姜搭成“江南水乡”景观,体现精美的创意,展示农业的生机和绿意,也体现出了中国传统文化,与中国农业的魅力。
在增加市民参与程度方面,本届嘉年华也颇下了一番功夫。200项互动体验活动的趣味性、参与性、互动性,是今年嘉年华的一大特点。市民在参观的同时,还参与了丰富多彩的互动游戏、购买到可心的农产品。
参加三届农业嘉年华的博纳宏业(北京)文化发展有限公司总经理黄志浩感概道:“农业嘉年华科技含量高、活动创意新,效果很好。为市民提供休闲娱乐的同时,也为企业提供了发展平台。”据他介绍,今年公司所负责的“金玉粮缘”馆,也是公司历时一年创意打造的样板工程,不仅得到市民的认可和喜爱,也吸引了众多企业洽谈合作,短短51天中签下10多个订单。
“我们的活动超出了普通展会的概念,融合产业、文化、科技、旅游等诸多方面的优势资源,为市民打造‘农业乐园’、为企业搭建商贸平台,同时也促进农民的增收。”北京农业嘉年华负责人说,本届农业嘉年华,更接地气、吸引人气、凝聚商气,成为各产业、各行业互动的平台。
“昌平草莓”香更浓
草莓是昌平一张重要名片,已举办三届的北京农业嘉年华,均对世界草莓大会留下的展馆“遗产”等基础设施进行了后续利用。
草莓当“主角”,但年年都有新花样。从草莓天瀑、草莓长廊到今年的草莓3D立体墙,草莓景观拉进了与市民的距离,贴身就能和草莓合影。除此以外,场馆里还采取了全自动摇臂可调节式栽培、带电栽培技术等10余项草莓栽培新技术。
市民在场馆里不仅了解昌平草莓的文化与技术,还通过“草莓票香”活动品尝到了昌平草莓的美味。购买全价票换20元的草莓采摘券,是第三届农业嘉年华“草莓票香”推出的优惠活动。据统计,从3月14日至4月12日“草莓票香”活动结束,期间共有17万游客参与了该项活动。
区别于去年拿草莓券到指定采摘园采摘,今年游客可以在园区“草莓站”凭券换一盒草莓,逛园的同时就能吃到草莓,还可根据采摘信息,到采摘园进行采摘。
新鲜草莓由昌平区的各大草莓合作社向种植户统一收购,每天配送到园区各站点。“按去年的量准备的,结果供应量还是捉襟见肘,一天往园区共送了1800盒草莓。”北京天润园草莓专业合作社负责人郑学军仍记得开幕当天遇到的紧急情况,草莓的需求量比去年超出了一倍以上,只好又赶紧联系各草莓园现摘装盒送到园区,据统计,“草莓票香”活动期间,合作社共向场馆运送了46000盒草莓,收入达到了120万元,比去年多出了22万元。
农业嘉年华组委会负责人说,送到园区的草莓质量有严格要求,要保证“个头儿均匀、新鲜无破损”,每盒草莓上都贴有追溯信息。“追溯信息是为了保证草莓质量,也方便了游客联系采摘园。”觉着草莓好吃,游客直接拨通草莓盒上的信息预约。
草莓种植户杨月珍说,今年从草莓季刚一开始,来的客人就多为去年“草莓票香”的“回头客”,这些老顾客还带着“新面孔”来采摘草莓,“回头客”的队伍逐渐壮大了。已开展两届的“草莓票香”活动,不仅带动了昌平区的草莓产业,打响了昌平草莓的知名度,更促进了草每种植户的增收。
农民通过农业嘉年华鼓了口袋,观念上也得到了转变,不仅农产品可以赚钱,生产农产品的过程同样可以盈利。将草莓大棚贴上“森林风”壁纸,种上小白菜、油麦菜供市民采摘。市民在花田野趣中,也获得了对农业与城市、农业与生活的全新认识。
旅游搭车嘉年华
