水稻智能化无人化育插秧技术研究进展

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作者 夏宇欣 凌宇飞 +8 位作者 冯源 顾元坤 朱海滨 许方甫 李光彦 高辉 魏海燕 张洪程 胡群 《中国稻米》 北大核心 2025年第4期51-56,共6页

我国传统水稻育插秧方式存在人力与物力消耗大、作业效率低等诸多问题。随着科技的飞速发展,智能化与无人化技术在农业领域的应用日益广泛,这些技术的应用有效降低了农业生产中的人力与物力投入,显著提高了生产效率。本文综述了水稻智... 我国传统水稻育插秧方式存在人力与物力消耗大、作业效率低等诸多问题。随着科技的飞速发展,智能化与无人化技术在农业领域的应用日益广泛,这些技术的应用有效降低了农业生产中的人力与物力投入,显著提高了生产效率。本文综述了水稻智能化无人化育插秧技术的发展历程、研究进展以及实际应用案例,深入剖析了该技术在发展过程中所面临的挑战与问题,并展望了其未来发展方向与趋势。在育插秧环节,借助智能化育秧流水线与关键育秧农艺技术,以及无人驾驶插秧机结合卫星定位、自动导航等技术,可实现智能化育秧与全程无人化插秧作业,在一定程度上大幅提升了工作效率;在施肥喷药作业中,运用无人机进行作业可以提高肥料利用率,同时有效减少病虫害发生。然而,目前智能化无人化技术在精确度、实用性和稳定性等方面仍存在一些不足,亟待持续优化改进,以更好地推动该技术在农业领域的广泛应用。 展开更多

关键词 水稻 智能化 无人化 播种 育秧 机插 基质

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无人飞播水稻生育特征与丰产关键技术研究进展 被引量：10

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作者 朱海滨 胡群 +5 位作者 陆喜瞻 翁文安 邢志鹏 高辉 魏海燕 张洪程 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1-13,共13页

通过无人化建设推动水稻高质量和高效率生产是农业现代化发展的核心。在劳动力供给萎缩和劳动力价格上涨的时代背景下,中国必须加快水稻生产无人化建设进程。其中,无人飞播技术因具有不受地形地势限制、作业成本低和作业效率高的优势而... 通过无人化建设推动水稻高质量和高效率生产是农业现代化发展的核心。在劳动力供给萎缩和劳动力价格上涨的时代背景下,中国必须加快水稻生产无人化建设进程。其中,无人飞播技术因具有不受地形地势限制、作业成本低和作业效率高的优势而受到业内广泛关注。但国内众多稻区实行的复种策略不仅压缩了水稻生育期,还造成秸秆大量还田,容易形成飞播种子出苗和生长逆境,进而影响产量。为明确秸秆还田条件下无人飞播水稻生育特征和兼顾丰产优质的种植密度以保障稳产丰产,作者所在研究团队在前期开展了相应条件下无人飞播和无人机插在水稻基本生态特征和生长发育特性方面的差异研究,以及飞播水稻群体在150、 195和240万株/hm^(2)基本苗处理下的产量形成与品质特征差异研究。该研究总结并介绍了相关研究结果,同时从选择适宜品种、种子处理、适时早播、耕整地技术与沟系配套、确立合理种植密度、氮肥选用与灌溉管理以及病虫草害防治几个方面进行丰产栽培关键技术讨论,并从无人机技术突破、建立成熟的行业生产标准和栽培措施配套3个方面对水稻飞播技术的未来应用提出展望,以期为无人飞播水稻大规模应用与良性发展提供参考。 展开更多

关键词 无人机 水稻 飞播 常规粳稻 生育特征 产量

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控释氮肥一次性减量基施和密植对机插粳稻产量、品质及经济效益的影响

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作者 陆喜瞻 朱海滨 +7 位作者 张凯溦 许方甫 朱盈 李光彦 刘国栋 魏海燕 胡群 张洪程 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期1400-1411,共12页

