八、設(shè)施園藝工程
（一）專業(yè)組工作開展情況
1.學(xué)術(shù)交流活動
2015年8月17-18日，由農(nóng)業(yè)部農(nóng)機化司主辦，本專家組組長毛罕平教授負責(zé)承辦的全國農(nóng)機化科技創(chuàng)新研討會在江蘇鎮(zhèn)江隆重舉行。全國農(nóng)機化科技創(chuàng)新戰(zhàn)略咨詢專家組組長、中國工程院院士羅錫文主持會議，江蘇大學(xué)校長袁壽其研究員致歡迎辭。農(nóng)機部農(nóng)機化司副司長胡樂鳴、調(diào)研員王國占，中國工程院院士陳學(xué)庚，農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計院院長朱明，以及其他來自全國有關(guān)高校、科研院所和行業(yè)骨干企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和專家34人出席會議。此次會議的主要任務(wù)是研討“十三五”國家農(nóng)機化發(fā)展規(guī)劃和重點科研任務(wù)，為國家農(nóng)機化發(fā)展指明方向。經(jīng)過研討，與會專家形成廣泛共識：國家將農(nóng)業(yè)機械裝備列入“中國制造2025”十大領(lǐng)域之一，農(nóng)機發(fā)展將迎來最好時機，要圍繞農(nóng)業(yè)部提出的“一控二減三基本”這一要求考慮未來五年農(nóng)機化發(fā)展，切實解決增收和增效環(huán)節(jié)的機械化問題，加速推動全程機械化進程。農(nóng)業(yè)部農(nóng)機化司副司長胡樂鳴發(fā)表重要講話，他首先對戰(zhàn)略咨詢組專家長期對農(nóng)業(yè)部工作的支持表示感謝，同時介紹了農(nóng)機化司當(dāng)前重點推進的工作，希望通過大家的共同努力，適應(yīng)新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體的新需求，為中國開啟更高水平的全程機械化、提高農(nóng)業(yè)增收增效做出新貢獻。
設(shè)施園藝工程專業(yè)組于2015年7月7日在北京與2015年設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)合會聯(lián)合召開“十三五”設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展重點研討會。研討推進設(shè)施農(nóng)業(yè)“十三五”發(fā)展的思路和重點，提出設(shè)施農(nóng)業(yè)的創(chuàng)新方向和行業(yè)扶持政策措施。參與省域設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗交流會，設(shè)施園藝工程專業(yè)組專家與各省主管部門和企業(yè)人員進行互動，給予技術(shù)支持和咨詢。
2015年1月23～25日在鎮(zhèn)江召開種養(yǎng)智能設(shè)施裝備技術(shù)研討會，分析了新形勢下設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的主要、發(fā)展方向，提出未來5年我國設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究重點，設(shè)施園藝工程專業(yè)組組長毛罕平教授負責(zé)起草了江蘇種養(yǎng)智能設(shè)施裝備領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈“十三五”規(guī)劃。
2015年1月，周長吉專家參加了上海溫室制造業(yè)協(xié)會年會，做了題為“中國溫室行業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)”的大會報告；2015年4月，參加在韓國舉行的溫室設(shè)施災(zāi)害預(yù)防國際會議，做了題為“中國溫室設(shè)施災(zāi)害及預(yù)防措施”的大會報告；2015年4月，參加了第四屆中國·壽光國際設(shè)施園藝高層學(xué)術(shù)論壇，做了題為“日光溫室墻體輕型化理論與實踐”的大會報告；同月還參加了河北省蔬菜設(shè)施結(jié)構(gòu)與裝備優(yōu)化技術(shù)培訓(xùn)班，做了題為：“新型日光溫室及其配套技術(shù)與裝備”的學(xué)術(shù)報告。
2015年5月，張曉文專家與瑞典歐勃亞園藝實業(yè)股份有限公司簽訂了合作備忘錄，雙方就溫室建設(shè)、配套裝備、園藝支持等方面開展了合作；2015年6月，與因特能源簽訂了長期戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方在光伏農(nóng)業(yè)領(lǐng)域方面達成長期合作；2015年9月，與達澤國際實業(yè)有限公司簽訂了長期戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，雙方針對當(dāng)前農(nóng)業(yè)設(shè)施落后，農(nóng)副產(chǎn)品安全無序等問題，將先進的農(nóng)業(yè)設(shè)施與先進的農(nóng)業(yè)降解技術(shù)有機結(jié)合起來，打造高起點，高技術(shù)含量、經(jīng)濟適用的農(nóng)副產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，進行市場推廣。
2015年5月，由陳永生專家協(xié)助中國蔬菜協(xié)會機械化分會、農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所組織召開了“中國蔬菜產(chǎn)業(yè)大會-蔬菜生產(chǎn)機械化創(chuàng)新論壇”，邀請了6位行業(yè)專家分別就設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無土栽培技術(shù)、典型蔬菜機械化解決方案等方面作了大會報告。
2015年7月，毛罕平專家隨同中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)術(shù)團隊，赴以色列參加了第10屆歐洲精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)學(xué)會國際學(xué)術(shù)會議，圍繞精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的空間變異與測圖、設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境精準(zhǔn)調(diào)控、土壤和作物傳感器、機器人技術(shù)等與參會專家開展了廣泛研討。
2015年7月，周長吉專家參加了設(shè)施農(nóng)業(yè)聯(lián)合會，做了題為“中國溫室工程的標(biāo)準(zhǔn)化進程”的大會報告；2015年8月，參加了第一屆設(shè)施農(nóng)業(yè)與新農(nóng)村發(fā)展學(xué)術(shù)論壇，做了題為“中國溫室工程的標(biāo)準(zhǔn)化體系”的大會報告；2015年11月，參加了中國園藝學(xué)會設(shè)施園藝學(xué)術(shù)年會，做了題為“世界各國對中國日光溫室的研究與實踐”的大會報告。
2015年9月，設(shè)施園藝工程專業(yè)組組長毛罕平教授組織相關(guān)專家對“十三五”國家重點研發(fā)計劃優(yōu)先啟動重點研發(fā)任務(wù)建議“種植業(yè)農(nóng)業(yè)機械化薄弱環(huán)節(jié)技術(shù)裝備研發(fā)與集成示范”進行了論證，提出了修改建議。
中國溫室2015、2016年會分別于2015年11月、2016年11月在河南省鄭州市和福建廈門成功召開，毛罕平、周長吉、楊其長等專家圍繞南方溫室和日光溫室結(jié)構(gòu)、環(huán)境控制、設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的問題做大會特邀主題報告。
2016年5月，周長吉專家參加了現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)暨蔬菜標(biāo)準(zhǔn)園發(fā)展論壇，做了題為“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)規(guī)劃建設(shè)的定位思考”的報告。
2016年5月，張曉文專家參加了第18屆中國國際花卉園藝展會-“現(xiàn)代溫室裝備與技術(shù)創(chuàng)新論壇”，在論壇上做了題為“荷蘭溫室蔬菜高產(chǎn)栽培技術(shù)簡析”的報告。
2016年5月，陳永生專家主持了“中國蔬菜產(chǎn)業(yè)大會-蔬菜生產(chǎn)管理與機械化報告會”，會上邀請5位專家分別就山東、江蘇設(shè)施園藝機械化技術(shù)，日本先進蔬菜生產(chǎn)機械、土壤火焰消毒技術(shù)等作了大會報告。
2016年6月，張曉文專家與北京匯源農(nóng)業(yè)股份有限公司在產(chǎn)品、技術(shù)研發(fā)與升級及市場渠道整合方面達成了戰(zhàn)略合作；2016年6月，與荷蘭園藝技術(shù)服務(wù)公司DELPHY B.V.簽署了關(guān)于加強雙方技術(shù)與服務(wù)合作的諒解備忘錄。此備忘錄的簽署將促進依托單位與DELPHY B.V.在硬件、技術(shù)、產(chǎn)品、管理、服務(wù)以及互聯(lián)網(wǎng)等多個領(lǐng)域達成合作，加速京津冀地區(qū)溫室行業(yè)生態(tài)鏈系統(tǒng)的建設(shè)，推進中國溫室項目在整個行業(yè)生態(tài)鏈系統(tǒng)的健康可持續(xù)發(fā)展，創(chuàng)造可盈利可復(fù)制的設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。
2016年7月，周長吉專家、張曉文專家參加了第二屆設(shè)施農(nóng)業(yè)協(xié)會年會，分別做了題為“日光溫室高效生產(chǎn)技術(shù)模式”、“新型半封閉溫室研究應(yīng)用及新型覆蓋材料的試驗研究”的學(xué)術(shù)報告。
2016年7月，張曉文專家與荷蘭GREENAGRO簽訂合作協(xié)議，合作溫室面積不低于一公頃的中國國內(nèi)及國外玻璃溫室項目；2016年8月，與河北省承德市副市長在通州技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)平臺就發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)的品質(zhì)、品味等進行了交流，希望加強京津冀地區(qū)企業(yè)的交流溝通，實現(xiàn)協(xié)同、跨越式發(fā)展。
2016年10月，陳永生專家主持了“中國國際農(nóng)機展覽會-中國蔬菜生產(chǎn)機械化論壇”，論壇邀請6位專家分別就蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展對機械化的需求、全國以及北京、江蘇蔬菜機械化的發(fā)展概況、典型農(nóng)機制造和流通企業(yè)推進蔬菜化的案例等作了報告。
2016年10月，張曉文專家參加了“2016北京國際農(nóng)業(yè)農(nóng)產(chǎn)品展覽會”，展出了種養(yǎng)一體化新模式的循環(huán)農(nóng)業(yè)思路，促進了產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展。
2016年11月，周長吉專家參加了中國園藝學(xué)會設(shè)施園藝分會年會，做了題為：“日光溫室屋脊通風(fēng)技術(shù)與裝備的創(chuàng)新發(fā)展”的報告；同月還參加了在廣西百色舉行的東盟博覽會論壇，做了題為：“如何做好現(xiàn)代高科技農(nóng)業(yè)示范園的落地規(guī)劃”的大會報告。
2016年12月，張曉文專家與泰國工業(yè)部代表團在通州區(qū)溫室示范基地進行了交流，加強了中泰兩國在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的交流合作。
2016年12月，張曉文專家組織召開了“北京市植物工廠工程技術(shù)研究中心第五次技術(shù)委員會議暨設(shè)施園藝高端技術(shù)論壇”，邀請了全國數(shù)十名知名專家進行了學(xué)術(shù)講座及指導(dǎo)，圍繞“植物工廠產(chǎn)業(yè)化、綠色智慧農(nóng)業(yè)”等議題展開了深入的探討，為植物工廠下一步的發(fā)展提供了良好的建議。周長吉專家做了題為：“國內(nèi)外溫室工程標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與發(fā)展”的報告。