农业嘉年华的举办,不仅惠及了昌平草莓种植户,促进了农民增收。场馆周边的民俗旅游户和温泉企业也同样受了益。
农业嘉年华举办期间,正赶上了第十二届北京・昌平・小汤山温泉文化节开幕,结合农业嘉年华,区旅游委也推出了相应的优惠活动。向市民推荐的22条旅游线路优惠套餐中,包括昌平最有名的5大温泉在内的50家旅游企业,企业均拿出了核心产品和最优惠价格。配合套餐,区旅游委附赠市民价值100万元的农业嘉年华、温泉、景区门票。
昌平的“老牌”温泉企业――九华温泉主题乐园,也在农业嘉年华期间借势而为,推出了桃花浴等特色优惠温泉项目招揽游客。小汤山镇的“洼里・乡居楼”,不仅能吃农家饭、采摘水果蔬菜,还可以体验农事和拓展项目。农业嘉年华开幕后,“洼里・乡居楼”里游客明显激增,园区农事体验、拓展等每天接待8000人,吃饭、住宿每天接待1万人。“每年就盼着嘉年华开幕。”小汤山镇洼里・乡居楼负责人彭福龙说,农业嘉年华期间的客流量在全年中是最高的时期。 由于游客太多,吃饭时间从上午一直延续到晚上7点,中午要翻台4、5次。
关键词 草莓;品种选择;培育壮苗;适时移栽;肥水管理
中图分类号 S668.404+.7 文献标识码 B 文章编号 1007-5739(2012)21-0118-01
草莓又名洋莓,品种繁多,有2 000多个品种,常见的有红颜、春香、蜜宝、章姬、新明星、法兰地等。其营养丰富,果实柔软,甘酸爽口,含有多种营养成分,深受人们喜爱,因此种植草莓具有一定的经济效益和社会效益[1]。现将草莓高效栽培技术总结如下。
1 品种选择
在草莓品种选择上,宜选择早熟、休眠短、植株抗逆性强、易栽培、高产、耐贮运的优质品种,如明星类品种、哈尼等。
2 培育壮苗
苗床一般可施有机肥45~75 t/hm2,做成1.5 m宽,要求土质细而疏松,床面平整,无杂草,做到湿而不涝、干而不旱,栽时将母株单行定植苗床中间,株与株之间以50~80 cm为宜,每株栽植的深度为苗心茎部与床面平齐。定植后要浇水定根,后期根据苗床土的湿度适量浇水,促使母株早抽葡匐茎,在母株成活后为促其生长可喷施1次浓度为50 mg/L赤霉素。母株抽生葡匐茎时,要及时引压葡匐茎,将葡匐茎在母株四周均匀摆布,当出现幼叶时,前端可用细土压住,促进发根,当子苗长满床面时,要及时去掉多余的葡匐茎,每个母株最好保留5~6个葡匐茎苗;育苗期主要病害为炭疽病,可选用25%使百克乳油1000倍液,或25%咪鲜胺1 000倍液,每隔7 d喷1次,连续用药2次;9月中下旬即可培育出壮苗[2-3]。
3 适时移栽
9月移栽前可施基肥,并进行深耕整地,达到地平土细的标准;起垄,要求垄上宽为50~60 cm,垄下宽为70~80 cm,垄高为20~25 cm,垄距为20~30 cm,栽前用50%丁草胺3 kg/hm2对水900 kg喷施。移栽时要浇透水,最好选择阴天或小雨天,尽量避开晴热天气,以防晒苗。在含山地区,每垄栽2行,行距为35~45 cm,穴距为25~30 cm,每穴栽2株,平均栽6.3万穴/hm2左右。
4 肥水管理
首先要施足基肥,施腐熟栏肥60 t/hm2左右、氮磷钾三元复合肥750 kg/hm2;其次是看苗追肥,共分4个阶段:顶花序现蕾期,顶花序果开始膨大期,顶花序果采收前期,顶花序果采收后期;每次可用三元复合肥225~300 kg/hm2或尿素150 kg/hm2进行条施或穴施。水分管理上,应注意不可大水漫灌,可根据土壤含水量采用小水沟湿灌,最好采用膜下滴灌[4]。