为探究控释氮肥一次性减量基施及密植对机插粳稻产量、品质和经济效益的影响,明确最优氮肥和栽插密度组合处理,以南粳5718为供试材料,在施用225 kg/hm^(2)纯氮条件下,将3种控释期(60 d、80 d、100 d)的控释肥和3个栽插密度(每穴栽插苗... 为探究控释氮肥一次性减量基施及密植对机插粳稻产量、品质和经济效益的影响,明确最优氮肥和栽插密度组合处理,以南粳5718为供试材料,在施用225 kg/hm^(2)纯氮条件下,将3种控释期(60 d、80 d、100 d)的控释肥和3个栽插密度(每穴栽插苗数分别为6、8、10)进行组合,共设置9种组合方式,并设置对照(CK)为300 kg/hm^(2)纯氮施用量+每穴栽插苗数为4+常规分次施肥,调查产量及其形成特征、稻米品质和经济效益的差异。结果表明,2021、2022年各减氮处理中产量最高的均为80-6处理,较其他减氮处理产量显著提高,较CK产量显著降低4.77%~5.17%。拔节期至抽穗期,80-6处理的干物质积累量与其他减氮处理相比总体增加。在稻米品质指标方面,各减氮处理的垩白粒率、垩白度较CK降低,营养品质(蛋白质含量)显著降低,但在外观品质、食味品质方面均得到显著改善。在经济效益方面,80-6处理实现了2021、2022年控释肥一次性基施下的最高经济效益,经济效益较CK增加3.60%~5.28%。因此认为,80-6处理在减氮和保证稳产的前提下,可以提升稻米品质,同时能够获得较高经济效益,可作为机插粳稻丰产优质高效协同的一次性减氮施肥处理的氮肥和栽插密度组合。 展开更多

关键词 粳稻 控释肥 减氮密植 产量 品质 经济效益

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秸秆基质块超高密度育秧对水稻毯苗素质及机插适应性的影响 被引量：1

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作者 凌宇飞 胡群 +9 位作者 夏宇欣 张凯溦 付第慧 冯源 许方甫 李光彦 邢志鹏 高辉 魏海燕 张洪程 《农业工程学报》 北大核心 2025年第7期22-35,共14页

传统毯苗育秧方法因育秧土自重大、人力需求量大及机插作业对秧盘数量需求高等问题,限制了机插水稻的推广与应用。为应对这些问题,该研究采用轻质的秸秆基质块代替育秧土,并通过高密度播种降低人工依赖,探索超高密度育秧条件下其对秧苗... 传统毯苗育秧方法因育秧土自重大、人力需求量大及机插作业对秧盘数量需求高等问题,限制了机插水稻的推广与应用。为应对这些问题,该研究采用轻质的秸秆基质块代替育秧土,并通过高密度播种降低人工依赖,探索超高密度育秧条件下其对秧苗生长、机插性能、产量及经济效益的影响。以粳稻南粳5718为试验材料,设置传统播种密度(D1:150 g/盘)和4种高密度处理(D2:200 g/盘;D3:250 g/盘;D4:300 g/盘;D5:350 g/盘),以及4个秧龄梯度(A1:10 d;A2:15 d;A3:20 d;A4:25 d)。结果表明,随秧龄增长,D2至D5处理的秧苗素质呈下降趋势;但在较短秧龄(A1和A2)时,其可溶性糖含量、根系活力和发根力均接近或超过传统密度秧龄的组合(D1A3)。与D1相比,D2至D5处理的机插缺穴率降低了19.78%~60.26%,虽然伤秧率增加了32.25%~242.90%,但漂秧率和翻倒率分别降低了15.01%~50.55%和17.53%~45.44%。此外,高密度处理的单位面积秧盘用量相比D1处理减少了12.12%~58.98%,并在短秧龄条件下实现高产。其中,D4A2组合表现最佳,连续两年产量分别达到10.69和10.65 t/hm^(2),并获得最高经济收益32085.32和31967.25元/hm^(2)。综上所述,秸秆基质块超高密度育秧在短秧龄条件下,具有较好的秧苗素质和机插质量,通过减少秧盘用量可节省育秧用工并提升整体经济效益。 展开更多

关键词 秸秆基质块 毯苗素质 机插质量 产量 经济效益 无人化 机插秧

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南方香粳稻挥发性物质的指纹图谱分析 被引量：9

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作者 刘国栋 何隆鑫 +5 位作者 陈梦涛 许方甫 刘少强 王睿智 张洪程 魏海燕 《中国粮油学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期157-161,共5页