毛罕平專家發(fā)起并組織全國大學(xué)生智能農(nóng)業(yè)裝備創(chuàng)新大賽，由中國農(nóng)業(yè)機械學(xué)會、中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會、教育部農(nóng)業(yè)工程類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會、江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心共同主辦。毛罕平專家承辦了2015和2016年二屆大賽。內(nèi)容包括智能農(nóng)機、智能設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備、果園自動對靶施藥機器人等。大賽模式新：以協(xié)同體企業(yè)和行業(yè)需求為切入點，設(shè)置開放式題目、命題式題目和企業(yè)出題三大類創(chuàng)新作品，邀請行業(yè)骨干企業(yè)觀摩競賽，學(xué)生科技成果和企業(yè)需求的對接，企業(yè)現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)人才、簽約。將創(chuàng)新競賽辦成了一個集創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、成果轉(zhuǎn)移與對接、選人和就業(yè)的育人綜合平臺。毛罕平專家組織大賽59件獲獎作品在2016年中國國際農(nóng)業(yè)機械博覽會展出（100m2展區(qū)，中國農(nóng)機流通協(xié)會免費提供），接受全社會的檢閱。通過大賽平臺，緊密圍繞農(nóng)機行業(yè)智能農(nóng)業(yè)裝備創(chuàng)新，先后有40余所高校600余個項目，3000余人參與各種形式的團隊協(xié)作和創(chuàng)新實踐，近40家行業(yè)企業(yè)為大賽提供了技術(shù)需求、成果展示、實踐鍛煉機會等機會，助推行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新。
2.調(diào)研培訓(xùn)
（1）調(diào)研情況
針對我國設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，農(nóng)業(yè)部設(shè)施園藝工程科技創(chuàng)新專家組（以下簡稱專家組）到北京、上海、江蘇、浙江、山東、遼寧、四川等地開展了調(diào)研工作，重點圍繞設(shè)施蔬菜生產(chǎn)機械化、設(shè)施園藝數(shù)字化等方面對典型區(qū)域進行了深入的調(diào)研。通過實地調(diào)研、座談等形式，專家組了解了設(shè)施園藝中機械化和智能化的應(yīng)用現(xiàn)狀，掌握了一線種植生產(chǎn)企業(yè)對設(shè)施園藝各環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)控制需求。
專家組重點考察了浙江、江蘇兩省的設(shè)施園藝數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。專家組現(xiàn)場考察了嘉興市秀洲區(qū)、嘉興市平湖市、湖州市、蘇州市吳江區(qū)、南通市5個國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)的13個現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)。
2015年11月，毛罕平專家赴江蘇省溧陽市進行調(diào)研，參觀了火龍果與紫薇設(shè)施種植基地、蝴蝶蘭設(shè)施種植基地、欣龍生態(tài)農(nóng)業(yè)基地、日日春和白露山生態(tài)農(nóng)業(yè)公司等，并與農(nóng)企負責(zé)人就特色水果設(shè)施種植的農(nóng)藝要求、水肥和溫濕度控制等進行了詳細交流。
2016年7月，毛罕平專家赴溧陽市社渚鎮(zhèn)、天目湖鎮(zhèn)和溧城鎮(zhèn)進行考察調(diào)研，針對企業(yè)生產(chǎn)與觀賞為一體的溫室規(guī)劃和高檔蘭花智能設(shè)施生產(chǎn)中存在的問題，提出了異形溫室設(shè)計與溫室花卉環(huán)境調(diào)控等解決方案。
2015-2016年間，周長吉專家應(yīng)農(nóng)業(yè)部科教司的委派，參加了蘋果產(chǎn)業(yè)體系在延安和洛川建設(shè)的蘋果公園和蘋果種植資源圃建設(shè)項目的調(diào)研，并形成了《中國延安蘋果資源圃建設(shè)方案框架》，得到部領(lǐng)導(dǎo)的批示；應(yīng)農(nóng)業(yè)部計劃司的委派，在崔軍副院長的帶領(lǐng)下實地考察了吉林東北生態(tài)發(fā)展有限公司開發(fā)的彩虹牌“GRS-高效節(jié)能日光溫室”，并主筆起草了《對吉林東北生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司“彩虹溫室”的調(diào)查與評價》，上報農(nóng)業(yè)部計劃司，并提交到部長辦公室；應(yīng)UNDP的邀請，赴伊朗就中國日光溫室技術(shù)在伊朗的傳播進行了考察。
白義奎專家充分調(diào)研了日光溫室的配套裝備，包括環(huán)境調(diào)控設(shè)備、育苗設(shè)備、栽培管理設(shè)備及產(chǎn)品采后處理所需要的設(shè)備。其中環(huán)境調(diào)控設(shè)備包括通風(fēng)降溫設(shè)備、加溫設(shè)備、補光設(shè)備、空氣濕度調(diào)節(jié)設(shè)備和二氧化碳設(shè)備。育苗設(shè)備包括基質(zhì)攪拌機、基質(zhì)裝盤機、播種機、基質(zhì)覆土機、催芽室、苗床、噴水車、傳輸機和自動嫁接機等。栽培管理設(shè)備包括微耕機、地膜覆蓋機、移栽機、噴霧打藥器。產(chǎn)品采后處理的設(shè)備包括園藝采摘設(shè)備、保鮮殺菌機、清洗機、打包機、溫室運輸車、蔬菜速凍機。
（2）培訓(xùn)情況
楊其長專家2016年度組織“發(fā)展中國家資源高效利用型植物工廠技術(shù)培訓(xùn)班”、“國內(nèi)植物工廠技術(shù)培訓(xùn)班”、“設(shè)施栽培補光技術(shù)研討會”等活動，累計培訓(xùn)來自巴基斯坦、伊朗、朝鮮、蒙古、尼日利亞、坦桑尼亞、泰國等7個國家的學(xué)員及國內(nèi)技術(shù)人員450余人次。
2016年5月，周長吉專家組織了全國設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)班，做了題為“塑料大棚技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)解析”的報告；同月還參加了現(xiàn)代灌溉技術(shù)國際培訓(xùn)班，做了題為“中國溫室設(shè)施的現(xiàn)狀與發(fā)展”的學(xué)術(shù)講座。
2016年6月和12月，周長吉專家參加全國農(nóng)業(yè)機械化協(xié)會設(shè)施園藝分會分別在廣州和北京兩地組織的溫室標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)班以及在北京舉行的全國設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)班，并在培訓(xùn)班上進行了塑料大棚及其系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的宣講和解讀。
2016年11月，江蘇大學(xué)組織了江蘇省儀征市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展專題培訓(xùn)班，采用授課講座和現(xiàn)場參觀的相結(jié)合的方式，集中三天時間集中培訓(xùn)，儀征市規(guī)模經(jīng)濟茶果生產(chǎn)加工企業(yè)、合作社、家庭農(nóng)場負責(zé)人、儀征市農(nóng)委分管主任及相關(guān)科室站所負責(zé)人共47人參加本次培訓(xùn)，學(xué)員們在課堂上認真聽講，并與老師交流互動，深感受益匪淺。
2015-2016年間，張曉文專家采用線上線下相結(jié)合的方式共開展專業(yè)知識培訓(xùn)6場，其中與荷蘭Green.Q公司和以色列AGAM公司開展了“荷蘭設(shè)施園藝技術(shù)培訓(xùn)”和“以色列設(shè)施技術(shù)”合作，并分別派出人員至荷蘭、以色列參加園藝技術(shù)培訓(xùn)會，并邀請以色列技術(shù)人員來華進行技術(shù)指導(dǎo)。
2015-2016年間，陳永生專家在石家莊、濟南、成都、南京等地組織蔬菜生產(chǎn)機械化現(xiàn)場會5次，指導(dǎo)北京、杭州、廣州、武漢等地蔬菜生產(chǎn)機械化示范推廣活動8次，還赴山東、廣東、浙江、四川等地，以菜生產(chǎn)農(nóng)機農(nóng)藝融合為主題，為各類培訓(xùn)班授課18場次，其中全國性培訓(xùn)班5場次，培訓(xùn)各類人員2000人次以上。
周長吉專家作為全國農(nóng)業(yè)機械化協(xié)會設(shè)施園藝分會專家組組長，組織專家審查了8項協(xié)會申報的團體標(biāo)準(zhǔn)，提出5項立項建議，此外，對今后協(xié)會團體標(biāo)準(zhǔn)的體系建設(shè)、指南發(fā)布、標(biāo)準(zhǔn)編寫等向分會秘書處提出了建議。
（3）取得成效
①召開了2次年度工作會議，確定了專業(yè)組工作重點和年度工作計劃，征集了“十三五”重點項目建議，明確了今后幾年的工作重點。
②開展了豐富多彩的學(xué)術(shù)交流活動，促進了行業(yè)的學(xué)術(shù)交流。組織舉辦學(xué)術(shù)交流會和研討會10次，在各種學(xué)術(shù)會議上做學(xué)術(shù)報告20多次；通過參加國際國內(nèi)學(xué)術(shù)會議及與同行的深入交流，充分了解了國際國內(nèi)設(shè)施園藝的發(fā)展方向及先進科研技術(shù)手段，對于促進我國設(shè)施園藝發(fā)展具有重要的意義。
③組織現(xiàn)場會5次；培訓(xùn)8個國家的學(xué)員及國內(nèi)人員3000人次以上。通過技術(shù)咨詢與培訓(xùn)，促進了設(shè)施園藝工程技術(shù)的推廣和普及，保障了專業(yè)人才業(yè)務(wù)能力的不斷提升與完善，同時了解了企業(yè)生產(chǎn)中存在的實際困難，并提出了有效的解決方案。
④通過調(diào)研，更加清晰了我國不同地區(qū)設(shè)施園藝工程的結(jié)構(gòu)、主要環(huán)節(jié)機械與裝備、環(huán)控技術(shù)與裝備等的現(xiàn)狀和技術(shù)水平。
⑤設(shè)施園藝工程專業(yè)組專家通過研討，提出“十三五”重點項目四大方面的建議：設(shè)施園藝全程輕簡化生產(chǎn)技術(shù)與裝備，溫室集群網(wǎng)絡(luò)化智慧管控技術(shù)與裝備，典型區(qū)域設(shè)施結(jié)構(gòu)、模式與裝備研究，全封閉智能型植物工廠技術(shù)及裝備等。
⑥設(shè)施園藝工程專業(yè)組組長毛罕平教授負責(zé)起草了江蘇種養(yǎng)智能設(shè)施裝備領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈“十三五”規(guī)劃。圍繞信息獲取、結(jié)構(gòu)與模式、環(huán)境調(diào)控、機械化自動化和清潔化生產(chǎn)四大環(huán)節(jié)，從國內(nèi)的地位及主要優(yōu)勢與特色、科技支撐條件，前景預(yù)測、當(dāng)前存在的問題、“十三五”期間發(fā)展思路和需要解決的科技問題等方面分析了產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提出了科技需求、平臺需求、項目需求、“十三五”重點任務(wù)等的創(chuàng)新鏈規(guī)劃。
⑦本專家組通過廣泛調(diào)研，對江蘇、上海、浙江、山東等重點省份的調(diào)研， 了解和掌握我國設(shè)施園藝輕簡化裝備水平基本情況，為我國設(shè)施園藝工程領(lǐng)域科技發(fā)展戰(zhàn)略的頂層設(shè)計，行政管理部門制定政策法規(guī)、重大決策提供依據(jù)；針對水肥一體化、種收機械、物流系統(tǒng)等制約設(shè)施生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備，提出了若干亟待攻克的共性關(guān)鍵技術(shù)，明晰設(shè)施園藝輕簡化作業(yè)的技術(shù)需求。對全面提升我國設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備水平，大幅提高設(shè)施產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益，推動設(shè)施農(nóng)業(yè)快速高效和可持續(xù)發(fā)展具有指導(dǎo)意義。
