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        智能設(shè)備在葉菜工廠化生產(chǎn)中的應(yīng)用*

        2020-12-28 16:30:59孫美艷華文煊
        上海蔬菜 2020年1期
        關(guān)鍵詞:葉菜穴盤緩沖區(qū)

        孫美艷 張 丹 華文煊 張 燕

        (1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院基地管理處,江蘇 南京210014;2.江蘇明天農(nóng)牧科技有限公司,江蘇 南京210014)

        江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所引進(jìn)一套葉菜工廠化智能栽培系統(tǒng),經(jīng)過多次改良后,在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院六合動(dòng)物科學(xué)基地示范推廣,取得了良好的效果。葉菜工廠化智能栽培改變了傳統(tǒng)的葉菜栽培方式,將葉菜種植在設(shè)施內(nèi)的種植架上,從播種、定植、采摘到基質(zhì)回收實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作,充分利用設(shè)施環(huán)境可調(diào)可控的優(yōu)勢(shì),用人工智能設(shè)備替代了勞動(dòng)力,減少了勞動(dòng)力投入,提高了生產(chǎn)效率和空間、資源的利用效率,保障了葉菜的產(chǎn)量及品質(zhì)?,F(xiàn)將該智能設(shè)備的運(yùn)行方式介紹如下。

        1 用播種機(jī)播種

        選擇產(chǎn)量高、生長(zhǎng)周期短的葉菜品種,選用信譽(yù)好、品質(zhì)優(yōu)的商品基質(zhì),選用定制的能重復(fù)使用的育苗穴盤(8列×10行)。用播種機(jī)播種,邊播邊檢查播種效果,保證穴盤內(nèi)每穴1粒種子。

        2 用自動(dòng)移栽機(jī)移栽

        改進(jìn)后的自動(dòng)移栽機(jī)將原來1次需8個(gè)育苗穴盤改為2個(gè)穴盤,縮小了移栽系統(tǒng)的空間需求。移栽苗要求株高2.5 cm、2葉1心。機(jī)器運(yùn)行時(shí),由傳輸帶將成品基質(zhì)填滿基質(zhì)箱,將苗情符合要求的穴盤每2個(gè)為1組并排固定在頂苗器上,將空的栽培槽放置在基質(zhì)箱下方的自動(dòng)移栽傳輸帶上,當(dāng)栽培槽通過基質(zhì)箱正下方時(shí),紅外探頭自動(dòng)識(shí)別將基質(zhì)裝滿栽培槽;當(dāng)裝滿基質(zhì)的栽培槽被傳輸至下苗口下方時(shí),栽培槽被檔桿擋住,上方自動(dòng)頂苗器的頂桿逐個(gè)將苗頂出(每次頂出8棵)至下苗口上方的蓋板上,蓋板掀起可使苗根部朝下落至下苗口,同時(shí)下苗口落至栽培槽中,下口張開,葉菜苗即落進(jìn)栽培槽完成葉菜移栽;栽培槽被繼續(xù)向前傳輸至種植緩沖區(qū)。

        3 栽培槽自動(dòng)上架

        收到種植任務(wù)的智能行走機(jī)器人(AGV)托舉著空的種植架在種植區(qū)固定位置等候,收到種植緩沖區(qū)有栽培槽的信號(hào)后,機(jī)械臂開始工作,將栽培槽逐個(gè)抓起擺放到種植架。每列種植架分為左右2 面,每面可擺放5 個(gè)栽培槽,當(dāng)一面放滿后,AGV 旋轉(zhuǎn)180°,在種植架的另一面繼續(xù)擺放,全部放滿后機(jī)械臂發(fā)出擺滿種植架的信號(hào)給AGV,通知AGV 離開。收到信號(hào)的AGV 托著種植架,邊掃描二維碼邊向前行駛,按照系統(tǒng)預(yù)設(shè)好的路線,將種植架擺放至指定區(qū)域,完成栽培槽自動(dòng)上架過程。也可用磁條代替二維碼,但鋪設(shè)磁條的前期工作量較大,需地面開槽;用二維碼,地面平整度要求較高,落差一般不宜超過2~3 mm,否則AGV 行走時(shí)會(huì)鏟到二維碼,導(dǎo)致二維碼破損。

        4 滴灌帶供水

        每列種植架前端裝有水管支架,10 個(gè)栽培槽鋪設(shè)滴灌帶,開啟水管支架處的開關(guān)便能將水通過滴灌帶滴入每個(gè)栽培槽,完成灌溉。與噴灌相比,該滴灌方法不僅可節(jié)約水資源,還可降低設(shè)施內(nèi)的空氣濕度,減少病蟲害的發(fā)生概率。

        5 自動(dòng)采收

        AGV 收到采收信息后按系統(tǒng)預(yù)設(shè)的路徑將葉菜生長(zhǎng)成熟的種植架搬至采收區(qū)。AGV 到達(dá)采收區(qū)后發(fā)出信號(hào)通知機(jī)械臂,機(jī)械臂將基質(zhì)槽從種植架上逐盤取出放置在采收緩沖區(qū)。負(fù)責(zé)采收的工作人員站在轉(zhuǎn)動(dòng)的采收緩沖區(qū)邊,將經(jīng)過的栽培槽搬出后剪出凈菜即可。

        6 用篩分機(jī)回收基質(zhì)

        葉菜采收后,基質(zhì)槽中的舊基質(zhì)被傾倒在傳輸帶上并被傳輸至篩分機(jī),篩分機(jī)將殘根殘葉與基質(zhì)進(jìn)行分離,分離出來的基質(zhì)可回收再利用。

        7 溫濕度管理

        (1)溫度管理。葉菜生長(zhǎng)期間大棚內(nèi)溫度保持25 ℃左右。高于30 ℃時(shí),應(yīng)及時(shí)打開遮陽網(wǎng)進(jìn)行遮陽降溫,如有必要可同時(shí)打開濕簾和風(fēng)機(jī)進(jìn)行降溫;低于0 ℃時(shí),則需增溫防凍。(2)濕度管理。設(shè)施內(nèi)空氣濕度保持85%~90%,可采用增減溫度或通風(fēng)措施來調(diào)節(jié);打開防蟲網(wǎng)進(jìn)行通風(fēng)換氣時(shí),應(yīng)在大棚內(nèi)張貼黃光板,降低蟲害的發(fā)生概率。

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