水稻田间机械除草装备与技术研究现状及发展趋势.pdf

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1、第27卷第6期1622011年6月农业工程学报TransactionsoftheCSAEVr01．27NO．6Jun．2011水稻田间机械除草装备与技术研究现状及发展趋势马旭1，一，齐龙1，2※，梁柏3，谭祖庭1，左彦军1(1．华南农业大学工程学院，广州510642；2．华南农业大学南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室，广州510642；3．华南农业大学校长办公室，广州510642)摘要：水稻田间机械除草技术在减量除草剂防治和有机稻草害控制的研究和应用中具有重要作用。该文在收集、整理国内外

2、水稻田间机械除草装备与技术研究现状的基础上，指出了现有除草装备的不足之处，并总结了水稻田间机械除草技术的类型和特点，最后提出水稻田间机械除草技术应向着智能化、仿生化和多种除草技术联合化发展，进而提高除草精度，使其在水稻生产中发挥更大的作用。关键词：除草，装备，技术，水田除草机，智能识别，机械仿生，水稻doi：10．39690．issn．1002—6819．2011．06．030中图分类号：$224．1文献标志码：A文章编号：1002—6819(2011)一06-0162—07马旭，齐龙，梁柏，等．水稻田

3、间机械除草装备与技术研究现状及发展趋势[J]．农业工程学报，2011，27(6)：162—168．MaXu，QiLong，LiangBai，eta1．Presentstatusandprospectsofmechanicalweedingequipmentandtechnologyinpaddyfield[J]．TransactionsoftheCSAE，2011，27(6)：162—168．(inChinesewithEnglishabstract)0引言稻田杂草与水稻争夺生长空间、肥料养分、光照、水

4、、热等资源，影响水稻的生长发育，是造成水稻产量下降和品质降低的主要原因之一，每年由草害引起的水稻产量损失率在15％以上[1】。因此，在水稻的生产过程中，科学有效地控制草害是确保水稻健康生长，实现高产、优质的必不可少的关键环节之一。化学药剂除草是目前应用最广泛的一种除草方式，它具有快速、高效、经济等优点。然而20世纪80年代以来，世界范围内除草剂的大面积使用，带来了诸多负面问题，如杂草的抗药性【2]、作物药害[3]、生态环境污染等【4】。随着现代农业的发展，以及人们环境保护意识的加强和对食品质量安全问题的

5、重视，除草剂减量防除技术逐渐发展起来，机械除草、农业防除和生物防治等非化学除草技术得到了更多的研究和应用。在水稻田间非化学除草的防治技术中，机械除草技术发展迅速，并有相应的水稻田间除草装备在农业生产中应用。本文将介绍水稻田间机械除草装备与技术的国内外研究现状，并展望其发展趋势。收稿日期：2010．12-21修订日期：2011-02-25基金项目：现代农业产业技术体系建设专项资金资助2007114]；高等学校博士学科点专项科研基金(20104404120002)广东省高等学校人才引进科研资助2008[86

6、】作者简介：马旭(1959一)，男，汉族，辽宁沈阳人，教授，博士生导师，主要从事现代农业技术装备方面的研究，农业工程学会会员。广州华南农业大学工程学院，510642。Email：maxul959@tcsau．edu．cn※通信作者：齐龙(1979一)，男，汉族，黑龙江哈尔滨人，助理研究员，博士，主要从事现代农业技术装备与精准农业方面的研究，农业工程学会会员。广州华南农业大学工程学院，510642。1国内外水稻田间机械除草装备现状1．1欧美及澳大利亚欧美(美国、意大利等)及澳大利亚等国家水稻种植方式以直播

7、为主。直播水稻田稻种与草种同时萌发，根系深度无明显差异，杂草个体生长空间大，草量是移栽水稻田自然发生量的数倍；此外，撒播稻田内秧苗无序生长，植保机具无法下田。因此，直播水稻田杂草防治以化学防治为主，即施用高效除草剂灭草，少见机械除草方式。近年来，随着传感器和人工智能技术的发展，杂草视觉识别技术发展迅速，并应用于除草机器人的研究。Lee等研究出一种应用机器视觉技术的除草机器人[5】，该机器人可以识别株问杂草，并控制喷头定点喷药。Lamm等建立了一个实时的棉田杂草视觉识别系统，识别杂草并进行喷药【6】。虽然

8、欧美国家智能除草技术的研究主要针对旱田作物，但其技术带动了除草剂变量喷施、减量化学投入技术的发展，为水田智能除草机器人的开发提供了技术基础。1．2日本亚洲国家的水稻种植方式通常以移栽为主，其中日本水稻移栽装备与机械化水平最高。近年来，有机农业在日本发展迅速，有机稻米颇受消费者的青睐，因此，根据市场的需求以及有机稻栽培的生产要求，一些研究机构和农机生产企业开发了水田除草机。市场上出售的水田除草机按照行走方式主要分为步进式和乘坐式2种，其中乘坐