（二）專業(yè)領(lǐng)域科技發(fā)展情況
1.專業(yè)領(lǐng)域科技發(fā)展動態(tài)
我國設(shè)施園藝經(jīng)過30多年的發(fā)展，已形成了不同地域特色的設(shè)施類型。設(shè)施園藝生產(chǎn)按照優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、生態(tài)、安全的要求，發(fā)展迅速，現(xiàn)在已成為世界上設(shè)施面積最大的國家。
（1）設(shè)施園藝生產(chǎn)智能化與信息化技術(shù)進展顯著
環(huán)境控制技術(shù)是現(xiàn)代設(shè)施園藝研究的重要內(nèi)容，我國已開發(fā)了一系列的設(shè)施園藝環(huán)境控制系統(tǒng)，基于云技術(shù)、無線傳感器的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究也取得顯著進展。從專家組重點考察的浙江、江蘇兩省的設(shè)施園藝數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，總體來說，江浙兩省在設(shè)施園藝數(shù)字農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面走在全國的前列，在少部分高附加值園藝產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)及政府扶持的蔬菜生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)，已經(jīng)構(gòu)建了包含環(huán)境參數(shù)檢測、環(huán)境設(shè)備調(diào)控、水肥自動化控制、產(chǎn)品追溯等一整套完備的數(shù)字農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，并且在節(jié)約勞動力、提高水肥利用效率方面取得了顯著效果。但是，從整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，受部分技術(shù)環(huán)節(jié)產(chǎn)品性能不穩(wěn)定、初始投入大、基礎(chǔ)設(shè)施不匹配等因素的影響，數(shù)字農(nóng)業(yè)在設(shè)施園藝上的應(yīng)用仍屬于起步和探索階段。
①設(shè)施環(huán)境調(diào)控
設(shè)施園藝是一種擺脫自然氣候的制約，為作物提供最適宜生長環(huán)境的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，溫室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的波動對作物生長影響很大，調(diào)研發(fā)現(xiàn)絕大部分的園藝生產(chǎn)企業(yè)從便于指導(dǎo)生產(chǎn)的角度出發(fā)，在園區(qū)內(nèi)的溫室設(shè)施中選擇性的布置了若干環(huán)境參數(shù)的采集裝置，基本上涵蓋了空氣溫濕度、光照強度、土壤水分、二氧化碳濃度等指標(biāo)。并且近一半的企業(yè)已經(jīng)做到將采集的環(huán)境參數(shù)通過無線或有線的方式傳輸?shù)街醒肟刂剖一蚴謾CAPP上顯示。
在溫室環(huán)境調(diào)控裝備配置上來說，大部分連棟塑料大棚都裝配了室外遮陽、風(fēng)機濕簾、手動卷膜通風(fēng)等基本的環(huán)控裝備，小部分連棟塑料大棚和單棟塑料大棚配置了電動卷膜通風(fēng)設(shè)備。從節(jié)約勞動力的角度出發(fā)，絕大部分種植企業(yè)都有將手動卷膜通風(fēng)更換為自動卷膜通風(fēng)設(shè)備的意愿。對作物增產(chǎn)效果具有明顯作用的二氧化碳施肥、補光等設(shè)備，基本沒有配置。目前僅少部分企業(yè)實現(xiàn)了根據(jù)采集的環(huán)境參數(shù)自動決策啟閉環(huán)境調(diào)控裝備的功能，主要是根據(jù)室內(nèi)的溫濕度情況，通過上下限閾值的設(shè)定，來判斷溫室電動卷膜通風(fēng)設(shè)備、風(fēng)機濕簾的啟閉，在采集-決策-控制-反饋方面，還處于較為低級的水平。
在視頻監(jiān)控方面，由于具有便于監(jiān)督工人生產(chǎn)情況、防盜、更直觀的向采購商推介產(chǎn)品的優(yōu)點，幾乎所有的種植企業(yè)都裝配了溫室內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，少部分企業(yè)裝配了360°云臺高清攝像頭，從而為下一步遠程診斷等專家系統(tǒng)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
②集約化育苗
調(diào)研的蔬菜育苗溫室大多不是以對外供應(yīng)商品化種苗為目的，主要是企業(yè)生產(chǎn)自用為主，育苗規(guī)模不大，以果菜為例，約年生產(chǎn)30-60萬株種苗。因此，育苗自動化生產(chǎn)設(shè)備運用較少，僅部分企業(yè)購買了半自動氣吸式播種機，據(jù)反映使用效果很好。但在基質(zhì)破碎、攪拌、嫁接等環(huán)節(jié)仍然以人工操作為主，基本上沒有看到催芽和愈合設(shè)施。種苗生產(chǎn)過程中以人工灌溉為主，少部分企業(yè)配置了自走式噴淋機，灌溉均勻性較好的潮汐式灌溉。
③采后商品化處理
生產(chǎn)企業(yè)收獲的園藝產(chǎn)品大多是以給大型批發(fā)市場或中央大廚房采購商的形式進行銷售，對產(chǎn)品的采后處理要求較為簡單，絕大部分企業(yè)采用人工分揀、人工裝箱的方式交由采購商拉走，缺乏自動化清洗、包裝等設(shè)施設(shè)備。在調(diào)研過程中，僅發(fā)現(xiàn)一家以配送為主的生產(chǎn)企業(yè)，配置了冷庫、農(nóng)殘檢測實驗室、GPS冷鏈運輸車等產(chǎn)后商品化處理措施。
④產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)控
為了增加消費者對園藝產(chǎn)品的食品安全信息，部分生產(chǎn)企業(yè)配置了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量追溯系統(tǒng)，通過掃描二維碼可以獲得水肥藥等投入品施用頻次、農(nóng)殘檢測結(jié)果等農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程信息，從而有利于質(zhì)量安全的把控。
⑤日光溫室信息化技術(shù)
遼寧研制開發(fā)的日光溫室工廠化育苗技術(shù)、主要果菜抗逆境管理技術(shù)、溫室綜合環(huán)境控制技術(shù)、無害化植保技術(shù)、水肥一體化精確控制技術(shù)等生產(chǎn)技術(shù)體系，實現(xiàn)了在北方高寒地區(qū)不加溫全季節(jié)生產(chǎn)果菜并獲得大面積高產(chǎn)的成果，僅用荷蘭溫室1/15的能耗，實現(xiàn)了他們30%的產(chǎn)量。
存在的不足是：相關(guān)的研究開發(fā)工作薄弱，大專院校和科研機構(gòu)有針對性的技術(shù)攻關(guān)較少，科技管理部門也沒有這方面的科技立項支持。少數(shù)小型企業(yè)開展的研制工作不系統(tǒng)、技術(shù)水平不高。因此導(dǎo)致日光溫室自動化程度低，控制精度低，勞動強度大。對設(shè)施栽培主要作物對環(huán)境的綜合需求了解不深入，栽培管理技術(shù)規(guī)程中對溫度、光照、氣體、水分、營養(yǎng)等條件的給定單一、模糊，缺乏科學(xué)嚴謹?shù)木C合環(huán)境控制目標(biāo)和控制方案。全程質(zhì)量追溯體系、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用等方面需要持續(xù)、系統(tǒng)、深入地開展研究，以提高遼寧省設(shè)施農(nóng)業(yè)整理管理水平。
（2）設(shè)施蔬菜生產(chǎn)機械化裝備水平逐漸提高
進入“十三五”以來，來自蔬菜產(chǎn)業(yè)界對機械化生產(chǎn)的呼聲越來越高。近二、三年來，上海、江蘇、北京、山東、四川、浙江、湖北等地加大對蔬菜生產(chǎn)新機具引進、創(chuàng)新、試驗、示范、推廣的力度，創(chuàng)新工作機制，促進蔬菜生產(chǎn)農(nóng)機和農(nóng)藝融合，在推動區(qū)域性蔬菜生產(chǎn)機械化進程中取得了可喜成績。
①北京市
為了進一步提高蔬菜生產(chǎn)機械化作業(yè)水平，在北京市農(nóng)委、市農(nóng)業(yè)局領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和支持下，北京市農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定推廣站在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，按照蔬菜生產(chǎn)全程機械化技術(shù)方案設(shè)計理念，強化農(nóng)機與農(nóng)藝、農(nóng)機與信息化融合，重點解決蔬菜生產(chǎn)耕整地、移栽關(guān)鍵環(huán)節(jié)機械化作業(yè)技術(shù)，圍繞塑料大棚蔬菜生產(chǎn)提出兩端結(jié)構(gòu)改造設(shè)計方案，引進開發(fā)、篩選配套農(nóng)機裝備，實現(xiàn)了旋耕、起壟、鋪管、覆膜、移栽關(guān)鍵環(huán)節(jié)機械化作業(yè)，作業(yè)效率提高了75%；圍繞日光溫室蔬菜生產(chǎn)，聯(lián)合企業(yè)開發(fā)了農(nóng)機作業(yè)3D平臺，實現(xiàn)了葉類蔬菜生產(chǎn)耕整地、起壟做畦、播種、灌溉施肥、植保環(huán)節(jié)半自動化、機械化作業(yè)以及收獲省力化作業(yè)。目前，在延慶開展露地甘藍生產(chǎn)耕、種（定植）、收、管全程機械化試驗示范；在平谷開展日光溫室農(nóng)機作業(yè)3D平臺的技術(shù)性能試驗；在全市示范推廣塑料大棚蔬菜生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)機械化技術(shù)。
北京都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，以“打造高精尖，引領(lǐng)京津冀”為目標(biāo)，明確提出了“十三五”末蔬菜面積穩(wěn)定在70萬畝，實現(xiàn)農(nóng)作物耕、種、收機械化作業(yè)水平90%，必須提高蔬菜生產(chǎn)機械化水平。在加強土地流轉(zhuǎn)，強化園區(qū)建設(shè)的基礎(chǔ)上，加大引進、篩選、開發(fā)適用的蔬菜生產(chǎn)新機具，廣泛試驗示范推廣大棚、溫室蔬菜生產(chǎn)耕整地、起壟作畦、種植（定植）、水肥一體化、植保、收割冷藏等技術(shù)裝備，全面提升蔬菜生產(chǎn)農(nóng)機化作業(yè)水平，為蔬菜產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效提供有力技術(shù)支撐。
②上海市
為了加速綠葉蔬菜生產(chǎn)機械的研究開發(fā)進程，上海市支持把“蔬菜生產(chǎn)機械化關(guān)鍵技術(shù)與裝備的研究”列為科技興農(nóng)重點攻關(guān)項目。在上海市農(nóng)委、市農(nóng)機辦領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和支持下，上海市農(nóng)機鑒定推廣站、上海市農(nóng)業(yè)機械研究所和上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院等單位在對國外機具的選型考察和充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合上海綠葉蔬菜生產(chǎn)的實際，重點解決綠葉蔬菜機械化生產(chǎn)等關(guān)鍵作業(yè)機械，在2012年從意大利引進蔬菜作畦機、蔬菜播種機和自走式綠葉菜收割機等綠葉蔬菜生產(chǎn)機械，并進行適應(yīng)性試驗，篩選出適合上海地區(qū)綠葉菜生產(chǎn)的機械。目前已在上海滄海桑田生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司基地、上海市農(nóng)科院莊行基地和上海農(nóng)業(yè)機械鑒定推廣站試驗場等地結(jié)合綠葉菜生產(chǎn)，分別對消化吸收再創(chuàng)新的三種蔬菜機具進行技術(shù)性能和適應(yīng)性試驗。
