選題依據(jù)：（理論依據(jù)、應(yīng)用價值、目的意義等?？闪砀郊垼?.1研究的背景我國是果樹種植大國，果樹種植面積與水果產(chǎn)量均居世界首位。據(jù)統(tǒng)計，我國水果產(chǎn)量超過2.5億噸，已成為僅次于糧食和蔬菜的第三大作物。梨又名沙梨、白梨。梨多汁，既可以食用，又可以入藥，被譽(yù)為“百果之宗”，榨為梨汁，又名“天生甘露飲”REF_Ref160386569\r\h[1]。它有排毒防癌、潤腸通便、補(bǔ)充水分、化痰止咳等功效。施肥是影響水果品質(zhì)的重要舉措之一，土壤中的氮、磷、鉀等元素及有機(jī)肥含量是影響水果產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素REF_Ref161842998\r\h[2]。梨樹茁壯成長需要充足的養(yǎng)分及適宜的土壤環(huán)境，合理施肥是保證果樹豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)的重要舉措。通過混合深施有機(jī)肥和化肥改善土壤養(yǎng)分含量，有助于提高梨的品質(zhì)。梨園施肥多采用人工施肥作業(yè)，勞動強(qiáng)度大、效率低REF_Ref161843022\r\h[3]。梨園施肥的機(jī)械化和智能化是解放生產(chǎn)力，推動梨樹產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要措施之一REF_Ref161843016\r\h[4]。近年來，我國人口老齡化不斷加劇、農(nóng)村勞動力不斷流失等因素，對我國梨園產(chǎn)業(yè)的制約逐年加重REF_Ref161843039\r\h[5]。據(jù)統(tǒng)計，我國果園生產(chǎn)平均綜合機(jī)械化率僅有26.58%，且果園機(jī)械智能化水平較低。隨著我國林果業(yè)不斷發(fā)展，施肥機(jī)械作為梨園管理機(jī)械，其自動化和智能化是未來發(fā)展的主要趨勢REF_Ref161843005\r\h[6]。所以盡快實現(xiàn)機(jī)械化、自動化施肥，提高梨農(nóng)種植的經(jīng)濟(jì)效益就顯得尤為重要。1.2研究的目的意義梨園是一種重要的農(nóng)業(yè)種植形式，對于梨樹的生長發(fā)育和果實的品質(zhì)產(chǎn)量有著重要的影響。梨樹開溝施肥對于提高果樹種植效率、提高果實產(chǎn)量具有重要意義REF_Ref160386586\r\h[7]。本課題針對梨園人工開溝深施肥勞動強(qiáng)度大、效率低的現(xiàn)狀，設(shè)計了由中大型柴油機(jī)作為動力輸出的集開溝、施肥、覆土于一體的開溝施肥機(jī)，具有機(jī)械化程度高、溝壁整齊、溝底不留回土及開溝深淺可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，有效提升了果農(nóng)的生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的開溝施肥方法需要大量的人力和時間，現(xiàn)代梨園開溝施肥覆土一體機(jī)可以大幅度提高工作效率，并且能夠保證施肥的均勻性和準(zhǔn)確性，從而提高果樹的產(chǎn)量和品質(zhì)。文獻(xiàn)綜述：2.1國外研究現(xiàn)狀國外對施肥技術(shù)的研究起步較早，當(dāng)前比較前沿的施肥技術(shù)包括變量施肥、分層施肥、測土配方施肥等。變量施肥技術(shù)是將土壤特性、病蟲害、天氣狀況等因素與作物的生長過程相結(jié)合，在增產(chǎn)、保質(zhì)的情況下，做到環(huán)保施肥的新施肥技術(shù)REF_Ref161431847\r\h\#"[0"[8,REF_Ref161431857\r\h\#"0]"9]。測土配方施肥技術(shù)是結(jié)合作物生長地土壤營養(yǎng)特性和作物生長吸肥特性兩方面因素，在科學(xué)技術(shù)支持下，將氮磷鉀等肥料成分按比例配合的施肥技術(shù)REF_Ref161431850\r\h[10]。該技術(shù)在歐美國家已得到廣泛推廣，美國85％的作物已經(jīng)采用該技術(shù)施肥，日本和英法等國也制定了較規(guī)范的管理機(jī)制REF_Ref160386639\r\h[11]。