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人工智能助力草莓种植,高效又省心!

创作时间:
2025-01-21 20:43:44
作者:
@小白创作中心

人工智能助力草莓种植,高效又省心!

随着科技的飞速发展,人工智能正以前所未有的速度改变着各行各业,农业也不例外。在草莓种植领域,人工智能技术的应用正在彻底改变传统种植方式,让果农足不出户就能掌控整个温室的环境状况,及时发现病虫害,甚至实现自动化采摘。这些看似科幻的场景,如今已变成现实。

01

智能温室:让草莓住进“智慧小屋”

在浙江省淳安县枫树岭镇下姜村,一座现代化的草莓园正在悄然改变着传统农业的面貌。走进草莓园,映入眼帘的是一排排高架栽培大棚,智能化设备随处可见。与传统种植方式不同,这里的草莓不是长在地垄中,而是生长在“半空”,水肥一体化管道直通槽内,雪白的花朵、奶黄的草莓、翠绿的叶片簇拥在一起,形成了一片美丽的“绿植空中长廊”。

这种“立体式”种植方式不仅节约了土地面积,产量更是达到了传统方式的2倍以上。大棚内通过物联网技术控制的智能化终端,实现室温调控、可升降的悬挂式栽培和水肥一体化精准灌溉施肥,共同为草莓提供理想的生长环境。

“我们有水肥一体化设备机器,用手机就能控制,通过这样自动化设备提高草莓的产量,还方便平时管理。”下姜村草莓园技术员杨小华说。近年来,枫树岭镇因地制宜融合发展,在现代高效农业上持续发力,打造了一批特色鲜明、品牌靓丽的农业产业品牌。通过持续优化品种结构,利用物联网与自动化技术实现农业高产高效,推动传统农业向旅游观光型农业转型,使特色农业成为促进区域经济发展、农民致富增收的重要途径。

02

无土栽培:让草莓“摆脱”土壤束缚

无土栽培是人工智能在草莓种植中的另一大应用。这种技术不依赖天然土壤,而是利用营养液或其他栽培基质为作物提供所需营养。根据栽培基质的不同,无土栽培可分为水培、基质培、岩棉培、椰糠培等多种形式。

无土栽培技术具有诸多优势:立体种植结构充分利用空间,提高种植密度和产量;精准控制光照、温度、湿度等条件,确保作物健康生长;隔绝土壤传播的病害,降低农药使用量;节约用水,营养液循环利用,减少水资源消耗;突破季节限制,实现作物全年生产。

智能温室大棚与无土栽培技术的结合,是农业现代化进程中的一大亮点。两者相辅相成,共同推动了农业生产的智能化、精准化和高效化。智能温室大棚为无土栽培提供了稳定可控的生长环境,而无土栽培则通过其独特的栽培方式进一步提高了作物产量和品质。

03

AI病虫害防治:让草莓远离“病魔”

在农业生产中,病害的早期发现和准确诊断是减少作物损失和提高产品质量的关键。基于YOLOv8深度学习框架的草莓病害检测与分割系统,通过2500张图片训练,能够高效准确地识别并分割草莓中的病害区域,准确率高达92%。

该系统是基于python与PyQT5开发的,支持图片、批量图片、视频以及摄像头进行目标检测分割,并保存分割结果。这一系统使得农业监测自动化成为可能,不仅节约人工成本,还大幅提高了检测的精确度和速度,是智能农业中不可或缺的一环,对提升农作物管理水平、保障粮食安全和推动农业现代化进程有着重大意义。

04

自动化采摘:让机器人成为“采莓高手”

在日本,草莓采摘机器人经过四代升级,采收成功率大幅提升。京都大学Kondo团队研发的第四代草莓采收机器人在第三代的基础上进行了改进,由京都大学、国立研究开发法人农业·食品产业技术综合研究机构和Shibuya精机株式会社联合研发,目标是针对标准温室内所有的草莓进行全天候采摘。为提高草莓产量,Hayashi等设计了具有高空间利用率、高密度栽培的草莓种植温室。开发的基于可移动苗床的高密度种植系统长16.0 m,宽9.2 m,主要由2个纵向输送单元、2个横向输送单元、2个营养供给单元、1个农药喷雾器、62个种植台和1个控制单元组成。纵向输送机构设计结合了拉杆的旋转和滑动运动以及控制输送单元的方法,苗床到达初始位置的循环时间为67 s。用这种方法得到的草莓种植密度为16.020.0株/m2,大约是常规栽培方法植株密度的22.5倍。在此温室环境下的草莓采收试验结果表明,在48 m×6 m的高密度种植草莓温室环境下,采收成功率和工作效率分别为54.9%和102.5 m/h。经过改进算法,夜间和日间采收成攻率分别为58.6%和62.4%。

经过改进算法,夜间和日间采收成功率分别为58.6%和62.4%。虽然目前还存在一些挑战,如成熟草莓受未成熟草莓或茎叶的折叠导致图像识别失败,但这些技术难题正在逐步攻克。可以预见,未来草莓采摘将越来越依赖自动化设备,果农只需在后台监控即可。

05

成功案例:人工智能让草莓种植更高效

2020年多多智慧农业大赛就是一个生动的例子。该赛事由拼多多和中国农业大学主办,与联合国粮食及农业组织合作举办。产量、口味和成本效益是主要关注点。与传统方法相比,人工智能团队的草莓产量增长率高出 175%。这是通过利用人工智能算法控制增长来实现的,展示了人工智能对效率和生产力的影响。此次竞争还凸显了草莓提前进入市场的潜力,这可能会带来价格优势。中国草莓种植的这些发展凸显了人工智能在农业现代化中的作用。它们提供了种植者可以适应的见解和策略,以提高粮食产量和可持续性。

人工智能在草莓种植中的应用,不仅提高了生产效率,还显著改善了果实品质。通过精准控制生长环境,草莓的口感和营养价值都得到了提升。同时,自动化设备的使用大大减轻了农民的劳动强度,让他们有更多时间专注于品种改良和市场拓展。

然而,人工智能在草莓种植中的应用仍面临一些挑战。例如,智能设备的初期投入成本较高,需要果农具备一定的科技知识。此外,技术的普及还需要时间,目前仍处于示范和推广阶段。

尽管如此,人工智能在草莓种植中的应用前景十分广阔。随着技术的不断进步和成本的逐步降低,越来越多的果农将享受到科技带来的便利。未来,我们有理由相信,人工智能将成为现代农业不可或缺的一部分,为农民增收、消费者受益和农业可持续发展注入新的动力。

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