“十三五”期間，上海市將建立若干個蔬菜機械化生產(chǎn)基地，推進適合管棚生產(chǎn)的中小型機械，提高蔬菜生產(chǎn)機械化水平達60%。加大新機具新技術(shù)推廣力度，在規(guī)?；瘶?biāo)準(zhǔn)化示范園藝場推廣機械化耕整地、起壟作畦、機械種植、水肥一體化、收割冷藏等技術(shù)裝備。加快蔬菜機械化成果轉(zhuǎn)化，研究和推廣適合機械化的蔬菜新品種和新技術(shù)，加強產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系支撐，示范應(yīng)用各項科技成果。
③江蘇省
2013年，江蘇省政府制定《全省實施農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化工程十項行動計劃》，其中的“綠色蔬菜基地建設(shè)行動計劃”要求到2017年全省建設(shè)提升150萬畝永久性蔬菜基地，蔬菜播種面積穩(wěn)定在2200萬畝以上。有關(guān)部門在省科技支撐計劃、農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金、農(nóng)業(yè)（農(nóng)機）“三新”工程等項目中加大對設(shè)施蔬菜生產(chǎn)機械化技術(shù)創(chuàng)新、試驗、示范、推廣的力度，特別是2012年以來，省農(nóng)機局以重大集成項目“設(shè)施蔬菜生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)機械化技術(shù)集成應(yīng)用”加快推進設(shè)施蔬菜生產(chǎn)機械化，目前已在全省18個縣35個設(shè)施蔬菜基地集成應(yīng)用機械化技術(shù)，蔬菜品種涵蓋青菜、生菜、韭菜、包菜、秧草、甘藍、番茄、辣椒、芋頭等蔬菜，應(yīng)用了撒肥、耕翻、整地、播種、移栽、植保、收獲等環(huán)節(jié)生產(chǎn)機具，提高了基地機械化生產(chǎn)水平，并輻射周邊園區(qū)。目前，依托蔬菜生產(chǎn)基地，按照蔬菜生產(chǎn)各環(huán)節(jié)農(nóng)藝要求，選擇和優(yōu)化機具配置，以徐州市沛縣“日光溫室茄果類機械化生產(chǎn)技術(shù)路線”、張家港“韭菜機械化生產(chǎn)技術(shù)路線”為代表，已初步探索形成了一批體現(xiàn)農(nóng)機和農(nóng)藝融合特點的蔬菜機械化生產(chǎn)模式。
除加強技術(shù)支撐外，江蘇省還加大蔬菜生產(chǎn)機具購置資金扶持和機具作業(yè)社會化服務(wù)主體培育力度。全省各級農(nóng)機部門積極爭取財政資金，采取不同的形式對購置蔬菜生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)機械進行補貼。省級農(nóng)機管理部門將蔬菜生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)機械納入全省購機補貼政目錄，按照一定金額予以補貼。根據(jù)蔬菜生產(chǎn)不同的投資主體形成了不同的生產(chǎn)組織形式，農(nóng)機部門積極培育農(nóng)業(yè)專業(yè)化服務(wù)組織，引導(dǎo)農(nóng)機社會化服務(wù)體系發(fā)展，探索專業(yè)農(nóng)機服務(wù)組建設(shè)規(guī)范、機具配置、運行管理等，提高蔬菜生產(chǎn)機械利用率，提升農(nóng)機服務(wù)組織化水平。目前已建成三種服務(wù)模式：以常熟碧溪鎮(zhèn)為代表的自我服務(wù)；以常熟董浜鎮(zhèn)和惠山區(qū)為代表的社會化服務(wù)；以張家港牛橋鎮(zhèn)為代表的自我服務(wù)和提供社會化服務(wù)。
由于采購信息不對稱等問題，僅少部分企業(yè)購置了自動移栽機、土壤旋耕、深松、起壟、覆膜等小型生產(chǎn)作業(yè)裝備，但運行效果良好，大部分企業(yè)都表示下一步將考慮購置相關(guān)省力化生產(chǎn)作業(yè)裝備。
④山東省
山東省是蔬菜大省，近年來，全省蔬菜面積一直保持穩(wěn)定增長，2014年全省蔬菜（含西甜瓜）種植面積為3126萬畝，約占全國的1/10，其中設(shè)施蔬菜播種面積達到1360萬畝，占全國的1/4；總產(chǎn)1.1億噸，約占全國的1/7；產(chǎn)值2061億元，約占全省農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的43%；出口353.8萬噸，創(chuàng)匯32.69億美元，約占全國的1/3，蔬菜已經(jīng)成為山東省的支柱產(chǎn)業(yè)之一。
自2000年以來，山東省農(nóng)機局一直把以蔬菜生產(chǎn)為主的設(shè)施農(nóng)業(yè)列為全省農(nóng)機化創(chuàng)新示范工程的重點項目，在蔬菜主產(chǎn)區(qū)示范推廣溫室生產(chǎn)機械與設(shè)備。2010年8月18日，山東省人民政府印發(fā)了《山東省人民政府關(guān)于實施蔬菜等五大產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃的指導(dǎo)意見》，指出蔬菜產(chǎn)業(yè)要大力發(fā)展設(shè)施蔬菜，提高栽培水平，加快保護地設(shè)施的更新改造和換代升級，推廣新型設(shè)施和覆蓋材料。目前，全省擁有微耕機18萬臺套，卷簾機64萬臺套（卷簾面積117萬畝），微灌設(shè)備17萬臺套（微灌面積110多萬畝），育苗設(shè)備7000多套（育苗栽培面積5萬多畝），移栽機械1000多臺套（作業(yè)面積近15萬畝），溫控設(shè)備8000余套（控制面積近10萬畝），二氧化碳發(fā)生器20萬臺套（施氣肥面積25萬畝），煙霧機4萬臺套。在部分大棚中還試驗示范了聲頻發(fā)生器、臭氧發(fā)生器、補光燈、加溫通風(fēng)設(shè)備、微機控制系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
（3）蔬菜生產(chǎn)農(nóng)機和農(nóng)藝融合得到加強
為推進蔬菜生產(chǎn)農(nóng)機和農(nóng)藝融合，在研發(fā)系列化精整地、精量直播、全自動移栽機械的同時，圍繞規(guī)范化種植、標(biāo)準(zhǔn)化育苗等農(nóng)藝技術(shù)也進行了積極探索，制定了一些適應(yīng)蔬菜機械化生產(chǎn)的規(guī)范、規(guī)程，初步形成了江蘇常熟碧溪露地青花菜、山東惠民鑫誠露地結(jié)球生菜、北京延慶露地甘藍、四川彭州露地胡蘿卜等6種典型蔬菜生產(chǎn)機械化解決方案，建立了一批蔬菜生產(chǎn)機械化試驗示范基地，在行業(yè)內(nèi)產(chǎn)生了良好的反響。
（4）設(shè)施生產(chǎn)水肥一體化逐漸形成
我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中過量灌溉施肥導(dǎo)致水肥資源浪費、土壤酸化和水體環(huán)境污染問題突出，對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和糧食安全生產(chǎn)帶來嚴峻的挑戰(zhàn)。目前，全國農(nóng)業(yè)年用水總量約3600億m3，僅灌區(qū)每年缺水就在300億m3左右，而我國農(nóng)業(yè)灌溉用水利用系數(shù)只有0.3-0.4，水分生產(chǎn)率不足1kg/m3，僅為美國、以色列等世界發(fā)達國家的1/2左右。我國農(nóng)業(yè)化肥年施用量已超過6000萬噸，約占世界總消費量的1/3，單位面積施肥量是世界平均水平的3倍左右；為獲得高產(chǎn)而盲目大量施肥，我國肥料的當(dāng)季利用率平均只有30%左右，低于發(fā)達國家20個百分點以上。這種高耗低效的生產(chǎn)方式帶來了資源浪費、生態(tài)退化和環(huán)境污染等系列問題，已經(jīng)成為制約我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的節(jié)水節(jié)肥研究及配套裝備的開發(fā)一直是一項重要而又緊迫的任務(wù)。
水肥一體化是當(dāng)今世界公認的一項高效節(jié)水節(jié)肥農(nóng)業(yè)新技術(shù)，主要根據(jù)土壤特性和作物生長規(guī)律，利用灌溉設(shè)備同時把水分和養(yǎng)分均勻、準(zhǔn)確、定時定量地供應(yīng)給作物。發(fā)達國家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)驗表明，推廣水肥一體化技術(shù)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。水肥一體化技術(shù)也被認為是發(fā)展高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重大技術(shù)，是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的“一號技術(shù)”。多年實踐證明，水肥一體化是“控水減肥”的重要途徑。然而，我國當(dāng)前的水肥一體化技術(shù)推廣仍面臨著技術(shù)產(chǎn)品不配套、智能化程度低、穩(wěn)定性差及政策支持不夠全面等現(xiàn)實難題。自20世紀60年代，發(fā)達國家已大范圍推廣應(yīng)用灌溉施肥技術(shù)，并借助于控制技術(shù)與傳感器技術(shù)的發(fā)展，研發(fā)了具有報警功能的MICRO—WASTER系列灌溉控制器以及HYDRA灌溉管理專家系統(tǒng)等一系列產(chǎn)品。目前已經(jīng)擁有了相當(dāng)成熟的灌溉施肥產(chǎn)品，例如：荷蘭Priva公司生產(chǎn)的NutriFit等系列產(chǎn)品，以色列Eldar-Shany公司開發(fā)出的系列產(chǎn)品，通過裝備的自動化運行實現(xiàn)了灌溉水和肥料的有效混合，準(zhǔn)確調(diào)控營養(yǎng)液的pH和EC，從而實現(xiàn)精細化與智能化的灌溉施肥。在灌溉施肥設(shè)備研發(fā)的基礎(chǔ)上，發(fā)達國家自20世紀60年代已大范圍推廣應(yīng)用水肥一體化技術(shù)，如今水肥一體化技術(shù)在美國玉米種植中所占比例為25%，馬鈴薯為60%，果樹為32.8%；以色列90%以上農(nóng)業(yè)采用了水肥一體化技術(shù)。而我國水肥一體化技術(shù)推廣應(yīng)用相對滯后，農(nóng)業(yè)種植中該技術(shù)所占比例僅為3%左右。我國現(xiàn)代化設(shè)施栽培中采用的先進灌溉設(shè)備幾乎都引自設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)達的歐美國家，系統(tǒng)設(shè)備成本較高，控制策略相對單一，不能適應(yīng)我國的栽培模式多樣化、品種多樣化、區(qū)域多樣化、季節(jié)多樣化的復(fù)雜生長特點，在我國推廣應(yīng)用時不能或難以達到預(yù)期的智能化程度。
為推進水肥一體化技術(shù)的發(fā)展，我國近年來相繼出臺了一系列政策：國務(wù)院印發(fā)了《國家農(nóng)業(yè)節(jié)水綱要（2012-2020）》，提出加強水肥一體化的集成應(yīng)用；農(nóng)業(yè)部下發(fā)《關(guān)于推進農(nóng)田節(jié)水工作的意見》，將水肥一體化列為主推技術(shù)，要求強化技術(shù)集成與示范推廣；尤其是2013年和2016年農(nóng)業(yè)部辦公廳相繼印發(fā)了《水肥一體化技術(shù)指導(dǎo)意見》和《推進水肥一體化實施方案（2016-2020年）》，對中國水肥一體化的發(fā)展做出了戰(zhàn)略部署，著力推進水肥一體化技術(shù)的本土化、輕型化和產(chǎn)業(yè)化。在國家政策導(dǎo)向下，國內(nèi)眾多科研機構(gòu)與企業(yè)也自主開發(fā)了一些自動化灌溉與施肥控制系統(tǒng)。例如，國家節(jié)水灌溉北京工程技術(shù)研究中心開發(fā)的田間閘管灌溉系統(tǒng)，中國農(nóng)業(yè)機械化研究院研制的2000型溫室自動灌溉施肥系統(tǒng)，以及天津市水利科學(xué)研究所研制的FICS-1和FICS-2型滴灌施肥智能化控制系統(tǒng)，這對我國的水肥一體化設(shè)備的開發(fā)推廣發(fā)揮了積極的作用。但目前國內(nèi)應(yīng)用的眾多灌溉施肥裝備還缺乏水肥的智能決策及配套系統(tǒng)技術(shù)，且基于時間控制策略與作物環(huán)境相關(guān)性不強，水肥決策的智能水平低，普及性并不樂觀?，F(xiàn)有的灌溉施肥設(shè)備大部分還只是在一些農(nóng)業(yè)科技示范園進行示范應(yīng)用，離實用化和大面積推廣還有距離。