5 田间管理
在10月上旬,垄面土壤板结,为增强土壤透气透水性,应进行松土除草和培土,以促进根系生长;同时进行1次清沟,防止雨天积水。当日平均气温下降8 ℃左右时应尽快搭建大棚(气温高时棚顶最好加盖1层防晒网),再覆盖厚度为0.08 cm聚氯乙烯地膜。在草莓整个生长发育过程中温度应控制在白天24 ℃左右,晚上8~10 ℃,相对湿度在50%~60%;晴天可采取中午掀腰膜,15:00—16:00覆膜,阴雨天掀开两头,以起到降温、降湿、通风等作用[5]。草莓是以自花授粉结果,为了提高草莓产量和品质首先应及早疏除花序上高级次的无效花和无效果,每个花序保留20个左右;其次是人工授粉,可采取室内放蜂和人工毛笔点授。
6 病虫害防治
草莓病害主要包括白粉病、灰霉病,虫害主要包括蚜虫、白粉虱、螨类。在病虫害防治上,选用抗病虫性强的品种和使用脱毒种苗是经济、有效的防治病虫害的方法;在草莓生长过程中清除病株、叶、果,并及时进行烧毁或深埋处理。收获后深耕,利用自然条件,如低温、太阳紫外线照射等,杀死土壤里部分虫卵和病菌,减少翌年的病虫害[6-7]。白粉病应做到早发现早控制,一旦发现有1~2片病叶时及时喷施2%农抗120或30%特富灵可湿性粉剂进行预防,如果遇到连续阴雨天气,可用百菌清或速克灵烟剂进行熏蒸,同样能达到防治效果。灰霉病的防治应从花序露出开始,可选50%代森锌500倍液或75%百菌清600~800倍液喷雾;蚜虫或白粉虱虫量达2~3头/株时,防治蚜虫可用50%辟蚜雾或50%抗蚜威可湿性粉剂2 000倍液喷1~2次即可,防治白粉虱可用25%扑虱灵可湿性粉剂2 500倍液或2.5%氯氟氰菊酯乳油3 000~4 000倍液喷雾;防治螨类,可用20%双甲脒乳油1 000~1 500倍液,或甲胺基阿维菌素苯甲酸盐乳油2 000~3 000倍液喷雾,一般10 d左右喷1次,喷雾时务必把植株叶背叶面喷匀喷透(以上病虫害防治在草莓采收前10 d禁止用药)。
7 适时采收与装箱储存
一般在12月上旬开始采摘,采摘标准为草莓表面着色75%以上,每隔1~2 d采摘1次,晴天采摘,采摘的适宜时间为9:00—11:00,不要在露水未干或在雨中采摘,否则所采的草莓容易烂果[8-9]。采摘时动作要轻,手捏果柄,带柄采下,不要损伤花萼,一旦损伤花萼就造成减产,使草莓容易腐烂,同时破坏了外观,影响销售。采收时用的容器一般选择塑料箱,但不宜太深,内垫海绵或其他软的衬垫物,采收的工具一定要清洁、卫生、无污染。采摘时将草莓轻轻放入箱内,以免弄坏草莓,摆放时应按同方向排齐,使上层的果柄处于下层果的果间,正常条件下可存放2~3 d时间,最好适时采摘、及时上市。采摘量大不能及时销售的可采取保鲜冷藏措施。
8 参考文献
[1] 王静,张立东.日光温室草莓栽培技术[J].内蒙古农业科技,2011(2):126,133.
[2] 许杰.草莓脱毒快繁技术研究[J].种业导刊,2007(4):34-35.
[3] 王壮伟,赵密珍,钱亚明.草莓试管苗移栽技术研究[J].江西农业学报,2006,18(1):67-69,79.
