我国山药种植历史悠久，种植范围广泛，因受其自身生长特点、地理环境和种植模式的影响，山药收获机械化程度较低，大多采用人工收获。随着产业结构的发展，山药收获机械化的发展程度直接影响农户的经济效益。分析我国几种山药的种植特点，概述我国山药收获的主要方式，阐述行走系统、传动系统、开沟系统、土壤翻振机构、定位系统等山药主要收获装备和技术的研究现状和进展，简单论述国外山药收获机的研究，在此基础上指出我国山药收获机械化面临农机与种植环境融合不够、种植模式不统一、收获机具质量差、缺乏核心技术创新、收获功能不完善等问题，并对山药机械化收获装备面临的问题提出相关建议：因地制宜研制山药机械化收获设备、推进种植规程建设、学习借鉴发达的国家发展经验、提高核心部件的创新能力、研制联合收获机。

为解决莴笋收获采用人工作业，劳动强度大、劳动效率低等问题，根据前期试验设计一款单行侧挂式莴笋收获机。简述莴笋收获机的整机结构、工作原理以及动力配套选型，进行各零部件的结构设计与理论分析。以莴笋收获机前进速度、刀片转速以及刀片夹角为试验因素，开展莴笋收获质量影响因素正交试验，得出影响莴笋收获损失率、损伤率和折断率的主次排序为切割转速、前进速度和切割夹角，莴笋收获机运行最优参数组合为前进速度0.25m/s，切割转速360r/min，切割夹角6°，在此条件下，莴笋收获的损失率、损伤率和折断率均≤5%，整机性能指标满足机械作业质量要求。

白萝卜属于根茎类蔬菜，具有生长周期短、栽培适应性强、单产高的优点，是我国重要的经济作物。根据白萝卜生长特点、种植模式和收获作业需求，研制一种拔取式联合收获机。它主要由扶樱装置、松土装置、夹拔装置、根茎分离装置和收集装置等组成，可以一次性完成松土、夹持拔取、输送、切樱和装箱收集等联合收获作业。采用锥形开口式扶樱结构设计，通过主动与欠驱动相结合的方式调节锥形开口角度，以满足种植行直线度低、垄面不平整情况下的拢樱需求；设计夹持力的柔性调节装置，可以实现白萝卜的稳定拔取和夹持输送，减少漏拔率、避免输送过程造成的茎叶掐折；进行松土铲的结构参数设计，并根据白萝卜生长环境、土壤力学特性和拔取受力特点，采用有限元法进行工作受力分析和强度校核，提高松土铲的松土性能和可靠性；设计双圆盘锯齿式根茎分离切割装置，切樱平稳、切口整齐，有效避免切樱过程中由于白萝卜果实晃动造成的切割损伤。田间联合收获性能试验表明：整机作业性能稳定，损伤率小于2.7%、漏拔率小于1.8%，收获效率为0.08~0.26hm2/h。拔取式白萝卜联合收获机的推广使用，可以有效地降低劳动强度、提高收获效率和性能，对于提升我国白萝卜机械化收获水平具有重要意义。

精量播种可有效减少种子使用数量，节省成本开支，且通过精量播种的农作物生长质量较高。为把握国内外电控精量播种技术的发展水平，从精量播种在线检测技术、播种量控制技术和补种技术开展研究，重点分析光电传感器检测、压电传感器检测、电容传感器检测、视觉图像检测和精量播种控制技术的优缺点；指出我国精量播种机缺乏标准化、高精度传感器研发力度不足、智能控制技术不成熟等问题，并提出相关建议；最后，结合国内外发展现状，展望我国精量播种技术在多机协同、远程控制、智能控制等方向的发展趋势，为今后研究人员了解我国电控精量播种技术提供一定的参考。

茶叶采摘需消耗大量劳动力，是茶叶生产用工量最大、用工时间最为集中的环节，茶叶机械化采收是我国茶叶发展的必经之路。从我国茶叶采摘现状出发，归纳总结我国茶叶采摘标准与机采农艺要求，分别从一次性采摘原理和选择性采摘原理的角度，阐述单人采茶机、双人采茶机、乘坐式采茶机以及茶叶采摘机器人的研究应用现状与优缺点，并分析出制约我国茶叶实现全面机械化采摘所存在的问题，提出我国茶叶生产未来应实现农艺与农机深度融合，基础研究与先进技术相结合，提高茶叶机械的通用性等发展意见，为我国茶叶采摘装备的进一步研究提供借鉴和参考。