國家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術(shù)研究中心借助于在農(nóng)業(yè)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究開發(fā)方面優(yōu)勢，同時在國家重點研究計劃、北京市科委、北京市農(nóng)委、北京市農(nóng)林科學(xué)院及大興農(nóng)委等項目支持下，累積投入1000萬元以上，針對不同栽培作物、栽培模式開發(fā)多種型號的水肥一體化裝備系統(tǒng)，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建可適用于設(shè)施作物、大田糧食作物和作物的農(nóng)田水肥綜合管理系統(tǒng)，通過實時自動采集農(nóng)田小氣候環(huán)境和生物信息關(guān)鍵參數(shù)，智能分析和決策水肥施用時間與施用量，繼而實現(xiàn)田間作物水肥一體的精準(zhǔn)施入。借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建的設(shè)施集群水肥綜合管理系統(tǒng)，可通過中央控制系統(tǒng)實現(xiàn)對20棟以上溫室水肥分布式控制與的智能化管理。目前已在北京郊區(qū)主要設(shè)施園區(qū)推廣應(yīng)用百余套，與農(nóng)民經(jīng)驗管理相比較，水肥一體化智能裝備系統(tǒng)在節(jié)肥10%-20%、節(jié)水15%-25%的前提下，可增產(chǎn)8%-15%，減少用工近20-25個/畝，節(jié)約人工成本1600-2000元/畝（80元/人.天），實現(xiàn)灌溉水利用效率提高35%以上，化肥利用效率提高30%以上的效果，具有顯著的生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益。水肥一體化裝備技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用大力推動了我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的信息化與智能化發(fā)展進度。
（5）低碳節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用于設(shè)施園藝
①太陽能薄膜光伏發(fā)電系統(tǒng)
薄膜太陽能溫室技術(shù)是指將半穿透式薄膜太陽能電池和農(nóng)業(yè)溫室大棚結(jié)合起來，利用薄膜太陽能電池的光電效應(yīng)將太陽的光能轉(zhuǎn)換成電能，以滿足溫室大棚中的植物對光、溫度的需要。它是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)、現(xiàn)代發(fā)電技術(shù)、能源技術(shù)、環(huán)境工程等高新技術(shù)的綜合集成產(chǎn)物，能實現(xiàn)太陽能的高效利用，代表未來設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。
北京市農(nóng)業(yè)機械研究所結(jié)合我國國情，通過試驗改進和技術(shù)提升，重點完成了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的選型設(shè)計、光伏組件鋪設(shè)與建筑一體化設(shè)計和微網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計等，推出節(jié)能環(huán)保、綠色安全、價格適中的薄膜太陽能溫室并進行示范應(yīng)用，提升我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的整體水平，推動我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化進程。
②太陽能平板集熱系統(tǒng)
平板集熱系統(tǒng)工作原理，絕大部分太陽輻射透過蓋板被吸熱板吸收轉(zhuǎn)化成熱能并傳向流體通道，流體介質(zhì)流經(jīng)流體通道時，介質(zhì)本身溫度迅速上升，熱能儲存在流體介質(zhì)內(nèi)，從流體通道的出口流出，太陽能以熱能的形式儲存在儲熱水箱中，轉(zhuǎn)變成了有用能量收益。
北京市農(nóng)業(yè)機械研究所在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國國情，設(shè)計開發(fā)了太陽能平板集熱系統(tǒng)，主要完成了太陽能平板集熱系統(tǒng)的設(shè)計計算及太陽能平板集熱系統(tǒng)關(guān)鍵部件優(yōu)化設(shè)計及選型。
③低碳物聯(lián)網(wǎng)溫室
針對目前我國設(shè)施生產(chǎn)環(huán)境控制、生產(chǎn)效率、能源利用、產(chǎn)品產(chǎn)量等整體水平低，關(guān)鍵技術(shù)裝備缺乏的現(xiàn)狀，北京市農(nóng)業(yè)機械研究所結(jié)合我國國情，建設(shè)了低碳示范物聯(lián)網(wǎng)連棟溫室。該溫室將再生能源、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有機融合，是一種低耗能、高效能、生態(tài)環(huán)保的智慧型溫室。
2.主要科研成果
針對中國設(shè)施園藝裝備落后、設(shè)施自動化和智能化程度低、能源短缺、設(shè)施專用品種缺乏等問題，開展多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，均取得了一定的成果，主要如下：
（1）園藝作物生產(chǎn)全程機械化關(guān)鍵技術(shù)
研發(fā)了蔬菜系列化精整地、精量播種、膜上移栽和全自動移栽設(shè)備7臺套；完成《蔬菜生產(chǎn)機械化技術(shù)與模式》、《蔬菜生產(chǎn)機械化范例和機具選型》等2本專著書稿；在江蘇、山東等地的6個基地開展蔬菜機械化生產(chǎn)試驗示范，示范面積4300多畝。完成了農(nóng)作物生產(chǎn)從基質(zhì)處理、育苗播種、穴盤移栽、營養(yǎng)液灌溉、栽培管理、植保管理、收獲、分級包裝、農(nóng)資運輸?shù)纫幌盗凶鳂I(yè)環(huán)節(jié)的自動化裝備的設(shè)計、樣機研制以及示范推廣。
①基質(zhì)蒸汽消毒機
完成了基質(zhì)蒸汽消毒機的樣機研制，并進行了示范推廣，該機主要由加熱系統(tǒng)，攪拌系統(tǒng)，控制系統(tǒng)3大部分組成。用于無土栽培基質(zhì)的消毒，采用高溫蒸汽方法進行消毒，具有消毒率高、安全無污染等特點。
②精確育苗播種機成套裝備
完成了育苗播種成套裝備的樣機研制，該設(shè)備由土壤基質(zhì)攪拌機、基質(zhì)填盤機、全自動步進系統(tǒng)輸送裝置、穴盤基質(zhì)打孔機、氣吸針式播種機、基質(zhì)覆土機、淋水機、無動力滾動輸送架等部分組成。育苗播種成套設(shè)備具有多種功能，從基質(zhì)原料的破碎，不同基質(zhì)的混合到基質(zhì)自動填盤、精量播種、覆料淋水，使播種速度大大提高，勞動強度顯著降低。
完成了育苗播種成套裝備的樣機優(yōu)化設(shè)計及測試應(yīng)用。并委托北京市農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定推廣站對育苗播種生產(chǎn)線的空穴率、重播率及生產(chǎn)率進行了測試，測試結(jié)果表明：該機的空穴率為3.2%，重播率為3.4%，生產(chǎn)率為26170 穴/h，該機大大降低了勞動強度，提高了勞動效率。
③移栽機
江蘇大學(xué)發(fā)明了一種凸輪-連桿組合式取苗機構(gòu)，具有“L”形最短取苗規(guī)劃路徑，可實現(xiàn)取苗爪垂直取苗、直立投苗；并列6個或8個針式取苗爪，實現(xiàn)低速高效取苗；采用機、電、液、氣一體化，控制取苗機構(gòu)、植苗機構(gòu)、栽植器及穴盤輸送機構(gòu)的協(xié)調(diào)運動，實現(xiàn)取苗爪、秧箱和栽植器三者的精確定位和配合；基于地面仿形輪感應(yīng)、高靈敏度彈簧反饋控制液壓回路及平面連桿升降機構(gòu)，創(chuàng)制了一種移栽機地面仿形系統(tǒng)。創(chuàng)制了一種自走式四行蔬菜穴盤苗全自動移栽機。取苗成功率達到92%以上。創(chuàng)制了自走式2行、4行蔬菜穴盤苗全自動移栽機，整機結(jié)構(gòu)緊湊，自動化程度高。
密穴盤移栽到疏穴盤的移栽機：完成了穴盤苗自動移栽機的研發(fā)與改造，并在通州植物工廠內(nèi)進行了示范應(yīng)用，該穴盤苗自動移栽機主要由穴盤輸送裝置、移植驅(qū)動機構(gòu)、夾持機構(gòu)、控制機構(gòu)等4 部分組成。可實現(xiàn)苗木幼苗由密穴盤移栽到疏穴盤或營養(yǎng)缽中的機械化操作，節(jié)省人工，提高勞動效率，填補國內(nèi)空白。同時進行了穴盤苗移栽機的樣機優(yōu)化設(shè)計及測試應(yīng)用，委托北京市農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定推廣站對穴盤苗移栽機的夾持爪數(shù)、移栽頻率等進行了測試，測試結(jié)果表明：該機的夾持爪數(shù)為4個，生產(chǎn)率為1528穴/h，該機可實現(xiàn)苗木幼苗由密穴盤移栽到疏穴盤或營養(yǎng)缽中的機械化操作，節(jié)省人工，提高勞動效率。
蔬菜小苗移栽機：進行了蔬菜小苗移栽機的方案設(shè)計及主要部件選型；完成了蔬菜小苗移栽機送苗裝置、取苗裝置、栽苗裝置等核心部件的設(shè)計，使開發(fā)的蔬菜小苗移栽系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電力驅(qū)動定時、自動攫取穴盤秧苗。
進行了側(cè)掛式蔬菜小苗移栽機的樣機試制，該移栽機主要由送苗裝置、取苗裝置、栽苗裝置、覆土裝置、支撐輪、移箱機構(gòu)、機架、懸掛裝置、傳動機構(gòu)等部分組成，其核心部件是送苗裝置、取苗裝置、栽苗裝置。
④營養(yǎng)液灌溉設(shè)備
開發(fā)出適應(yīng)于不同栽培作物（設(shè)施作物、大田作物和果園果樹等）、栽培模式（土壤栽培、巖棉栽培、椰糠有機栽培及水培等）的水肥一體化裝備類型8-10種，
有機栽培水肥一體化裝備系統(tǒng)：由有機液肥發(fā)酵子系統(tǒng)和有機灌溉液肥管理子系統(tǒng)兩部分組成，與微灌灌溉系統(tǒng)結(jié)合，應(yīng)用于有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的水肥智能管理。有機液肥發(fā)酵子系統(tǒng)主要包括發(fā)酵罐體、循環(huán)系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)和多級過濾系統(tǒng)等，用于制備有機液肥；有機灌溉液肥管理子系統(tǒng)包括有機灌溉液濃度控制系統(tǒng)和灌溉管理系統(tǒng)，根據(jù)灌溉控制策略實現(xiàn)有機生產(chǎn)的水肥一體化、精細化和自動化管理。
基于物聯(lián)網(wǎng)的大型園區(qū)水肥一體化管控平臺：針對大型種植園區(qū)的水肥管理，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建了可適用于設(shè)施作物、大田糧食作物和果樹等10余種作物的農(nóng)田水肥綜合管理信息服務(wù)平臺，通過實時自動采集農(nóng)田小氣候環(huán)境和生物信息關(guān)鍵參數(shù)，智能分析和決策水肥施用時間與施用量，繼而實現(xiàn)大型園區(qū)規(guī)?；耘嘧魑锏乃室惑w分布式管控與精準(zhǔn)施入。
封閉式基質(zhì)高產(chǎn)栽培水肥智能管控系統(tǒng)：系統(tǒng)由密閉式巖棉栽培槽、水肥藥一體化裝備、營養(yǎng)液循環(huán)消毒裝置、智能水肥控制決策系統(tǒng)構(gòu)成。升級配套裝備有多功能基質(zhì)栽培槽、支架系統(tǒng)、吊蔓繞蔓系統(tǒng)、熱泵環(huán)境調(diào)控裝備、CO2補充裝備、臭氧消毒裝置、果菜補光裝置。將環(huán)境調(diào)控、水肥管理、通風(fēng)換氣、清潔生產(chǎn)融為一體。根據(jù)作物生長發(fā)育的需水需肥規(guī)律、生長環(huán)境條件變化以及基質(zhì)水分和養(yǎng)分狀況進行設(shè)計，引入植物生長模型理論，采用先進的計算機、自動控制及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可實現(xiàn)營養(yǎng)液的全自動檢測、配比、灌溉，通過可控制管道及滴灌系統(tǒng)，均勻、定時、定量地直接供應(yīng)給植株。并結(jié)合營養(yǎng)液的回收、消毒技術(shù)，實現(xiàn)營養(yǎng)液的循環(huán)利用。實現(xiàn)作物的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保栽培。