为研究我国南方香粳稻香味特点,以南粳46、香软玉为实验材料,以茉莉香、巴斯马蒂、象牙香占、稻花香2号为对照,采用GC-IMS对其挥发性物质进行指纹图谱解析,深入分析我国南方香粳稻中挥发性物质与其他香稻品种的差异。研究发现:南方香粳... 为研究我国南方香粳稻香味特点,以南粳46、香软玉为实验材料,以茉莉香、巴斯马蒂、象牙香占、稻花香2号为对照,采用GC-IMS对其挥发性物质进行指纹图谱解析,深入分析我国南方香粳稻中挥发性物质与其他香稻品种的差异。研究发现:南方香粳稻香软玉、南粳46与茉莉香、巴斯马蒂和象牙香占中的挥发性物质具有较大差异。南粳46中2-乙酰基-1-吡咯啉含量高于其他香稻品种。此外,香软玉、南粳46中2-正戊基呋喃、3-甲基丁酸乙酯、1-庚醇、反-2-庚烯醛、反-2-戊烯醛、反-2-己烯醛、1-戊醇、2-庚酮和戊醛等物质的含量高于其它香稻品种。本研究有助于揭示我国南方香粳稻的香味特点。 展开更多

关键词 南方香粳稻 香气 挥发性物质 指纹图谱 气相-离子迁移色谱

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无人飞播水稻优质丰产“无人化”栽培技术体系探讨与展望 被引量：20

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作者 朱海滨 马中涛 +6 位作者 徐栋 凌宇飞 魏海燕 高辉 邢志鹏 胡群 张洪程 《中国稻米》 北大核心 2021年第5期5-11,共7页

水稻无人飞播技术是一种近年来随着无人机产业蓬勃发展而新兴的播种技术,它以农用无人机为作业平台完成水稻种子播种任务,具有作业效率高、工作强度低、使用成本低、智能化程度高的特点,同时可兼容田间信息获取和施肥撒药任务,能够与其... 水稻无人飞播技术是一种近年来随着无人机产业蓬勃发展而新兴的播种技术,它以农用无人机为作业平台完成水稻种子播种任务,具有作业效率高、工作强度低、使用成本低、智能化程度高的特点,同时可兼容田间信息获取和施肥撒药任务,能够与其他智能化、“无人化”农业装备互联,实现农场智能化生产。水稻无人飞播技术体系是地面水稻无人播种机械化体系的重要补充,为我国水稻种植“无人化”提供强大动力。本文从无人飞播方面浅谈了未来水稻优质丰产“无人化”栽培技术体系,并对该体系提出展望。 展开更多

关键词 水稻 无人飞播 无人化 直播

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播种量和秧龄对机插籼粳杂交稻秧苗素质、产量和加工品质的影响 被引量：2

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作者 王坤庭 冯源 +4 位作者 刘梦竹 廖萍 魏海燕 胡群 张洪程 《中国稻米》 北大核心 2024年第3期91-97,共7页

适宜的播种量与秧龄搭配是保障水稻丰产优质的前提。以籼粳杂交稻甬优6711为供试品种,采用两因素(播种量、秧龄)裂区设计,以探明不同秧龄和播种量处理(T1,秧龄20 d、播种量50 g/盘;T2,秧龄20 d、播种量70 g/盘;T3,秧龄30 d、播种量50 g/... 适宜的播种量与秧龄搭配是保障水稻丰产优质的前提。以籼粳杂交稻甬优6711为供试品种,采用两因素(播种量、秧龄)裂区设计,以探明不同秧龄和播种量处理(T1,秧龄20 d、播种量50 g/盘;T2,秧龄20 d、播种量70 g/盘;T3,秧龄30 d、播种量50 g/盘;T4,秧龄30 d、播种量70 g/盘)对机插稻秧苗素质、产量和加工品质的影响。结果表明,T2和T3处理的产量较高,较T1处理分别增产24.7%和25.2%,较T4处理分别增产17.4%和17.8%。与20 d秧龄处理相比,30 d秧龄处理显著增加苗高、茎基宽、百苗地上及地下部干物质量;70 g/盘播种量处理较50 g/盘播种量处理显著降低苗高、茎基宽和发根力。整体而言,T3处理的秧苗素质最好。从稻米加工品质来看,与20 d秧龄处理相比,30 d秧龄处理的精米率和整精米率均显著下降,但糙米率差异不显著;与50 g/盘播种量处理相比,70 g/盘播种量处理能显著提高糙米率和精米率,但对整精米率影响小。综合来看,T2处理的稻米加工品质最优,而T3处理降低了稻米加工品质。因此,在苏北杂交中粳稻种植区,选择短秧龄、高播量搭配(T2)能同时获得丰产优质,长秧龄、低播量搭配(T3)能获得丰产,但稻米加工品质显著下降。 展开更多