为实现温室草莓采摘机械化和自动化，设计并制作一种应用于日光温室的草莓采摘机器人。该机器人能实现自主路径规划，行走过程中识别成熟草莓并完成采摘。设计以ROS分布式计算系为主控制网络，以激光雷达进行移动机器人的地图构建与定位，双目深度相机实现对成熟草莓的识别和定位，搭载柔性仿生夹爪6自由度机械臂实现目标草莓抓取和放置。设计机器人软件平台，使用改进A*算法实现自主路径规划和导航避障；利用R-FCN目标检测网络和双目视觉技术实现成熟草莓检测及定位。结果表明：该草莓采摘机器人可实现目标检测及定位，检测到的草莓坐标与机器人手爪坐标的误差在4 mm以下，成熟草莓识别率为95%，满足采摘要求。

鱼—菜共生种养技术是一种多学科交叉融合的新型复合种养殖技术，将水产养殖与作物栽培有机结合，实现种养生产循环利用，可有效改善传统的水产养殖模式带来的大量养殖尾水排放、环境污染和资源浪费的负面影响。近年来，鱼—菜共生种养技术发展迅速，以该技术的研究进展为主线，对鱼—菜共生种养技术的技术要点、影响鱼—菜共生种养系统平衡的关键因素进行概述。客观分析现阶段鱼—菜共生种养技术发展中存在对菌藻利用氮磷转化的研究不足、水产及植物种类局限、经济可行性尚不明确、人工智能技术的应用不足、缺乏专业性人才及政府支持等问题。针对存在的问题，提出促进鱼—菜共生种养技术可持续发展的建议，如需要加强对各类微生物的利用以及对氮磷转化吸收效率的研究，并实现投入品种多元化，加快人工智能技术与鱼—菜共生种养技术相结合，政府提高重视，注重培养专业人才等

农作物病害识别关乎作物的产量与质量，是智慧农业发展过程中必不可少的重要环节。随着深度学习技术在图像处理领域的飞速发展，利用深度学习从图像中识别出农作物患病类型的方法已逐渐成为主流。主要对基于深度学习的农作物病害识别方法进行综述，简要地介绍深度学习和卷积神经网络，收集一些常用的病害图像公开数据集。根据训练样本采集环境的不同，从实验室和野外两个方面概述近年来基于深度学习病害识别方法的进展，指出每种方法的优势与不足，总结出该研究领域存在数据量不足、任务难度大、深度学习模型网络结构复杂3个主要问题，并在此基础上进行展望，提出建立大规模、多种类、多类型病害数据库和设计高性能的深度学习模型是未来的重要发展方向。

随着农业智能化时代到来，机器人技术在农业、林果业智能采摘领域的应用愈发广泛，路径规划算法作为采摘作业的核心技术，其先进程度对采摘作业的效率和质量起着决定性作用。为此，针对采摘机械臂路径规划算法的特点，将其划分为群优化算法、图搜索算法、概率地图算法(PRM)和快速扩展随机树算法(RRT)四大类，并基于上述分类，介绍近年来国内外学者具有代表性的研究成果，重点分析各类路径规划算法应用在采摘作业时的优缺点，通过对比，系统的总结各类算法的可行性、适用性以及局限性。最后，对采摘机械臂路径规划算法未来发展方向进行展望，提出算法优化的具体意见，为采摘机械臂路径规划研究提供一定的思路。

总结分析中国2021年水产养殖机械化发展概况，主要包括产业发展情况，池塘养殖、网箱养殖、工厂化养殖、筏式吊笼与底播养殖4种主要养殖模式全程机械化发展现状。在此基础上，分析4种主要养殖模式的主要作业环节存在机械化水平整体较低且发展不平衡，技术体系基础薄弱，机械化、信息化、智能化融合不够，高效适用设施、设备保障能力不足等问题，提出推动水产养殖设施装备制造转型升级、建立水产健康养殖全程机械化技术体系、加快绿色实用和高效智能装备的示范应用等建议。

随着我国设施蔬菜产业的不断发展以及人们对设施蔬菜的需求日益增加，实现机械化、智能化作业生产成为了设施蔬菜产业现代化进程中的必要环节。虽然我国设施蔬菜面积、产量以及产值不断扩大，但与欧美等设施农业发达国家仍有很大的差距。为提高设施我国设施产业机械化水平，研制可靠的机械作业装备，综述分析美国、日本、荷兰等国家现代化设施蔬菜作业机械的研究现状和发展动态，总结归纳我国设施蔬菜作业机械的类型以及优缺点，指出我国设施蔬菜生产过程中存在机械化、自动化程度不高、机具适应性差、农业机器人应用相对落后等问题。结合我国国情提出要加强研发智能化、信息化设施农业装备，推进新材料及农业机器人新技术的应用等提升设施蔬菜机械化水平的对策，为我国设施蔬菜机械化的发展指明方向和提供参考。