提出了能依據(jù)溫室主要環(huán)境和生長信息精確控制灌溉時機、灌溉量和營養(yǎng)配比的作物施肥灌溉技術(shù)，開發(fā)了6通道、4通道和3通道母液的自動灌溉施肥機，完成了與作物生長信息和環(huán)境檢測裝置、設(shè)施園藝物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺和環(huán)境優(yōu)化控制系統(tǒng)之間的聯(lián)調(diào)，實現(xiàn)了基于作物生長和環(huán)境綜合信息的水肥精量優(yōu)化決策和智能管控，系列樣機已在江蘇農(nóng)科院基地、廣州綠康公司生產(chǎn)基地等地進行了水肥精確調(diào)控供應(yīng)裝備的試驗示范。
營養(yǎng)液循環(huán)再利用裝備：營養(yǎng)液循環(huán)再利用裝備主要包括營養(yǎng)液消毒裝備和營養(yǎng)液監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng)兩個方面。營養(yǎng)液消毒裝備采用的是紫外線消毒技術(shù)。主要由不銹鋼筒體、紫外燈、石英套管、滑動清洗部件、進水口、出水口等組成。采用多段式消毒處理，前段采用慢砂過濾法去除營養(yǎng)液中的組織老化殘留物、浮游物，提高營養(yǎng)液的透明度。
營養(yǎng)液監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng)的操作控制系統(tǒng)由軟件程序來控制水流和各閥的營養(yǎng)配比。整套系統(tǒng)是由軟件、硬件、傳輸設(shè)備、傳感器、環(huán)境控制、灌溉控制及營養(yǎng)控制組成。
混合施肥機：針對傳統(tǒng)施肥機采用管道式施肥系統(tǒng)，施肥液體一般在管道內(nèi)混合，配肥后EC值波動大，不穩(wěn)定等問題，改進開發(fā)了混合型施肥機，該施肥機通過將肥液和清水在混合桶內(nèi)混合后再向作物進行灌溉或施肥，由于配置了儲液罐，且配合精準(zhǔn)控制技術(shù)，測定的EC值較為穩(wěn)定，更有利于灌溉使用。
鮮花潮汐灌溉自動生產(chǎn)裝備：完成了鮮花栽培傳輸灌溉一體化系統(tǒng)的樣機研制，并在京鵬智慧溫室內(nèi)進行了應(yīng)用推廣，該系統(tǒng)實現(xiàn)了設(shè)施內(nèi)盆栽植物從幼苗到收獲整個過程的栽培、灌溉、傳輸一體化，實現(xiàn)了作物生產(chǎn)全過程的機械化、標(biāo)準(zhǔn)化操作。解決了盆栽植物在工廠化生產(chǎn)時設(shè)施利用率低、人工勞動強度大、工作效率低、灌溉不均、作物品質(zhì)不一致等方面的問題。
智能噴灌機：進行了具有自動轉(zhuǎn)移裝置的噴灌機系統(tǒng)的應(yīng)用示范，該噴灌機懸掛在溫室桁架上的雙軌道管上，可以在溫室各跨之間自動轉(zhuǎn)移，一臺噴灌機可以實現(xiàn)對多跨溫室的灌溉，以降低投資。采用帶有自動轉(zhuǎn)移裝置的智能噴灌機系統(tǒng)，單臺噴灌機的控制面積可由人工手動轉(zhuǎn)移的1000 ㎡左右提升至6000 ㎡以上，極大地提高了工作效率，降低了用戶的勞動強度，實現(xiàn)了溫室灌溉的真正意義上的自動化。
進行了自動轉(zhuǎn)移裝置跨間定位運行磁脈沖計數(shù)升級為射頻識別系統(tǒng)的工作。為了解決噴灌機自動識別跨度問題，增加了一個讀卡器和三個標(biāo)簽，即射頻系統(tǒng)，每一跨度都粘貼了一個標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)寫入當(dāng)前位置跨度，通過觸摸屏界面設(shè)置參數(shù)每一跨噴灌次數(shù)，系統(tǒng)自動準(zhǔn)確執(zhí)行計劃要求，無論設(shè)備起始位置在第幾跨都能按要求執(zhí)行，如果設(shè)備在第一跨，第二跨設(shè)置噴灌10次，那么設(shè)備自動運行到第二跨位置，讓后執(zhí)行10次噴灌后在回到第一跨位置。如果設(shè)備在第二跨，那么會直接執(zhí)行10次噴灌后在回到第一跨位置，如果設(shè)備在第三跨，那么設(shè)備會忽略第二跨的設(shè)置，認為無效。即執(zhí)行當(dāng)前跨度和當(dāng)前以后跨度的噴灌要求。經(jīng)過數(shù)月的實際使用，程序穩(wěn)定沒有錯誤產(chǎn)生。
基于低溫等離子體消毒技術(shù)的營養(yǎng)液循環(huán)再利用裝置：進行了基于低溫等離子體消毒技術(shù)的營養(yǎng)液循環(huán)再利用裝置的研發(fā)，可實現(xiàn)光源可調(diào)式立體栽培裝置營養(yǎng)液的循環(huán)、消毒及在線監(jiān)測，提升基地植物工廠內(nèi)立體栽培裝置的智能化、自動化水平；
通過對低溫等離子體滅菌原理和裝置的調(diào)研，制定了低溫等離子體消毒技術(shù)營養(yǎng)液循環(huán)技術(shù)方案，建立營養(yǎng)液在線檢測系統(tǒng)總體技術(shù)方案，實現(xiàn)基地植物工廠多層立體栽培系統(tǒng)營養(yǎng)液消毒、在線檢測、循環(huán)供給的智能化管理。
⑤無土栽培技術(shù)與裝備
果菜巖棉栽培裝備：完成了幾字型栽培槽無土栽培系統(tǒng)的研發(fā)及推廣應(yīng)用，幾字型栽培槽無土栽培系統(tǒng)由槽體、集液槽、吊鉤組成，截面呈“幾”字形。幾字形栽培槽適合于番茄、黃瓜等茄果類蔬菜的巖棉培，其即可采取地面支撐的形式，又可懸掛使用，與巖棉栽培技術(shù)相配合，應(yīng)用于京鵬智慧溫室內(nèi)，有效的提高了栽培空間的利用率。
葉菜無土栽培裝備：閉鎖型育苗車間是由采用聚苯乙烯泡沫夾芯彩鋼板的絕熱壁板圍成的空間，此空間可將室內(nèi)外的物質(zhì)和熱能的交換控制在最小范圍內(nèi)，形成一個高精度環(huán)境控制的全封閉的種苗周年生長系統(tǒng)。
該車間內(nèi)部主要組成部分有：閉鎖育苗床架、空調(diào)機組、空氣攪拌風(fēng)機、促進光合成的CO2施用裝置、營養(yǎng)液循環(huán)再利用系統(tǒng)、紫外消毒系統(tǒng)等。
閉鎖育苗車間使育苗環(huán)境免受外界因子的影響，實現(xiàn)了溫度、濕度、CO2濃度、光照、營養(yǎng)液等因子綜合調(diào)控，而且可以精確模擬出最佳的種苗生長發(fā)育環(huán)境，使苗的生根生長與枝葉生長得整齊一致，生長周期可以大大縮短，可以完成商品化的種苗生產(chǎn)。
循環(huán)式栽培床包括栽培床架、分段式栽培槽、開間支撐導(dǎo)軌、橫向位移驅(qū)動裝置、縱向位移驅(qū)動裝置、氣動驅(qū)動裝置等，通過PLC控制器和傳感器控制縱向位移驅(qū)動裝置實現(xiàn)栽培床縱向自動輸送，橫向位移驅(qū)動裝置實現(xiàn)栽培床橫向自動輸送，氣動驅(qū)動裝置實現(xiàn)栽培床橫向和縱向輸送的自動轉(zhuǎn)換。
循環(huán)式栽培床內(nèi)配置栽培槽，采用潮汐式營養(yǎng)液循環(huán)灌溉。栽培槽分為三段，分別為供水段、循環(huán)中間段、回水段。栽培槽回水段尾部設(shè)有兩個下凹的池形結(jié)構(gòu)作為營養(yǎng)液回流池，池形結(jié)構(gòu)的底面還裝有營養(yǎng)液回流閥，池形結(jié)構(gòu)的上方覆蓋有柵狀過濾網(wǎng)殼。循環(huán)中間段用于連接供水段與回水段。供水段與供水管道相連接，用于供給營養(yǎng)液和水。目前，該循環(huán)式栽培床已在通州植物工廠內(nèi)進行了應(yīng)用推廣。并在哈爾濱市農(nóng)科院進行了潮汐苗床育苗系統(tǒng)的推廣，該項目潮汐灌溉栽培床為分段拼接式栽培床。栽培床床面分為三段，分別為首段、中間段、尾段，并采用專用膠粘接的安裝工藝。此栽培床為同一端給水和回水的灌溉方式，此端覆蓋有柵狀過濾網(wǎng)殼，以及快速給回液閥，快速給回液閥分別連接給回水主管路。
多層立體栽培系統(tǒng)由栽培架、植物生長燈組、分段式栽培槽等組成。多層立體栽培裝置采用熒光燈、LED燈等用于植物的補光，同時在每層的最里端設(shè)有可手動升降栽培床高度的旋轉(zhuǎn)手柄。
進行了省力化光源可調(diào)式立體栽培裝置的研發(fā)，開發(fā)了新型多層可移動式立體栽培床，通過機械設(shè)備實現(xiàn)栽培床的運送，實現(xiàn)省力化生產(chǎn)；盡可能減少苗床間的過道，提高設(shè)施內(nèi)面積的利用率和作業(yè)效率。
草莓立體栽培技術(shù)裝備：開發(fā)了適合植物工廠化生產(chǎn)的A字型草莓立體栽培架和可調(diào)角度栽培架，充分利用立體栽培模式，實現(xiàn)空間的充分利用。目前，已完成兩種類型的草莓立體栽培裝置的設(shè)計開發(fā)及安裝調(diào)試。
開發(fā)的A字型草莓立體栽培架采用鍍鋅鋼管組裝而成，每1組栽培架有5條栽培槽，位于3個不同高度，提高溫室利用率，A字型立體栽培密度為普通平面栽培密度的1.8倍左右。
開發(fā)的可調(diào)角度型栽培架采用熱鍍鋅鋼管組裝而成，每1組栽培架有3條栽培槽，中間1條是固定式，左右兩條草莓栽培槽懸吊在一個橫臂下，橫臂又通過繩索掛接在栽培架體下。搖動搖把，通過管繩傳動機構(gòu)，可使橫臂與地面夾角發(fā)生變化。在平時栽培架之間是無通道的，以達到溫室面積利用的最大化，栽培密度為常規(guī)平面栽培密度的1.5倍左右。手搖產(chǎn)生通道的同時，橫臂與地面夾角發(fā)生變化，左右草莓栽培槽水平距離變近的同時，高度也可錯開，這樣相互之間不再遮擋，有利于光照均勻。
⑥植保裝備
軌道式智能施藥機：完成了軌道式智能施藥機的樣機開發(fā)及測試應(yīng)用，開發(fā)的軌道式智能施藥機主要由施藥系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、行走系統(tǒng)3大部分組成。采用先進的超低容量冷霧技術(shù)進行植保作業(yè)。藥液施用時，霧滴非常小，直徑10～50μm，以達到最優(yōu)的空間和表層分布。裝備了先進的自動對靶系統(tǒng)，噴桿接近作物時，傳感器感應(yīng)到后，噴頭就會根據(jù)探測結(jié)果對作物噴霧，沒有作物時噴頭會自動停止噴霧，噴霧有針對性，藥液的利用率大幅度提高。在噴霧植保設(shè)備噴到溫室棚頭時，所有噴頭自動停噴，機器借助自動換行裝置換到下一行之后再開始噴霧，不但節(jié)省了藥液，還為換行后噴霧穩(wěn)定噴霧壓力。
目前，該機在京鵬智慧溫室內(nèi)進行了推廣應(yīng)用，并已委托北京市農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定推廣站對智能施藥機的單頭噴霧流量、工作壓力、行走作業(yè)速度、各噴頭噴霧量變異系數(shù)等進行了測試，測試結(jié)果表明：該機的工作壓力為1.6MPa，單頭噴霧流量為23L/h，各噴頭噴霧量變異系數(shù)為4%，行走作業(yè)速度為2.9km/h。
電動精量施藥系統(tǒng)：完成了電動精量施藥系統(tǒng)的樣機試制，該電動精量施藥機主要由噴藥系統(tǒng)、噴桿自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成。
電動精量施藥系統(tǒng)采用電力驅(qū)動，掛接在溫室自走式多功能作業(yè)平臺上使用，通電后，溫室自走式多功能作業(yè)平臺行進到作物栽培槽之間，噴桿上安裝有高、中、低三個高度的超聲波傳感器，通過超聲波傳感器可自動探測植株位置，進而鎖定目標(biāo)噴灑區(qū)域范圍，液壓驅(qū)動泵根據(jù)傳感器探測的位置舉升油缸帶動噴桿移動到植株位置，同時加壓泵啟動將藥箱內(nèi)的藥液供應(yīng)到噴桿上的噴頭，進行藥液定向噴施，進行精準(zhǔn)噴施作業(yè)。
⑦自動化收獲裝備
電動液壓升降采摘車：開發(fā)的電動液壓升降采摘車依靠電力驅(qū)動運行，工作臺可實現(xiàn)液壓升降，同時能夠?qū)崿F(xiàn)遙控操作。適合溫室設(shè)施內(nèi)番茄等高桿兒作物的果實采收，使用方便，可提高作業(yè)效率。目前，已在北京東升科技園等地進行了電動液壓升降采摘車的產(chǎn)業(yè)化推廣。
2016年，根據(jù)市場需求，將采摘車進行了優(yōu)化設(shè)計，采用有限元分析軟件及CAD等軟件對剪叉臂的鉸接支點力進行了測算，對升降平臺剪叉機構(gòu)進行了模擬優(yōu)化。成功的將原來的雙剪叉雙液壓缸結(jié)構(gòu)改為雙剪叉單液壓缸結(jié)構(gòu)，液壓缸的數(shù)量減少了一半，相應(yīng)的油管及管接頭也進行了簡化，不但降低了成本，減少了滲漏可能發(fā)生的地方，而且降低了故障率，提高了剪叉機構(gòu)的簡潔性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)緊湊、高工效、低能耗等性能。此外還對采摘車控制系統(tǒng)進行較大調(diào)整，取消了遙控、語音、報警燈、選擇指示燈這些偏復(fù)雜的配置，去掉大配電箱，更改成兩個小的塑料控制盒，去掉航插，更換頂端控制盒為塑料盒，后控制盒采用內(nèi)藏形式，線纜大小和種類重新計算選用等，重新設(shè)計控制邏輯，盡量減少線路，增加美觀，提高配電效率，力圖減少后期售后次數(shù)，實現(xiàn)模塊化。
