柑桔园信息化建设(柑橘精准化管理果园建设可行性方案)

柑橘精准化管理果园建设
项目建设的必要性
我市柑橘产业发展迅速，集约化基地如雨后春笋不断涌现。

特别是当今劳动力缺乏的条件下，集约化柑橘基地的专业化管理，精准化作业、信息化服务和机械化作业等成为柑橘产业发展的趋势和必然。

通过果园环境、土壤养分、柑橘树体生长等多源信息的定量实时监测，对发展科学、合理、精准管理等现代农业技术具有重要的现实意义，同时对市柑橘产业优质丰产、节本增效、农民增收致富、环境友好发展等均具有重大意义和价值。

市农业科技有限公司垫江县高峰镇晚熟柑橘示范园，占地1000余亩，面对产品国际化营销带来的品质和价格竞争压力，迫切需要依托现代农业技术促进基地技术进步和效益提升，对打造我国柑橘产业现代高新技术集成示范应用高地，引领我国柑橘产业技术进步和可持续发展等都具有重要意义。

三、项目建设内容
围绕柑橘现代农业技术发展的重大需求，以柑橘生产过程关键环节为切入点，集成柑橘生产过程的信息感知与传输、信息处理与决策支持、精准管理技术，在垫江县高峰柑桔园应用，初步建成柑橘基地信息化、远程决策支持、智能变量施肥、果园机械化和交通便捷化，打造成我国柑橘产业现代高新技术集成示范应用高地。

本项目包括基
地信息化工程、远程信息共享工程、精准变量化施肥灌溉工程、信息化采收决策支持系统、作业机械应用和交通运输道路等。

本项目具体方案如下：
（一）果园信息化工程
1.信息感知
1.1视频信息传感设备优选：RFID、电磁感应、光谱、视频、红外、GNNS等传感设备的优选。

1.2多源生态信息传感设备优选：土壤水分、温度信息。

果树生理信息传感设备优选：树体叶温、露点、茎流等生理信息、果实发育信息等等。

2.信息传输
2.1传输模式优选：编码技术、能量管理技术、抗干扰技术、通讯模式、传感器标准。

2.2异构传感网络优选：PAN网络、WAN、LAN等网络技术、手机短信，等等。

3.信息集成与处理
3.1多源信息的标准化处理与集成；
3.2多源信息的挖掘与解析；
3.3共享信息网络建立与信息发布。

（二）果园信息化精准管理系统研发示范
1.精准变量施肥决策系统建设。

2.分区变量灌溉决策系统建设与施肥灌溉喷药一体化管道作业系统建设示范。

3.信息化精准采收决策支持系统建设应用。

（三）果园机械化建设
开发一种微型轮式动力移动平台，通过该动力平台的动力输出，快速连接不同的工作机具，可实现果园耕作除草、开沟施肥、果园内果品运输、果树修枝、农药喷洒、采果等。

（1）整机外形尺寸≤1500*600*1000mm;（2）整机重量（空车，不带工作机构）≤40kg; （3）机组爬坡度≥25；（4）机组行走速度：2－15km/h；（5）最大修枝、采果高度4000mm。

（四）基础设施道路工程
1.干道：共设计两条。

由主公路从果园中间进入，并向两边分
开，围绕园区周边延伸到主公路，长度1.6公里。

生产便道：共设计八条，长度4.71公里。

2.其它基础设施：拦水坝、提水泵站，3000立方米蓄水池。

预期目标
1.建立柑橘基地多源信息感知传感技术体系，为建立信息化物联网技术示范果园奠定基础。

2.建立基于决策支持系统的柑橘园变量施肥和变量灌溉作业技术体系，直接指导园区精准化管理。

3.集成细信息化精准施肥和精准灌溉专用装备及系统，实现柑橘精准施肥灌溉作业、智能控制。

4.针对公司国际化营销需要的柑橘鲜果科学精准采收决策支持系统，实现公司对若干基地柑橘产品质量、产量、成熟期的信息化精准管理和决策。

5.开发多功能果园机械，实现果园生产作业机械化，以提高效率，降低生产成本，为农业产业化管理开辟集约、高效之路。

建设工程及预算
（一）果园多源信息采集共享与展示系统建设
布点建设柑橘基地生态气象信息、树体果实发育信息和果园视频信息的实时监控系统和实时传输集成系统，将多源信息及时整合和传输到网站系统，实现实时信息监控、预警和远程管理和共享。

在果园不同方位统一安装信息采集传感器3套，信息采集点到控制中心之间建立低压电线供电和光纤信息传输等系统一套，定向开发
预警软件系统、精准施肥决策支持系统软件各1套；在展览室建立以大型液晶电视为主体的信息展示系统。

建设经费预算：3套信息采集传感器（含视频摄像头系统2套）35万元，建设低压电线供电和光纤传输系统10万元，预警软件系统开发10万元；展示系统（液晶大屏幕1套，配套电脑2套，操作与控制平台1套）10万元；网站软建设10万元（含域名申请、数据库购买、网络硬盘空间购置、网络软件开发及网站维护等。

合计75万元（含网站软建设）
（二）精准施肥处方图生成技术体系建设
对园区每一单株进行精确定位（精度达厘米级），科学布点，采集叶片和土壤样品，检测土壤和叶片关键营养元素的含量，采用DGPS+GIS技术构建营养分布现状图；研发精准变量施肥处方图生成软件，生成园区精准施肥处方图，指导果园精准施肥作业。