推广大豆玉米带状复合种植模式是振兴国产大豆、提升油料产能的重要措施之一，能有效缓解我国大豆对外依存度高、进口压力大等困难。在分析2022年西南、黄淮海、西北地区大豆玉米带状复合种植模式推广实施情况的基础上，对各地区大豆玉米带状复合种植全程机械化技术与装备的现状进行概述，提出大豆玉米带状复合种植机械化面临的问题主要有缺少除草剂喷施专用机具、收获专用机具，现有可用生产装备数量严重不足，机械作业质量不高、适用性差，机手操作不规范等；针对现有技术问题提出我国大豆玉米带状复合种植生产机械化技术与装备的阶段性发展建议，采取先部分后全部、先易后难的方式逐步推进，先解决黄淮海及西北地区全程机械化问题，再针对丘陵山区进行研发，实现全国大部分地区全程机械化，最后综合利用自主导航辅助驾驶技术、自主避让技术及遥感遥测技术等电子信息及传感器技术，提升机具的机械化技术水平，为推动我国大豆玉米带状复合种植模式全面全程机械化高质量发展提供参考。

鸟害造成的粮食减产、水果品质降低等问题严重制约农林经济发展，因此鸟害防治在农林经营过程中有重要的研究意义与应用价值。通过概述鸟害防治技术分类与特点，重点对激光驱鸟技术、声波驱鸟技术以及鸟情监测综合防治技术的发展历程和现状进行归纳，分析出当前农林驱鸟装备正从电子化向智能化发展的趋势。针对目前鸟害防治装备还存在易被鸟类适应、协同性差、通用性差等问题，提出建立鸟类生物学信息库为驱鸟装备提供发展依据，弱化鸟类适应能力；发展智慧农林推进农林鸟害防治的信息化与协同工作能力；培育农林抗鸟害作物，并开发先进鸟类监测算法提高识别率提前规避鸟害，做到鸟害治理为主，预防为辅。

棉花打顶作为棉花种植过程的一个重要环节，对棉花产量与品质具有重要影响。针对我国棉花打顶机械的发展情况，分类总结近年来在棉花高度与顶端检测、打顶装置、控制系统等关键技术方面的研究现状，阐述各个关键技术的突破与创新。同时指出在棉花高度与顶端检测、打顶装置、控制系统等方面检测精度不足、切割可靠性与准确性差、打顶控制算法不完善等问题。提出未来打顶技术研究的发展方向，神经网络、5G通讯等技术可用于棉花打顶识别，创新优化打顶切割装置，先进智能控制算法应用解决棉花打顶控制问题，机器人等先进技术应用到打顶中，发展无人机打顶技术，结合水肥调控栽培技术，推进打顶机械与生产农艺相结合，最大限度减低棉花田间管理复杂度，提升棉花打顶效果，实现棉花机械打顶大规模应用。

水肥一体化技术具有省时省工、节水节肥、增加产量、改善环境条件等方面的优势，在农业生产上得到广泛应用。四川省是蚕桑种养大省，应用推广水肥一体化技术能有效缓解桑园水资源地理时空分布不均的问题，有效提高桑叶产量和质量，促进产业可持续发展。基于此，通过对四川水肥一体化技术研究应用情况梳理，得出水肥一体化技术在四川的应用主要集中在果蔬类经济作物，在桑园应用较少的现状。指出桑园水肥一体化技术应用存在设备使用维护成本高、技术应用推广难以及缺乏配套智能装备等制约因素。进一步提出开展适宜于丘陵山区的桑园水肥一体化新技术研究、完善典型桑区水肥一体化技术应用模式、推进智能水肥一体化灌溉系统研发等措施，以期加快推进四川桑园水肥一体化技术的应用推广。

围绕大豆玉米带状复合种植种、管、收全程机械化，以大豆玉米一体化播种机、同步分带喷杆喷雾机、大豆玉米一体化收获机等同步作业专用机具，以及高地隙玉米收获机、小型窄幅收获机等分步适用机具为研究对象，根据近年来研制试验和推广应用情况，深入分析总结各类专用机具的技术特点、研发生产、试验验证、推广应用和注意事项，掌握当前专用机具发展现状，从提高作业效益、作业质量、适应性、关键结构等方面明确机具研发趋势，为大豆玉米带状复合种植全程化机械化发展奠定基础。围绕机具改进熟化与推广应用，从同播同熟品种选育、关键技术科研攻关、鉴定评价方法制定、适用机具机型遴选、试验示范推广和全程机械化模式凝练等方面提出建议。