美國斯坦福大學(xué)將DGPS應(yīng)用于農(nóng)機(jī)無人駕駛，在水稻插秧機(jī)不同部位安裝定位天線，根據(jù)天線接收同一導(dǎo)航衛(wèi)星信號不同相位及角度，預(yù)估車輛行駛位姿。2016年，美國凱斯紐荷蘭工業(yè)集團(tuán)提出了兩種不同版本的無人駕駛概念車輛，無駕駛室Magnum型拖拉機(jī)和有駕駛室型NHDriveTM拖拉機(jī)。這兩種類型的無人駕駛拖拉機(jī)均配備完整的感應(yīng)及探測功能，可有效識別并避開障礙物。日本北海道大學(xué)教授Noguchi及其團(tuán)隊利用高精度衛(wèi)星與慣導(dǎo)組合導(dǎo)航、激光雷達(dá)與視覺處理等技術(shù)，設(shè)計了拖拉機(jī)群協(xié)同無人駕駛作業(yè)及自動作業(yè)系統(tǒng)，實現(xiàn)了拖拉機(jī)由車庫出發(fā)進(jìn)入田間作業(yè)，并于作業(yè)完成后返回車庫的全程無人化管理。日本久保田、洋馬等農(nóng)機(jī)制造商，基于“一個機(jī)手，兩臺機(jī)器”的設(shè)想，改進(jìn)無人駕駛拖拉機(jī)，提高了作業(yè)效率。其中久保田公司于2017年發(fā)布了其最新研制的無人駕駛?cè)詣舆\(yùn)行拖拉機(jī)，大幅提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。英國哈珀亞當(dāng)斯大學(xué)提出并創(chuàng)立了全世界第一個無人農(nóng)場，該農(nóng)場利用無人機(jī)監(jiān)測農(nóng)作物生長狀況，收集農(nóng)作物相關(guān)數(shù)據(jù)；監(jiān)測平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評估，農(nóng)場主則根據(jù)需要在遙控室發(fā)出控制指令實現(xiàn)農(nóng)機(jī)播種、撒藥及收獲等自動化作業(yè)REF_Ref161432041\r\h\#"[0"[12,REF_Ref161430446\r\h\#"0]"13]。2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀近年來，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械在產(chǎn)業(yè)升級和農(nóng)村勞動力大規(guī)模向城市轉(zhuǎn)移的大背景下也取得了長足的發(fā)展。針對果園開溝施肥等亟待解決的實際問題，國內(nèi)高校、研究單位投入大量工作，研制出多種機(jī)型，其中一些機(jī)型已經(jīng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，取得了一定效益REF_Ref160386625\r\h\#"[0"[14,REF_Ref160386630\r\h\#"0]"15]。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)宋正河團(tuán)隊在拖拉機(jī)上安裝DGPS無人駕駛系統(tǒng)，設(shè)計了無人駕駛控制軟件系統(tǒng)，基于卡爾曼濾波技術(shù)對GPS陀螺儀與磁羅盤等傳感器信息融合，實現(xiàn)拖拉機(jī)無人駕駛REF_Ref161430093\r\h[16]。2019年，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)與濰柴雷沃聯(lián)合研制我國首個主從導(dǎo)航收獲機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)以無人駕駛收獲機(jī)為主機(jī)、無人駕駛卸糧車為從機(jī)，基于北斗導(dǎo)航實現(xiàn)收獲機(jī)與卸糧車主從協(xié)調(diào)REF_Ref161430349\r\h[17]。上海司南導(dǎo)航研制的AG360/AG360Pro北斗/GNSS農(nóng)機(jī)無人駕駛系統(tǒng)，主要由力矩電機(jī)、雙天線一體GNSS接收機(jī)、角度傳感器和智能平板組成，是集衛(wèi)星信號接收、導(dǎo)航定位、無人駕駛于一體的綜合性系統(tǒng)。