建设经费预算：生成园区三维地形图5万，采样和分析土壤与叶片营养指标10万元，开发变量施肥处方图生成软件15万，建立园区精准施肥处方图5万元。

合计35万元。

（三）柑橘鲜果精准采收决策支持系统建设
采用主成分分析和多元线性回归分析，建立果园土壤湿度、环境因子（积温）与柑橘果实品质（可溶性固形物、维生素C、可滴定酸等）的关系回归模型。

利用光谱技术建立的果实品质快速无损检测在线模型，研究集成柑橘果实适时采收远程管理决策系统，并示范应用于商品化生产基地，实现产销衔接，延长加工原料果和鲜果供应期，
柑桔鲜果质量和经济效益提升，促进柑橘产业的健康发展。

建设经费预算：30万元。

（四）果园精准化灌溉系统建设
由灌溉控制首部、动力加压系统、过滤系统、肥料注入、管网系统等组成。

建设经费预算：75万元。

（五）果园道路系统建设
干道共设计2条，由主公路从果园中间进入，并向两边分开，围绕园区周边延伸到主公路，长度1.6公里。

生产便道共设计8条，4.71公里。

建设经费预算：干道长度1.6管理，25万元/公里，40万元。

生产便道长度4.71公里，15万元/公里，计71万元。

两项合计111万元。

（六）其它基础设施建设
拦水坝30米，2米高，3米厚，10万元。

提水泵站1座，10万元。

1000立方米蓄水池,100元/立方米，10万元。

建设经费预算：拦水坝，10万元。

提水泵站，10万元。

1000立方米蓄水池,10万元。

合计30万元。

（七）多功能果园机械开发
开发多功能果园机械，开发一种微型轮式动力移动平台、果园耕作除草机具、开沟施肥机具、果园内果品运输装载机具、果树修枝机具、农药喷洒机具、采果机具等。

建设经费预算：1.微型轮式动力移动平台，10万元；2.果园割草机具，8万元；3.果园开沟施肥机具，8万元；4.果园内果品运输装载车辆，8万元；5.果树修枝机具，8万元；6.果园农药喷洒机具，8万元；7.果园采果机具，8万元。

合计：58万元。

五、项目预算合计
项目建设可行性
市农业科技公司源于市果业有限公司，注册于2002年，是专业从事鲜食晚熟柑桔生产、加工、销售为一体的外商独资农业企业。

经过近十年的艰苦努力，已发展成为拥有三个独立法人公司，鲜食晚熟柑桔种植面积达2万余亩，现代化苗圃基地3座，现代化商品化处理加工厂2座，总资产达数亿元的市农业产业化优秀龙头企业。

中国农科院柑桔研究所是我国柑橘科技创新服务专门机构，研究领域涵盖柑橘产业链条各环节和农业科技各学科。

近年来，在国家科技支撑计划项目支持下开展了柑橘信息技术、精准管理技术等探索性研究，取得了明显进展。

先后对柑橘特征光谱、土壤及叶片营养诊断指纹光谱和监测模型、旱情诊断特征光谱和茎流反应、山地果园差异化变量施肥技术、果实品质田间实时监测和成熟期预测技术等进行了研究，开发出可对土壤、叶片的水分营养、果实品质等实时检测的多
功能近红外分析仪，在忠县现代柑橘科技园区建立起规模化的信息化示范基地，得到市市长、科技部和农业部等相关部委领导及国家科技支撑计划项目“长江柑橘带橙汁加工关键技术研究与产业化开发”结题验收组专家的肯定和好评。

目前，已经形成研究员、副研究员、助理研究员梯队搭配，果树学、土壤学、植物营养学和信息学等多学科交叉的联合攻关团队。

结合过去几年中国农业科学院柑桔所承担的国家柑橘工程技术研究中心、柑橘学市重点实验室、西南大学211工程等建设项目，先后购置了近红外光谱仪、傅立叶光谱仪、DGPS系统、茎流仪、全自动气象站、多光谱照相机、植物生理生态信息仪等相关仪器设备，建立了光谱监测技术实验室、远程决策技术支持实验室、分子生理实验室、柑橘逆境与调控实验室和土壤与植物营养实验室等基础研究平台。

西南大学工程技术学院的农业机械化工程专业是市重点学科，在西南地区从事山地丘陵地区农业机械化方面的研究时间最早，范围最广，层次最高，获得的成绩也是最突出，自1958年建院以来，一直从事小型（微型）农机具研究，积累了相当丰富的实践经验；项目组进行了广泛的市场调研，对目前国内外典型的果园轮式移动机械进行了结构分析，及相关相关性能测试，总结了其优点和缺陷，为下步设计奠定了基础；对本项目中的部分研究内容进行了研究，如水果采摘机构、工作机组的快速连接进行了力学分析和动力仿真，并取得了相关数据；已完成总体结构的初步设计；正在申请专利1项。

项目建设方式
（一）建设时期
本项目拟计划1年实施完成。

（二）建设单位
本项目由市农业科技有限公司、农业科学院柑桔研究所、大学合作实施完成。

附表：信息化系统设备清单
（设备参数性能达到计划要求，不限于此型号，下同）
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