[4] 张世英.大果草莓栽培技术[J].河南农业科学,1997(3):23-24.
[5] 苗晓雨,刘海亮,王德亮.日光温室草莓栽培技术[J].内蒙古农业科技,2010(6):129.
[6] 唐雪峰,刘凤山.草莓地膜覆盖高产栽培技术[J].现代化农业,2012(7):32-33.
[7] 才秋颖,郑忠振,梅琳琳,等.大棚草莓高产栽培技术[J].现代农业科技,2012(4):164.
果蔬采摘是果蔬生产过程中最为耗时、耗力、实效性强的生产环节之一,所需投入的劳动力约占整个生产种植过程的40%~50%。随着社会发展,特别是工业化发展进程使得农业劳动力逐渐减少,农业劳动力成本逐渐增加。依靠人工劳作的生产形式已不能满足现代农业发展的需求。依靠机器人、智能化装备开展农业生产成为现代农业发展的迫切需要,是在农业机械化、自动化基础上提出的新的要求和发展趋势。
果蔬采摘机器人是农业机器人的一种,是机器人技术在农业中应用和创新,集中了机械、电子、信息、计算机、农学和生物等多学科领域知识。采摘机器人将在减轻劳动强度,解决劳动力短缺,保障采摘作业的适时性,提高农业生产效率,提高果蔬质量等方面具有巨大的潜力和市场需求。
20世纪60年代,一些研究学者开始尝试采用机器人技术进行果蔬的收获,到90年代出现了一个发展的高峰。日本、荷兰、美国、西班牙等农业发展国家出现了一批果蔬收获机器人样机。涉及到的研究对象主要有柑橙、苹果、番茄、樱桃、黄瓜、葡萄、甘蓝、生菜、马铃薯、草莓等。随着近年的发展,依据采收对象和采收方式的区别,农业采收机器人逐渐呈现3 种不同的发展类型:果树采收类、大田采收类及设施农业采收类。
由于设施农业具有栽培模式结构化程度高,果蔬采摘频率高等特点,尤为适合发展机器人化的采摘。同时,设施农业环境下又受到空间相对狭小、密闭的限制,传统的大型农业机具难以直接改造应用。因此,设施农业采摘机器人从发展之初就形成了以专用的小型化运动平台以及采用微小型工业机器人为鲜明特点的发展模式。目前,日本、荷兰、英国等国家相继开发了番茄、草莓、黄瓜、蘑菇、葡萄等多种果蔬的采摘机器人。
国内外研究现状
番茄采摘机器人
番茄采摘机器人是研究的较早的一种设施农业采摘机器人。日本的Kondo[1,2]等人20世纪90年代研制的番茄收获机器人是较为典型样机。该采摘机器人由移动平台、机械手、末端执行器、视觉系统和控制部分组成。其中,移动平台采用四轮结构,可行走于番茄垄间。采摘机械臂采用7自由度的工业机器人。为了减少果实损伤,机械手的末端执行器由两个带有橡胶的机械手指和一个气动吸嘴组成。机器人利用彩色CCD摄像机采集番茄图像并判别果实是否成熟,然后通过双目立体视觉定位果实三维信息。对满足采摘条件的果实,吸嘴把果实吸住后机械手的腕关节转动把果实拧下。该番茄采摘机器人从识别果实到采摘完成,每个果实约需要15 s,成功率约为70%。但该机器人无法完成避障采摘,因此处于叶茎相对茂密的地方的成熟番茄无法采摘。
中国农业大学李伟等针对现代连栋温室研制了番茄采摘机器人。如图1所示,采用温室内的加温管道作为导轨,使机器人的导航更为简约可靠。采摘机械臂采用4自由度的轻型专用机械臂,经双目立体视觉判别并定位成熟果实后,通过末端气动式手指加持番茄果柄,在加持的过程中,手指上的刀片完成对果柄的切割。采摘成功率为90%。
草莓采摘机器人