無軌電動液壓升降采摘車：在有軌采摘車的基礎(chǔ)上，對無軌電動液壓升降采摘車進行了研發(fā)，該無軌采摘車不用鋪設(shè)軌道就可以實現(xiàn)行走及自動轉(zhuǎn)向，尤其適合南方地區(qū)溫室內(nèi)部無采暖光管，降低成本。該無軌采摘車由車架底盤、剪叉系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)構(gòu)成。
葉菜收獲機械：小型履帶底盤25馬力，割幅1200mm，小型專用履帶變速箱+ HST，實現(xiàn)液壓無級變速，提高作業(yè)操控方便性和舒適性。切割速度可調(diào)整。切割高度的控制，要求種植平整且起伏小，設(shè)計割茬高度5mm～15mm。采用雙重仿形技術(shù)，一是限深輪，二是采用液壓仿形系統(tǒng)。
自動移栽收獲機：自動移栽收獲機由橫梁機身和機頭組成。橫梁機身長度與車間跨度基本相同，可在跨間支柱上的軌道做南北向移動，機頭則可以在橫梁上左右行走。機頭上裝有氣動機械手。自動移栽收獲機通過計算機系統(tǒng)確定作業(yè)位置、速度，具有安全、快速等特點，提高了栽培空間利用率，工作效率。
西紅柿采摘機器人：開發(fā)了西紅柿采摘機器人，該機器人可以在植物工廠里的果菜栽培車間的光管軌道上進行自由行走，判別西紅柿是否可以采摘，并實現(xiàn)對果實的低損傷采摘、對植物莖稈無污染，能夠在溫室環(huán)境條件下連續(xù)作業(yè)；機器人自帶一定容積的裝載箱，有效容積不小于40升。
該機器人主要由移動機構(gòu)、機械手、識別和定位系統(tǒng)、末端執(zhí)行器等4大部分組成。為了完成西紅柿的自動化收獲，機器人的識別系統(tǒng)需實時地采集、處理、識別圖像，利用識別定位系統(tǒng)檢測出果實相對機械手坐標(biāo)系的位置信息，判斷西紅柿是否符合收獲標(biāo)準(zhǔn)，若符合，計算工作環(huán)境下目標(biāo)到機器人的相對位置、速度等有關(guān)數(shù)據(jù)，而后由定位系統(tǒng)利用識別功能對目標(biāo)物體的相對定位結(jié)果推算機器人的位姿，控制吸盤把果實吸住，再由機械手指抓住果實，最后由末端執(zhí)行器輸出基本動作指令，通過機械手的腕關(guān)節(jié)將果實擰下。
⑧分級包裝裝備
盆花包裝機：完成了盆花自動包裝機的樣機研制，并在京鵬智慧溫室內(nèi)進行了推廣應(yīng)用，該設(shè)備主要包括盆花輸送系統(tǒng)、盆花套袋機械手、撐袋與落袋系統(tǒng)、盆花夾持結(jié)構(gòu)、氣動與電動滑臺系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、各種鋁型材及鈑金件構(gòu)建的骨架結(jié)構(gòu)。與盆花分級機相配套，在花卉分級后進行自動包裝，該設(shè)備可完成自動抓取、套袋、入穴等一系列連續(xù)動作，實現(xiàn)盆花包裝的自動化，解決人工手動套袋造成花卉品質(zhì)不一致、勞動效率低下等問題。并完成了盆花自動包裝機的樣機優(yōu)化設(shè)計及測試應(yīng)用，委托北京市農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定推廣站對盆花自動包裝機的包裝速度（單爪）、機械手行程、整機額定功率等進行了測試，測試結(jié)果表明：該機的包裝速度（單爪）為226盆/h，機械手行程為570mm，整機額定功率為1.0Kw。該機在京鵬智慧溫室內(nèi)進行應(yīng)用推廣，有效的完成自動抓取、套袋、入穴等一系列連續(xù)動作，實現(xiàn)盆花包裝的自動化，解決人工手動套袋造成花卉品質(zhì)不一致、勞動效率低下等問題。
盆花分級機：完成了盆花自動分級機的樣機研制，該機主要由機器視覺系統(tǒng)、信息識別系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)等組成?？商娲斯みM行盆花自動分級，適用于常見盆花品種的分級，具備一定的可擴展性，盆花樣本庫現(xiàn)已包含紅掌、菊花和蘭花3 種大類，每1 種盆花還包含2個小品種。在依托單位京鵬智慧溫室內(nèi)進行了盆花自動分級機的示范推廣，該機主要由機器視覺系統(tǒng)，信息識別系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)等組成?？商娲斯みM行盆花自動分級，適用于常見盆花品種的分級，具備一定的可擴展性，盆花樣本庫現(xiàn)已包含紅掌、菊花和蘭花3種大類，每1種盆花還包含2個小品種。
果蔬菜智能分選設(shè)備：完成了果蔬菜智能分選設(shè)備的研發(fā)設(shè)計、安裝調(diào)試及優(yōu)化改進，并在植物工廠內(nèi)廣泛應(yīng)用，對植物工廠裝備水平的提升起到了很好的助推作用。該果蔬菜智能分選設(shè)備以計算機視覺技術(shù)為基礎(chǔ)，利用光-機-電一體化技術(shù)實現(xiàn)果蔬大小、顏色等綜合指標(biāo)分級。具有雙通道并行作業(yè)，分級精度高、竄果率低、效率高、整體成本低等特點。主要應(yīng)用于植物工廠包裝車間，用于將果菜生產(chǎn)車間生產(chǎn)的果實進行分級。
⑨農(nóng)資自動化運輸裝備
設(shè)施內(nèi)智能運輸車：對設(shè)施內(nèi)智能運輸車進行了研發(fā)，完成了智能運輸車整機的研制及調(diào)試，正準(zhǔn)備進行運輸車負載能力的測試。該智能運輸車主要由機械系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、避障系統(tǒng)、自動充電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。尺寸為L1480*W900*H950mm，載重100KG，帶有雙向橫移行走功能的動力滾筒，通過自身滾筒可以與溫室內(nèi)需要轉(zhuǎn)運的物料進行對接，將物料（如，移動式栽培箱）放置在滾筒輸送裝置上，設(shè)施內(nèi)智能運輸車便自動進行物料（栽培箱）的配送。在前進、后退、左右橫移等過程中，通過鋰電池提供動力，智能運輸車車上有車載充電器，可自動完成充電，行走路面上鋪設(shè)智能運輸車專用磁條和地標(biāo)卡，可引導(dǎo)智能運輸車沿設(shè)定的軌道路線行走，磁條用防護膠帶覆蓋，起到保護磁條的作用，當(dāng)行走過程中遇到障礙物時，智能運輸車中的激光障礙物傳感器自動感應(yīng)到障礙物，根據(jù)判斷智能運輸車與障礙物的距離，進行報警或停止等動作。
自走式多功能作業(yè)平臺：開發(fā)了自走式多功能作業(yè)平臺，該作業(yè)平臺主要由行走輪系、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、底盤、升降推送機構(gòu)以及激光導(dǎo)航系統(tǒng)等，可以根據(jù)作物的不同高度和作業(yè)需要，自主提升作業(yè)高度，安裝多樣作業(yè)機具，實現(xiàn)多方位作業(yè)。
日光溫室運輸車：設(shè)計了日光溫室運輸車，采用市面常見的電動三輪后軸作為動力單元，技術(shù)較為成熟，成本很低，為運輸車的成本控制和可靠性提供了保證。其余零件結(jié)構(gòu)簡單，易于組裝，并具有良好的互換性，為生產(chǎn)加工的低成本化提供了保證，也方便售后維修服務(wù)。
（2）設(shè)施園藝環(huán)境智能測控技術(shù)與裝備
①設(shè)施園藝作物生長信息檢測技術(shù)與裝備
利用機器視覺、光譜等多傳感信息融合技術(shù)對設(shè)施蔬菜冠-氣溫差、冠幅面積、莖粗、植株生長速率、果實生長速率等植物長勢信息進行檢測，實現(xiàn)作物氮、磷、鉀營養(yǎng)脅迫水平在線快速監(jiān)測。研制了能夠滿足作物不同生長期(營養(yǎng)生長和生殖生長期)、不同棵形（作物苗期和生菜等小棵形作物，以及番茄、甜椒、黃瓜等大棵形作物），能實現(xiàn)溫室群自動巡航探測需求，以及能夠全面、精確、實時感知作物的營養(yǎng)、長勢和溫度、濕度、光照等綜合生境信息的多類探測裝備，并在華東和華南地區(qū)進行了試驗示范。
②設(shè)施園藝作物生長環(huán)境信息無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
以WSN為核心的溫室環(huán)境傳感網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)及智能控制技術(shù)與設(shè)備開發(fā)，把無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入到溫室智能監(jiān)測領(lǐng)域，設(shè)計并實現(xiàn)了以適合國內(nèi)現(xiàn)狀和將來發(fā)展要求、調(diào)節(jié)指標(biāo)參數(shù)穩(wěn)定、制作成本和運行維護成本低為目標(biāo)的溫室環(huán)境監(jiān)測和控制的工程樣機，并且對所構(gòu)建的以WSN為核心的溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)進行了應(yīng)用現(xiàn)場的測試和運行。
③基于作物生長信息的環(huán)境測控技術(shù)及裝備
建立了基于作物生長信息的長勢動態(tài)預(yù)測模型，研究以實時獲取的作物生長信息作為反饋控制量，以經(jīng)濟效益、節(jié)能和產(chǎn)量為目標(biāo)的環(huán)境優(yōu)化控制技術(shù)，開發(fā)出能夠根據(jù)植物生長信息進行溫室環(huán)境因子精確控制的智能裝備。華南（廣州）地區(qū)已將開發(fā)的作物生長信息檢測裝置、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)、精確施肥灌溉裝備進行組裝、集成和試驗示范。
④華南地區(qū)高效環(huán)境調(diào)控配套裝備
開發(fā)了與溫室類型相適應(yīng)的通風(fēng)方式及通風(fēng)口面積，實現(xiàn)了溫室天窗通風(fēng)口面積從小到大的自然通風(fēng)系列開窗裝置；開展了溫室遮陽率多級可控的遮陽裝置的研究，實現(xiàn)了溫室內(nèi)遮光率50-90% 5級可調(diào)；研發(fā)了組合強制降溫和智能管理裝置，保證在有效降低室內(nèi)高溫的同時避免濕度過高，與華南地區(qū)現(xiàn)期常用降溫方式相比，降溫能耗降低19.4%；以上研發(fā)的新裝備和新裝置已經(jīng)在廣東、廣西、云南等省的云南省德宏熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、陸河農(nóng)業(yè)局、揭陽市田田綠新農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司等49家單位進行了試驗示范和推廣應(yīng)用。
⑤設(shè)施農(nóng)業(yè)專家信息系統(tǒng)服務(wù)平臺
完善了華南區(qū)域設(shè)施農(nóng)業(yè)專家信息系統(tǒng)服務(wù)平臺設(shè)施遠程操控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測信息管理系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)的功能；建設(shè)了Web系統(tǒng)和手機APP兩種登錄方式，方便用戶使用，并結(jié)合微信公眾號實現(xiàn)用戶與農(nóng)業(yè)專家“零距離”的交流。將云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到設(shè)施農(nóng)業(yè)信息服務(wù)領(lǐng)域，開發(fā)面向設(shè)施環(huán)境云監(jiān)測調(diào)控、生產(chǎn)過程云管理、生產(chǎn)經(jīng)營信息云搜索的設(shè)施農(nóng)業(yè)云服務(wù)平臺，實現(xiàn)海量信息資源的存儲、計算、定制和定向服務(wù)， 創(chuàng)新形成“低成本、低門檻、虛擬化、高效能”的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息化服務(wù)模式。
⑥智能化植物工廠
針對我國植物工廠在環(huán)境調(diào)控、生產(chǎn)管理兩方面存在的問題，按照以智能控制技術(shù)提高植物工廠的環(huán)境調(diào)控能力、以網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)提升植物工廠生產(chǎn)管理水平的總體研究思路，從植物工廠作物環(huán)境信息網(wǎng)絡(luò)化感知技術(shù)、植物工廠執(zhí)行設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)、植物工廠環(huán)境/水肥智能控制策略、植物工廠網(wǎng)絡(luò)化智能綜合管控一體化平臺技術(shù)四項關(guān)鍵技術(shù)入手，開展了基于網(wǎng)絡(luò)管理的植物工廠智能控制關(guān)鍵技術(shù)研究工作，突破了植物工廠智能控制和網(wǎng)絡(luò)管理方面的技術(shù)瓶頸，提高植物工廠環(huán)境調(diào)控能力和生產(chǎn)運營管理水平，增強我國植物工廠領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力，為植物工廠的大范圍推廣應(yīng)用奠定堅實的理論和實踐基礎(chǔ)。
