棉花是世界上最主要的经济作物之一,产量大、生产成本低,使棉制品价格比较低廉。棉花的主副产品都有较高的利用价值,正如前人所说“棉花全身都是宝”。它既是最重要的纤维作物,又是重要的油料作物,也是含高蛋白的粮食作物,还是纺织、精细化工原料和重要的战略物资。因此,必须努力使棉花增产,搞好综合利用,以增加棉农收入和满足国民经济发展多方面的需要。然而,在棉花种植过程中,仍然使用手工破膜、人工监测棉花病虫害以及脱叶剂喷洒情况,这些工作费时费力,效率低下。

山东滨州是中国北方的主要棉花产地,但由于大部分棉田由农民个人种植,种植效率低,导致收入偏低。2011年,王建军成立农喜棉花合作社,通过土地流转,让合作社社员实施整片的棉花种植,实现全程机械化,减少劳动力成本,提高效率,给棉农带来更多收益。
近几年,两会提出“为农田装上“智慧大脑” 以科技创新推动农业现代化”。因此山东理工大学、滨州市滨城区秦皇台乡政府和滨州农喜棉花合作社联合共建了山东滨州棉花科技小院,科技小院研究生们利用智能农机装备和无人机遥感技术以解决当前棉花种植过程中真实存在的问题。
为了解决人工破膜费时费力的问题,棉花科技小院研究生们开发了一款基于电热熔膜技术的棉花幼苗破膜机。这款破膜机能够在移动过程中进行破膜操作,同时提高了破膜器在接触薄膜时的直立度,保证了破膜的效率和质量。为了适应日渐复杂的田间病虫害防治形势,通过无人机多光谱影像的相应波段构建棉盲蝽虫害胁迫判别模型,并对棉盲蝽虫害胁迫区域进行识别。可以有效快速识别棉盲蝽虫害发生的区域,实现了对病虫害区域精准喷药。目前,使用植保无人机喷洒棉花脱叶剂,需要人工对喷洒效果进行调查,以确定是否需要多次喷施脱叶剂以及脱叶剂的施用量。利用无人机遥感技术和植被覆盖度提取方法,对棉花喷洒脱叶剂前、后的棉田进行监测,制作变量施药处方图,指导脱叶剂喷施,与常规施药方式相比,基于处方图的变量喷施有效降低施药量并提高了棉花脱叶率,推动精准农业航空遥感技术在我国棉花田间管理方面的应用。

棉花科技小院的建设和发展,致力于实现教书与育人、田间与课堂、理论与实践、科研与推广、创新与服务的紧密结合,推动人才培养、科技创新、社会服务一体化 ,为棉花的种植与管理插上科技的翅膀,促进棉花产业向智能化、绿色化转型发展。
山东滨州棉花科技小院
培养单位:山东理工大学
联合培养单位:滨州市滨城区农喜棉花专业合作社
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棉花是世界上最主要的经济作物之一,产量大、生产成本低,使棉制品价格比较低廉。棉花的主副产品都有较高的利用价值,正如前人所说“棉花全身都是宝”。它既是最重要的纤维作物,又是重要的油料作物,也是含高蛋白的粮食作物,还是纺织、精细化工原料和重要的战略物资。因此,必须努力使棉花增产,搞好综合利用,以增加棉农收入和满足国民经济发展多方面的需要。然而,在棉花种植过程中,仍然使用手工破膜、人工监测棉花病虫害以及脱叶剂喷洒情况,这些工作费时费力,效率低下。

山东滨州是中国北方的主要棉花产地,但由于大部分棉田由农民个人种植,种植效率低,导致收入偏低。2011年,王建军成立农喜棉花合作社,通过土地流转,让合作社社员实施整片的棉花种植,实现全程机械化,减少劳动力成本,提高效率,给棉农带来更多收益。
近几年,两会提出“为农田装上“智慧大脑” 以科技创新推动农业现代化”。因此山东理工大学、滨州市滨城区秦皇台乡政府和滨州农喜棉花合作社联合共建了山东滨州棉花科技小院,科技小院研究生们利用智能农机装备和无人机遥感技术以解决当前棉花种植过程中真实存在的问题。
为了解决人工破膜费时费力的问题,棉花科技小院研究生们开发了一款基于电热熔膜技术的棉花幼苗破膜机。这款破膜机能够在移动过程中进行破膜操作,同时提高了破膜器在接触薄膜时的直立度,保证了破膜的效率和质量。为了适应日渐复杂的田间病虫害防治形势,通过无人机多光谱影像的相应波段构建棉盲蝽虫害胁迫判别模型,并对棉盲蝽虫害胁迫区域进行识别。可以有效快速识别棉盲蝽虫害发生的区域,实现了对病虫害区域精准喷药。目前,使用植保无人机喷洒棉花脱叶剂,需要人工对喷洒效果进行调查,以确定是否需要多次喷施脱叶剂以及脱叶剂的施用量。利用无人机遥感技术和植被覆盖度提取方法,对棉花喷洒脱叶剂前、后的棉田进行监测,制作变量施药处方图,指导脱叶剂喷施,与常规施药方式相比,基于处方图的变量喷施有效降低施药量并提高了棉花脱叶率,推动精准农业航空遥感技术在我国棉花田间管理方面的应用。

棉花科技小院的建设和发展,致力于实现教书与育人、田间与课堂、理论与实践、科研与推广、创新与服务的紧密结合,推动人才培养、科技创新、社会服务一体化 ,为棉花的种植与管理插上科技的翅膀,促进棉花产业向智能化、绿色化转型发展。
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