日本的Kondo等[3]2005年前后研制的草莓采摘机器人。如图2所示,该机器人的果实目标视觉识别系统由3个VGA彩色相机和4个带有偏正滤光片的卤素灯组成。两个相机构成立体视觉获取草莓的颜色和距离信息。由于草莓的果柄直径较小,不易被固定的双目视觉系统检测到,因此在机械臂末端上安装了另外一个相机,引导机械手获取果柄的位置信息。偏正滤光片安装在摄像机的镜头上,用于减少光照在果实表面产生的光晕。试验表明,采摘成功率75%,每完成一次采摘平均耗时17.9 s。
日本的Hayashi[4]等人设计了另外一款适合夜间作业的草莓采摘机器人。该机器人由3自由度液压式机械臂、视觉控制单元、末端执行器、果实收集筐及行走单元组成。该机器人的视觉系统同样由3 个相机构成,不同的是3 个相机平行安装于机械手上。首先,两侧相机获取草莓图像,确定果实位置,然后视觉系统接近采摘目标并停于距离目标280 mm的位置,此时中间相机获取近景图像,识别草莓花萼和果柄的倾斜角,确定切割位置。随后末端执行器气管口吸住草莓,通过剪刀式手指剪断果梗,最后机械臂将草莓运送至草莓收集筐上方,对准凹槽位置释放果实。试验证明,该机器人视觉系统果梗定位成功率为60%,采收成功率为41.3%,单个草莓采摘耗时11.5 s。
黄瓜采摘机器人
黄瓜采摘机器人方面,较早的有日本的Arima[5,6]等于20世纪90 年代研制了黄瓜采摘机器人。如图3所示,该机器人主要由视觉传感器、6 自由度机械臂、末端执行器和移动装置组成。该机器人在相机前加了850 nm的滤光片,可以根据黄瓜的光谱反射特性来识别黄瓜。同时,末端执行器上装有果梗检测传感器、机械手指和切割器。采摘时由机械手指抓住黄瓜, 果梗检测传感器定位到果梗, 然后由切割器将其切断。采摘成功率约60%。另外,为了便于采摘,黄瓜采用65°的倾斜式栽培,使黄瓜尽量和叶片分离开来。
荷兰的Henten等[7,8]等研制的黄瓜采摘机器人如图4所示。该机器人适合对斜拉线模式种植,没有叶片遮挡干扰的0.8m~1.5m 高度范围黄瓜进行采摘。该机器人以温室供热管道为轨道,行驶速度达0.8 m/s。机器人通过单目相机在不同位置采集850 nm和970 nm黄瓜近红外图像形成立体视觉,实现对黄瓜的目标识别和果梗采摘点定位。采摘机械臂采用三菱6自由度工业机械臂,采用夹持方式夹紧果实后,用高压电极烧断果梗,有利于防止细菌感染。采摘成功率约80%,单根黄瓜采摘平均耗时45 s。
国内中国农业大学的袁挺等[9,10]2009年研制了国内第一台黄瓜采摘机器人。如图5所示,机器人采用履带式移动底盘和机器视觉导航。目标识别则使用双目立体视觉,为了更好地区分同为绿色的叶片和果实,加设了830 nm的近红外带通滤波。目标识别定位后,由4自由度轻型机械臂带动双指式机械手抓持目标,然后由摆动气缸带动刀片实现对瓜柄的切割。其中机械手指采用气动伸缩结构的柔性手指,加持过程平缓,力度柔和,很好地保护了黄瓜表皮。机器人采摘成功率达85%,单根黄瓜采摘耗时28.6 s。
其他采摘机器人
各国的研究者还针对设施农业中其他一些常见的果蔬研究了采摘机器人。如英国的Noble等[11]研制了蘑菇采摘机器人,可自动测量蘑菇的大小、位置,并选择性地采摘,采摘成功率约为75%。
日本Monta等[12]开发了图6所示基于激光测距仪的葡萄采摘机器人,采用激光测距的扫描方式获得葡萄串的空间位置。同时,该机器人更换末端执行器后还可以进行其他的葡萄园管理作业。日本的Hayashi等[13]开发了茄子采摘机器人,采用4 个手指2 个吸嘴抓持茄子果实,试验采摘成功率为62.5%,工作速度为64. 1 s/个。可惜受成本和效率等方面的影响,这几类采摘机器人样机在后来并没有得到更深入的发展。