针对现阶段我国大豆、玉米进口逐年增加，粮食安全有较大隐患的问题，我国启动大豆和油料产能提升工程，大力推广大豆玉米带状复合种植技术。大豆玉米带状复合种植农艺以“选配良种、扩间增光、缩株保密”为核心，以“减量一体化施肥、化控抗倒、绿色防控”配套，对农业机械提出提升通过性能、提高作业效率的总体要求，在播种方面发展小株距精密播种技术、大豆玉米播种分控技术、玉米大排量施肥技术、秸秆防堵技术、均匀接行技术；在田间管理方面发展双喷雾系统分带定向施药技术、自适应喷杆调节技术、植保机轮距调节技术、防飘移喷雾技术；在收获方面发展密植玉米低损摘穗技术、玉米低损低破碎脱粒技术、大豆低损割台技术、大豆低破碎柔性脱粒技术、大豆高效清选技术、大豆低破碎籽粒输送技术、大豆机收质量在线检测技术。现阶段需优化大豆玉米带状复合种植全程机械化装备，进一步结合大豆玉米带状复合种植的农艺特点与作业机具特性，加强理论研究，促进农机农艺进一步融合，加强创新机具研发，提高机具对种植模式的适应性。

为突破大豆玉米复合种植模式受到播种机机械化水平低的限制并减少硬粘土及多雨条件对大豆玉米复合种植的不利影响，设计一款集旋耕、起垄、施肥、播种等作业功能于一体的2BSQF-6型大豆玉米带状复合种植播种机。首先结合大豆玉米带状复合种植的农艺要求，提出2BSQF-6型大豆玉米带状复合种植播种机整体结构设计方案。然后对旋耕、起垄、播种以及仿形等关键部件进行设计并确定关键参数。最后在灌云县大豆农场种植基地展开大豆玉米带状复合种植的播种试验。经田间试验表明，在作业速度为4.7 km/h时，大豆玉米播种深度合格率均为93.3%，大豆和玉米的粒距合格率分别为85%和95.2%，漏播率均控制在8%以下，机具各项指标均满足大豆玉米带状复合种植的农艺要求。

针对丘陵山地移栽机车身在移栽时容易发生倾斜导致移栽效果差的问题，设计一种由状态测量单元、单片机嵌入式系统、电动传动系统组成的移栽机车身自动调平控制系统。首先，综合考虑位置误差调平和角度误差调平优劣势，提出一种多传感器耦合调平策略。其次，采用模糊PID控制器对执行机构中的电动推杆进行控制，并利用卡尔曼滤波器滤除移栽机底盘所受到的发动机振动干扰。然后，通过MATLAB/Simulink对所设计的模糊PID控制器及卡尔曼滤波器进行仿真分析。仿真结果表明，在相同初始参数条件下，模糊PID控制相较于传统PID具有更好的控制性能，系统调节时间缩短62.86%，上升时间缩短47.64%，峰值时间缩短45.54%，最大超调量减少12.23%。卡尔曼滤波器能有效抑制干扰和抖动信号。最后，对车身自动调平控制系统进行静态试验和动态试验。试验结果表明，当车身倾斜角在-8°~8°范围内时，该自动调平系统的调节时间小于3.5s，最大调平误差小于0.5°。当移栽机以3.6km/h的速度行驶时，在起伏较大的路面下车身倾斜角控制在±3°以内，起伏较小的路面下车身倾斜角基本维持在0°，调平速度较快，效果较好，对提高移栽机的移栽效果具有重要意义。

清选系统作为谷物联合收获机的核心部件，直接影响着收获机的作业效率和清选效果。目前我国谷物联合收获机清选系统的智能化程度普遍较低，如何实现清选装置高效智能化技术发展和提高清选系统工作性能是谷物联合收获机研究的难点。从清选系统基本结构、损失监测传感器、信号处理电路以及自适应控制系统研究等方面综述分析国内外谷物联合收获机清选损失监测、自适应调控等技术研究进展，探究提高谷物联合收获机清选系统损失监测精度以及清选装置自适应调节效果，以期为实现谷物联合收获机整机智能化和信息化提供理论依据。