关键词 机插稻 播种量 秧龄 产量 加工品质

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机械旱直播方式对水稻产量和光合物质生产特征的影响 被引量：16

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作者 李绍平 邢志鹏 +6 位作者 田晋钰 程爽 胡群 胡雅杰 郭保卫 魏海燕 张洪程 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1-9,共9页

为探究不同机械旱直播方式对水稻产量形成的影响,该研究以优质食味粳稻南粳9108为供试材料,通过设置“双轴旋耕(耕深20 cm)、控深播种、两次镇压”旱直播(DDS-1);“一次旋耕(耕深17 cm)、7.5 cm精量密行匀播”旱直播(DDS-2)和“一次旋耕... 为探究不同机械旱直播方式对水稻产量形成的影响,该研究以优质食味粳稻南粳9108为供试材料,通过设置“双轴旋耕(耕深20 cm)、控深播种、两次镇压”旱直播(DDS-1);“一次旋耕(耕深17 cm)、7.5 cm精量密行匀播”旱直播(DDS-2)和“一次旋耕(耕深15 cm)、一次镇压”旱直播(DDS-3)3种机械旱直播方式,以水直播(WDS)和毯苗机插(MT)为对照,系统比较不同机械旱直播方式对水稻产量和光合物质生产特征的影响。结果表明,DDS-1较DDS-2和DDS-3分别增产3.42%~4.47%和5.10%~5.45%。与水直播和机插相比,机械旱直播方式的产量均有降低趋势,其中,DDS-1与WDS差异不显著。不同机械旱直播方式下,DDS-1出苗率、成苗率提高,改善了出苗质量。DDS-1比DDS-2和DDS-3提高了成熟期干物质积累总量,增幅分别为1.78%~2.94%和2.95%~4.60%,提高了抽穗至成熟期干物质累积量,增幅分别为3.73%~4.32%和5.45%~6.66%。DDS-1较DDS-2和DDS-3灌浆结实期的叶面积指数、群体生长率和光合势呈现不显著增大的趋势,但净同化率显著提升2.63%~3.60%和4.00%~5.50%。DDS-1比DDS-2和DDS-3在保证适宜有效穗数的基础上,分别提高穗粒数4.35%~6.46%和9.45%~11.97%及群体颖花量5.78%~7.99%和4.28%~8.04%,DDS-1较DDS-2的结实率显著提高5.02%~7.35%,较DDS-3略有所提高。综上所述,稻麦两熟地区麦秆全量还田条件下,选用适宜的机械旱直播方式有利于改善水稻的出苗状况,提高每穗粒数和群体颖花量,促进水稻生育中后期的光合生产能力的提升,最终促进旱直播稻产量的提高。 展开更多

关键词 旱直播 种植方式 干物质 产量 光合特征 叶面积

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黑米中酚酸、花青素和γ-氨基丁酸的组成、生物合成及其影响因素 被引量：3

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作者 王志杰 张明月 +1 位作者 刘国栋 魏海燕 《中国粮油学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期170-180,共11页

黑米是一种有色稻米,富含许多具有抗氧化、抗衰老、抗炎和治疗糖尿病等诸多生理功能和医疗保健价值的功能营养成分如酚酸、花青素和γ-氨基丁酸等。因而近年来黑米及其产品越来越受到人们的广泛关注。本文综述了黑米中酚酸、花青素和γ... 黑米是一种有色稻米,富含许多具有抗氧化、抗衰老、抗炎和治疗糖尿病等诸多生理功能和医疗保健价值的功能营养成分如酚酸、花青素和γ-氨基丁酸等。因而近年来黑米及其产品越来越受到人们的广泛关注。本文综述了黑米中酚酸、花青素和γ-氨基丁酸3种功能营养成分在籽粒中的组成、分布及生物合成特性进行了概述,并阐明了储藏、碾磨和蒸煮等条件对黑米中酚酸、花青素和γ-氨基丁酸营养功能的影响及原因,以期为黑米营养保健功能的研究提供理论参考。 展开更多

关键词 黑米 酚酸 花青素 Γ-氨基丁酸 生物合成

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不同基本苗对无人飞播水稻产量、品质及抗倒伏特性的影响 被引量：3

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作者 朱海滨 俞航 +7 位作者 马中涛 徐栋 凌宇飞 魏海燕 高辉 邢志鹏 胡群 张洪程 《江苏农业科学》 北大核心 2022年第5期50-59,共10页