存在问题和发展方向
设施农业采摘机器人从出现至今虽然发展了几十年,但是目前尚缺乏商业化的成熟产品。大部分仍处于研究和样机阶段。采摘机器人直接体现出来的缺点仍比较明显。其中,最直观地体现在以下两个方面:第一,采摘作业效率低:由于大部分的采摘机器人沿用工业机器人的作业模式进行逐个果实采摘,生产节拍低,每个果实的平均采摘耗时动辄几十秒甚至更长,和人工作业效率难以比较。第二,机器人生产制造成本高:采摘机器人是多种先进技术和设备的集成和创新,这就决定了其自身不菲的价格难于在当前打开格局。
制约农业采摘机器人发展的因素则是多方面的,关键的难点在于采摘机器人的发展是直接套用了工业机器人的模式,而采摘机器人和工业机器人面对的作业对象和环境存在着巨大的区别:(1)对象的多态性:受生物多样性的影响,农产品果蔬个体之间千差万别,和规格化的工业产品具有明显的作业差异。(2)环境的结构化程度:工业机器人一般工作在结构化、可控的环境中,而采摘机器人虽然在设施农业中有一定的结构化环境,但是相对而言仍是比较多样、复杂的环境,比如作业果实对象被作物枝叶的遮挡,环境光照条件不稳定对机器人感知系统的影响等等。(3)末端执行器:果蔬和工业零件相比,对机器人末端执行器最大的挑战是从原来的“刚性”末端执行器变为“柔性”末端执行器。要求末端执行器能对不同位姿的果蔬实施采摘,同时不对果蔬自身和作物主体造成损伤。
针对以上问题,近年来设施农业采摘机器人的发展除了整机的研制外,某些关键技术更是亟待解决,也是将来重点研究的方向。
智能化的果蔬识别定位方法
在非结构环境下对果蔬目标进行准确的识别定位是采摘机器人的关键难题和基础,这包含硬件系统和软件的图像、信息处理方法。目前,识别定位方法除了机器视觉之外,还应用到激光和超声等技术手段。机器视觉从简单的单目相机到双目立体视觉,从固定式视觉系统到移动式视觉系统,从被动式视觉系统到主动式视觉系统都得到广泛的研究。如图7为单目视觉与激光测距方式相结合的识别定位系统[14];另外还有局部视觉和超声传感相结合的识别定位系统[15]。
采摘机械臂与柔性采摘灵巧手
长期以来,采摘机器人多采用传统的小型工业机械臂,但直接采用工业机械臂经常面临的是小型化、轻量化和大作业范围矛盾的尴尬。因此,未来的农业采摘机器人的发展需要有专门化的轻型采摘机械臂。末端执行器上更是面临更多的挑战,大部分的成熟果蔬很容易造成机械损伤,而且不同的果蔬有不同的大小、形状、硬度和抓持位置,几乎每种类型的果蔬都要设计专门的柔性灵巧手。目前不少学者针对具体的果蔬设计了专门的采摘末端执行器,如图8所示。
总结
果蔬采摘机器人经过多年的发展,虽然目前尚处于试验的阶段,未能广泛的普及和商品化,但是大量的研究成果一方面已经展示出这一新兴的领域巨大的发展前景,同时也揭示了存在的难点和瓶颈,以及未来的发展方向。在将来的发展中,重点突破复杂环境下的果实目标识别定位、柔性灵巧采摘机械手、适合机器人高效作业的采摘模式以及相应的农艺种植模式等难点,设施农业机器人化的采摘将为现代农业的发展注入新的活力和增长点。
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