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潜心科研创新路,数字大豆显神通——黑龙江八一农垦大学大豆智能化管理与精准作业科研团队

时间:2024-09-10作者:文章来源:工程学院、航空学院浏览:10


 黑龙江八一农垦大学大豆智能化管理与精准作业科研团队依托国家大豆产业技术体系、农业农村部大豆机械化生产重点实验室组建,在工程学院张伟老师的带领下,科研团队肩负使命,竭尽全力推动现代化大农业的发展,确保每一项创新都能真正服务于农田,为现代农业注入新的活力。团队致力于大豆田间智能化检测、数字化管理、精准化作业,以产业发展技术需求为向导,以团队成员特色发展和研究生培养要求为目标,由以张伟老师为首教授团队进行顶层设计,副教授团队分区组织实施;以讲师、博士研究生团队成员为骨干,围绕任务目标开展协同工作。探索大豆智能化管理与精准作业领域前沿技术,多年来一直坚守在田间地头,深入了解产业发展的技术需求,确保科研成果真正服务于垦区和农民的切身利益,服务现代化大农业的发展。

 基于大豆全程生产机械化、信息化亟待解决的多源数据采集分析、智能装备管理决策技术需求,张伟老师引导团队成员进行农业科学和信息科学等基础理论的交叉探讨,融合农机、农艺、信息技术,致力于农场实际生产过程中相关技术研究与装置研发,着力攻克农场实际生产“卡脖子”技术难题。为农场生产者在现代农业实际生产过程中合理播种、精准施肥、施药和收获等作业提供管理决策,助推优质大豆产业健康发展。

大豆智能化管理与精准作业科研团队

        如虎添翼——物联网助推大豆多区域综合监测

精准掌握生长环境、发育信息等变化团队通过集成多源数据信息采集传感器监测数据,对比分析不同地区同种大豆在全程生长过程中土壤与环境信息、花荚发育信息,实现大豆全程生长的相关数据可视化,为优良品种的选育、培育及高产品种调控提供参考依据

        研发农田土壤环境信息检测装置

 为达成农田土壤环境信息的实时监控以及跨区域土壤环境信息的比较分析,研究团队开发了一套农田土壤环境信息检测装置,该装置能够实时监测土壤及其环境的温度和湿度,并记录有效积温和降雨量等气象数据。研究团队已在大豆主要产区的六个试验区域安装了八套土壤与环境信息采集装置,为大豆高产栽培技术的筛选和优良品种的选育提供了大量数据支持,并为试验站春大豆的播种时期提出了科学合理的建议。

 土壤环境信息采集

        研发大豆花荚识别检测系统及装置

 为实现对大豆开花、结荚以及落花落荚动态的监测,并取代人工进行田间大豆花荚的监测工作,研究团队在新疆石河子综合试验站及九三综合试验高产创建的示范田中进行了应用示范。通过一系列实验,花荚识别计数的准确率已超过85%,从而为大豆高产品种的选育提供了表型调查技术与数据支持。

        锦上添花——人工智能助力大豆产业创新发展

 为确保农业生产各环节的精确操作,研究团队在尖山农场智慧农业平台的构建过程中,依据土壤及环境数据和播种的农业技术要求,制定了适宜的播种时期决策方案,并生成了播种时期智能分析图,为大豆播种时期的准确判断提供了决策支持;团队运用无人机遥感技术、深度学习算法和图像处理技术,对大豆的出苗情况进行监测,并构建了大豆田间苗情的可视化分布热力图,为大豆田间精细化管理决策和缺苗补种的精确作业提供了数据支持;团队进行了草情分布的识别研究,通过建立草情判断模型,为及时评估豆田苗前封闭灭草效果、制定针对性的除草策略和变量喷施装备的应用提供了科学依据;进行了成熟度分布研究,精确划分了大豆成熟度区域,指导了最佳机械收获时期,为指导化学调控区域成熟度一致性提供了决策参考;进行了倒伏评估研究,为农田大豆倒伏信息的识别提取和大豆倒伏程度的分类评估提供了科学参考。团队研发的三元单质肥和精准变量混施技术,实现了对土壤肥力的精确调控和科学施肥。该技术在黑龙江农垦鹤山农场的示范推广中,千余亩耕地节约肥料15%,施肥差异性3%,施肥准确率达到了95%。同时,团队还研发了大豆高功效植保技术及装备,经过应用示范,粒径小于300um的雾滴占总雾滴数的90%左右,雾滴雾化效果良好,有效实现了成本节约和精准施药作业。

三元变量施肥起垄机示范

        雪中送炭——大数据助推作物表型精准鉴定

 针对农田环境中作物表型信息迅速且无损采集的迫切需求,研究团队开发并创制了一套自走式田间大豆表型信息采集系统。该系统的应用使得在大豆整个生长周期内,其物理性状和生理性状等关键参数能够被有效地获取。此外,本团队还研发了杂交大豆表型一致性鉴定技术,并在作物表型检测功能的基础上增加了测产功能。通过研发大豆小区育种测产技术,显著提高了大豆高产品种选育的效率。

自走式田间大豆表型信息采集系统央视新闻报道

 为满足大豆产业对育种区域产量测定的需求,并确保在大豆品种筛选过程中准确获取产量数据,研究团队基于自走式田间作物表型信息采集系统,开发了一种基于深度学习技术的大豆产量预测模型。该模型的平均预测精度达到93%,测量结果显示出较高的稳定性。这一成果为在育种过程中对多个大豆品系进行精准选择和培育提供了科学的测量方法和数据支持。

 大豆小区智能测产

        双翼齐飞——党建引领“融进去”科研创新“活起来”

 科研团队不断优化提升科技型基层党组织服务水平,发挥与大豆生产企业党支部合作共建优势,着力推进“党建领航·科研共创”示范项目,切实种好“联、学、育”科技成果转化的“试验田”,立足现代农业、面向市场需求、依托数字信息技术,激活农业科技引领企业高质量发展“红色引擎”。

 团队与尖山农场有限公司开展党建合作

 科学探索永无止境,创新之路没有尽头。在科研这条道路上,黑龙江八一农垦大学大豆智能化管理与精准作业科研团队将不断开始新的探索。未来,团队将继续着眼绿色优质大豆栽培种植产业的可持续性发展,坚持生态农业的理念,创新开展大豆智能化管理与精准作业等研究工作,充分利用现代信息技术、遥感技术和新一代人工智能技术选育出优质、抗病和高产的大豆新品种,为服务现代化大农业,助力加快培育新质生产力做出更贡献。