利用无人机进行水稻播种已成为一种新的水稻种植方式,但是目前业内鲜有对无人飞播水稻在产量、品质及抗倒伏特性方面的研究。选用2种类型水稻品种皖垦糯1号和Y两优17,分别设置3种无人飞播基本苗密度,前者基本苗密度分别为75.0万、105.0... 利用无人机进行水稻播种已成为一种新的水稻种植方式,但是目前业内鲜有对无人飞播水稻在产量、品质及抗倒伏特性方面的研究。选用2种类型水稻品种皖垦糯1号和Y两优17,分别设置3种无人飞播基本苗密度,前者基本苗密度分别为75.0万、105.0万、150.0万/hm^(2),后者则分别为60.0万、82.5万、105.0万/hm^(2),系统研究不同基本苗密度对无人飞播水稻生育期、茎蘖动态、干物质量、株型、抗倒性、产量与品质的影响。结果表明,基本苗密度对水稻生育进程没有显著影响;增加基本苗可以使无人飞播水稻增产,主要表现为单位面积穗数、总颖花量增加,其余产量因子减小;基本苗增加能够使关键时期茎蘖数增加,但成穗率下降;增加基本苗会使水稻各关键时期干物质量增加,但收获指数降低。随着基本苗增加,水稻株高增加,基部节间变细,上3叶叶片变小、叶基角和披垂度降低;水稻基部第1、2、3、4节间抗折力与弯曲力矩减小,倒伏指数增加。基本苗增加,无人飞播水稻加工品质降低,垩白增加,粒型减小,蛋白质和直链淀粉含量增加,米饭食味品质变劣,快速黏度分析仪(RVA)谱峰值黏度、热浆黏度以及崩解值下降,但消减值增加。说明无人飞播栽培体系降低基本苗密度可以改善水稻株型和抗倒性能,稻米品质亦会改善,但会减少有效穗数而不利于水稻高产;在一定范围内,适当增加基本苗有利于提高无人飞播水稻产量。 展开更多

关键词 水稻 无人飞播 密度 产量 食味品质 株型 抗倒伏

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中国水稻机械化精简化栽培技术发展历程与展望

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作者 胡雅杰 张海鹏 +3 位作者 郭保卫 邢志鹏 廖萍 张洪程 《农业工程学报》 2025年第16期13-24,共12页

水稻在保障人类粮食安全中具有举足轻重的作用,当前中国水稻生产正面临由传统小规模生产向机械化、智能化和集约化的现代规模化生产方式转变,在此重要历史节点,该文回顾总结了新中国成立以来(1949—2024)机插稻、抛秧稻、直播稻和再生... 水稻在保障人类粮食安全中具有举足轻重的作用,当前中国水稻生产正面临由传统小规模生产向机械化、智能化和集约化的现代规模化生产方式转变,在此重要历史节点,该文回顾总结了新中国成立以来(1949—2024)机插稻、抛秧稻、直播稻和再生稻的机械化精简化栽培技术的发展历程,剖析各阶段的技术演进及发展成就,总结技术突破以及存在问题,并结合中国式现代化发展趋势,提出了未来机插稻、抛秧稻、直播稻和再生稻栽培机械化智慧化发展方向。机插稻要加强智能化集约化育秧、自主导航无人化机插与大田智慧肥水药管理等栽培技术创新,抛秧稻要加强标准化壮秧培育、高质量机械化智能化抛(摆)栽技术创新,直播稻要加强秸秆全量还田与高质量耕整播一次性全苗匀苗技术创新,再生稻要加强高再生力品种选配与轻碾压收获机械装备研发等技术创新。最后,概括性地展望未来水稻生产方式与发展方向,一是需将栽培农艺创新、智能农机具研制与相关现代信息技术深度融合,实现“农机农艺农智”科技融合创新;二是加强智慧绿色高产稻田建设、丰产优质高效协同形成模式与无人化栽培、智慧肥料与施用、智慧灌溉、智慧农药与无人化飞防等关键技术攻关,持续创新和改进水稻智慧栽培技术,创建适应中国不同生态区的水稻智慧生产工程技术体系;三是加强高素质人才、新农人、产业工匠等现代化智慧化农业生产复合型创新创业人才的培养。 展开更多

关键词 水稻栽培 农业机械化 精简化 发展历程 发展方向

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