上海聯(lián)適導(dǎo)航研制出AF30X系列北斗導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)，主要由車載終端、集成車載傳感器的R70車載接收器和電動方向盤組成，可適用于多種農(nóng)機(jī)機(jī)型REF_Ref161430446\r\h[13]。2.3現(xiàn)代果園開溝施肥覆土一體機(jī)發(fā)展展望從國外開溝機(jī)的研究情況來看，國外開溝機(jī)具有專業(yè)化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化等特點(diǎn)，但國外開溝機(jī)的通用性不強(qiáng)，只具有開溝單項功能，而且開溝機(jī)型比較龐大，不適用于我國的果園作業(yè)?，F(xiàn)如今我國的果園施肥機(jī)械，不論是開溝施肥還是挖穴施肥機(jī)，對果實所施加的肥料都位于所開溝槽或所挖坑的底部，肥料不能分布在所開溝槽或所挖坑的整個空間中，導(dǎo)致肥料利用率低。而且果園施肥機(jī)大多采用外槽輪式排肥裝置，只適合施顆粒肥，不能滿足有機(jī)肥的施肥要求，且外槽輪易堵塞，不容易清洗，有些施肥機(jī)械達(dá)不到果園對施肥深度的要求。我國果園種植規(guī)模不斷擴(kuò)大，果園的機(jī)械化程度也在不斷提高，果園施肥機(jī)械得到了快速的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)及人們生產(chǎn)觀念的轉(zhuǎn)變，施肥技術(shù)逐漸在向智能化、精準(zhǔn)化方向轉(zhuǎn)變，人們在追求效益最大化的同時，也更加注重對環(huán)境的保護(hù)和資源的節(jié)約。果園施肥機(jī)械將朝著自動化、智能化的方向發(fā)展。全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和傳感器技術(shù)的綜合應(yīng)用將使施肥機(jī)械能夠?qū)⒐麡涞拇笮?、樹冠形狀等信息傳至可變速率技術(shù)（VRT）系統(tǒng)，通過決策軟件對果樹生長狀況進(jìn)行判斷從而能夠根據(jù)果樹個體狀況施肥，最終達(dá)到降低成本、提高效益、避免環(huán)境污染的目的REF_Ref161432226\r\h\#"[0"[18-REF_Ref161431768\r\h\#"0]"20]。參考文獻(xiàn)：孫海霞,王林杰,張淑娟等.基于機(jī)器視覺的梨品種識別研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2023，（13）:41-43+48.白秋薇,張信,羅紅品,李光林.設(shè)施果園自動對靶精準(zhǔn)變量施肥控制系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2021,37(12):28-35.沈從舉,賈首星,張立新,周艷,李帆,代亞猛,張景,馬文霄.履帶自走式果園氣爆深松施肥機(jī)研制[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2019,35(17):1-11.劉雙喜,徐春保,張宏建等.果園基肥施肥裝備研究現(xiàn)狀與發(fā)展分析[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2020,51(S2):99-108.羅承銘,熊陳文,黃小毛,丁幼春,王紹帥.四邊形田塊下油菜聯(lián)合收獲機(jī)全覆蓋作業(yè)路徑規(guī)劃算法[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2021,37(9):140-148.張宏建,徐春保,劉雙喜,江浩,張成福,王金星.自動調(diào)節(jié)深度式果園雙行開溝施肥機(jī)設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2021,52(1):62-72.景子奇．果園開溝施肥機(jī)構(gòu)創(ch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shè)備的使用還會對周圍環(huán)境產(chǎn)生，如噪音、