家庭用智能化植物工廠開發(fā)，研究微型植物工廠的外殼機械結(jié)構(gòu)、栽培床的機械結(jié)構(gòu)、補光系統(tǒng)、溫濕度監(jiān)測與調(diào)節(jié)系統(tǒng)、CO2調(diào)節(jié)設(shè)備、營養(yǎng)液控制系統(tǒng)和微型植物工廠控制器，開發(fā)出能進入千家萬戶的家庭用智能化植物工廠。
近年來，隨著光電技術(shù)的發(fā)展，帶動了高亮度紅光、藍光與遠紅光發(fā)光二極管（light-emitting diode，LED）的誕生，使低能耗人工光源在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。LED具有高光電轉(zhuǎn)換效率、使用直流電、小、壽命長、耗能低、波長固定和低發(fā)熱等優(yōu)點，與目前普遍使用的高壓鈉燈和熒光燈相比，不僅光量、光質(zhì)可調(diào)，而且還是低發(fā)熱量的冷光源，可近距離照射，從而使植物的栽培層數(shù)和空間利用率大大提高。近年來，LED已經(jīng)成功用于人工補光、植物組培、遺傳育種、植物工廠以及太空農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，并正在向農(nóng)業(yè)與生物產(chǎn)業(yè)的眾多領(lǐng)域拓展。隨著LED性能不斷提高、價格逐漸下降以及各類特定長產(chǎn)品開發(fā)，LED在農(nóng)業(yè)與生物領(lǐng)域的應(yīng)用范圍將會更加廣闊。因此，LED被認為是21世紀農(nóng)業(yè)與生物領(lǐng)域最有前途的人工光源，具有良好的發(fā)展前景。
（4）日光溫室關(guān)鍵技術(shù)
①日光溫室設(shè)計理論和建造技術(shù)
在創(chuàng)造了日光溫室的基礎(chǔ)上，連續(xù)研制開發(fā)出第一代、第二代、第三代節(jié)能型日光溫室。第一代節(jié)能日光溫室按冬至日正午時刻太陽高度角來確定前坡合理采光角；第二代節(jié)能日光溫室按合理采光時段來進行設(shè)計，即保證冬至日正午前后4小時的合理采光時段來確定前坡合理采光角。第三代節(jié)能日光溫室首次提出合理采光、保溫和蓄熱的理論與方法，使得日光溫室在采光、保溫、蓄熱等各方面性能有了顯著提高，為全國日光溫室的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。
②日光溫室蔬菜生產(chǎn)技術(shù)
日光溫室蔬菜生產(chǎn)技術(shù)總體水平快速提高。在應(yīng)用優(yōu)良結(jié)構(gòu)節(jié)能日光溫室的基礎(chǔ)上，研制開發(fā)的日光溫室工廠化育苗技術(shù)、主要果菜抗逆境管理技術(shù)、溫室綜合環(huán)境控制技術(shù)、無害化植保技術(shù)、水肥一體化精確控制技術(shù)等生產(chǎn)技術(shù)體系，實現(xiàn)了在北方高寒地區(qū)不加溫全季節(jié)生產(chǎn)果菜并獲得大面積高產(chǎn)的成果，僅用荷蘭溫室1/15的能耗，實現(xiàn)了他們30%的產(chǎn)量。
③日光溫室機械化裝備
日光溫室機械化裝備水平有了長足進步。為日光溫室專門設(shè)計的機械裝置提高了日光溫室生產(chǎn)的勞動生產(chǎn)率，減少了勞動強度和勞動力需求，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了重要的推動作用。電動卷簾機已成為溫室的標(biāo)配，溫室后墻懸掛的小滑車、黃瓜半自動落蔓裝置、拉鏈?zhǔn)桨胱詣泳砟し棚L(fēng)機、電動消霧機、土壤消毒機等裝備極大地減輕了設(shè)施農(nóng)業(yè)勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)率。
④溫室相變蓄熱與集熱材料模塊化關(guān)鍵技術(shù)
制備出了相變溫度為21.5℃的三元脂肪酸共晶物，在該共晶物中，月桂酸、肉豆蔻酸和癸酸所占的質(zhì)量比為3:2:5。制備了定形復(fù)合相變材料CA-SA-LA/EG。在CA-SA-LA/ EG中，相變材料所占的質(zhì)量分數(shù)為92%。通過FT-IR，SEM，DSC等技術(shù)手段對復(fù)合材料的化學(xué)性能、熱性能及穩(wěn)定性做了分析，結(jié)果表明兩種復(fù)合材料都具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。而且吸附效果很好，沒有出現(xiàn)材料泄露的現(xiàn)象。膨脹石墨作為高導(dǎo)熱的吸附介質(zhì)，對復(fù)合相變材料的導(dǎo)熱性能起到了很大的改善作用。CA–SA–LA/EG的導(dǎo)熱能力比純相變材料提高了近4倍。設(shè)計出一種適用于日光溫室的有機相變蓄熱封裝盒。該相變蓄熱體系墻板在溫室中的應(yīng)用效果明顯。晴天，白天相變蓄熱溫室的空氣溫度比對照低，最高可以比對照低3.4℃；夜晚相變蓄熱溫室的溫度可比對照溫室提高3.2-3.9℃。 陰天條件下，相變蓄熱溫室溫度始終高于對照溫室2.1-2.7℃。
3.專業(yè)領(lǐng)域科技發(fā)展趨勢
近年來我國設(shè)施園藝發(fā)展迅速，設(shè)施栽培面積與人均供應(yīng)量已居于世界第一位，但我國設(shè)施園藝的設(shè)施類型多樣，相關(guān)科研工作開展時間較短，在栽培技術(shù)、環(huán)境調(diào)控、設(shè)施裝備及智能化水平等方面與發(fā)達國家還有不小的差距。同時，目前我國設(shè)施園藝仍以個體農(nóng)戶生產(chǎn)經(jīng)營為主，產(chǎn)業(yè)化水平低，設(shè)施園藝效益優(yōu)勢不能完全體現(xiàn)。設(shè)施園藝發(fā)展趨勢是結(jié)構(gòu)設(shè)備現(xiàn)代化、溫室管理自動化、經(jīng)營規(guī)模大型化。
（1）機械化、自動化、智能化是未來發(fā)展要求
隨著勞動力成本的提高和從事農(nóng)業(yè)勞動力資源的不足，設(shè)施農(nóng)業(yè)向著機械化、自動化和智能化方向發(fā)展將是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。對于部分機械化生產(chǎn)水平較低的地區(qū)，必須進一步加快其向著高水平方向轉(zhuǎn)變的速度。對于一些還在依靠勞動力的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，必須促使其向著實現(xiàn)機械化生產(chǎn)的方向轉(zhuǎn)變。
國內(nèi)外蔬菜生產(chǎn)機械化發(fā)展的趨勢可以概括為：區(qū)域種植專業(yè)化、農(nóng)藝制度標(biāo)準(zhǔn)化、棚室設(shè)施大型化、動力平臺專用化、作業(yè)機具多樣化、生產(chǎn)全程機械化。區(qū)域種植專業(yè)化。以美國、加拿大、澳大利亞為代表，不僅蔬菜種類比較少，而且蔬菜生產(chǎn)也呈現(xiàn)明顯的區(qū)域性特征，種植品種相對單一，種植規(guī)模大，因而比較容易實現(xiàn)機械化。農(nóng)藝制度標(biāo)準(zhǔn)化。以日本為例，農(nóng)林水產(chǎn)省在20世紀90年代推動了卷心菜，白菜、萵苣等11種蔬菜的標(biāo)準(zhǔn)化栽培模式形成并普及推廣。其核心是壟距的系列化，從45cm到120cm都是15cm的倍數(shù)，而且以90cm和120cm為多，便于規(guī)范作業(yè)機械的輪距，方便各作業(yè)環(huán)節(jié)裝備的配套。棚室設(shè)施大型化。以荷蘭為代表，蔬菜種植設(shè)施呈現(xiàn)大型化的趨勢。設(shè)施結(jié)構(gòu)不僅又高、又大、又寬，而且在布局設(shè)計上也充分考慮大型機械的作業(yè)特點和要求，盡量減少因機具頻繁調(diào)頭、轉(zhuǎn)向而帶來的作業(yè)效率降低的問題。動力平臺專用化。為了適應(yīng)在壟間、設(shè)施內(nèi)蔬菜耕、種、管、收作業(yè)的需要，國外開發(fā)了一些專門用于蔬菜生產(chǎn)的動力平臺，如通過性更好、轉(zhuǎn)向更靈活的低地隙履帶式拖拉機，排放更環(huán)保、功能更多樣的電動拖拉機等等。作業(yè)機具多樣化。僅以苗床整備環(huán)節(jié)為例，國外不僅有形式多樣、功能各異的土壤疏松、土表整平機具，還有壟形標(biāo)準(zhǔn)化、幅寬系列化的起壟整形機具，為后續(xù)蔬菜機械種植提供了良好的苗床條件。生產(chǎn)全程機械化。國外先進地區(qū)的蔬菜生產(chǎn)，無論是露地、還是設(shè)施，除少數(shù)蔬菜種類的收獲環(huán)節(jié)外，其它多數(shù)蔬菜的耕、種、管、收，乃至后續(xù)的產(chǎn)后預(yù)處理、加工環(huán)節(jié)都實現(xiàn)了機械化作業(yè)，并且已向自動化、智能化、信息化方向發(fā)展。
（2）溫室綠色節(jié)能技術(shù)
能耗是溫室生產(chǎn)的重要成本，包括夏季降溫能耗和冬季加溫能耗。開發(fā)利用綠色節(jié)能技術(shù)，是保證溫室生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)依托。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，以及設(shè)施工程、環(huán)境控制以及無土栽培等技術(shù)的日益成熟，智能型植物工廠的技術(shù)經(jīng)濟基礎(chǔ)已經(jīng)具備，今后的5-10年內(nèi)，我國將研發(fā)出一批“低成本、節(jié)能、高效”智能型植物工廠，以滿足國內(nèi)外市場對高端產(chǎn)品的需求，實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)高技術(shù)的國產(chǎn)化。
（3）作物水肥精準(zhǔn)綜合管理
在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，通過物聯(lián)網(wǎng)+水肥綜合管理系統(tǒng)，實時自動采集作物生產(chǎn)區(qū)環(huán)境參數(shù)和作物生育信息參數(shù)，并通過指標(biāo)決策或模型決策控制系統(tǒng)進行智能灌溉施肥，通過對土壤水肥的精確控制實現(xiàn)水肥一體精準(zhǔn)施入，大大提高灌水和肥料的利用效率。探索大型園區(qū)或基地高效節(jié)約低耗的水肥管理模式，具有覆蓋生產(chǎn)示范園區(qū)和生產(chǎn)基地的能力，最終實現(xiàn)作物生產(chǎn)基地的水肥管理的互聯(lián)互通，管理所有的“物聯(lián)網(wǎng)”精準(zhǔn)灌溉控制系統(tǒng)，建立區(qū)域性或全國性水肥管理網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地的少人化管理，降低生產(chǎn)成本，減少肥料投入，節(jié)約農(nóng)業(yè)用水，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，提高生產(chǎn)區(qū)綜合經(jīng)濟效益，促進我國農(nóng)業(yè)的信息化和智能化發(fā)展。由此可見，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作物水肥綜合管理在我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)中具有廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。
（4）低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）驅(qū)動設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
進入21世紀，隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、信息感知技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)急速發(fā)展，也使得“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)逐漸發(fā)展起來，它綜合了多種現(xiàn)代電子信息技術(shù)，并將其綜合、完善和發(fā)展，它正以前所未有的速度應(yīng)用于社會、經(jīng)濟和人類生活各個領(lǐng)域，被稱為一場新的產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)智能化水肥管理提供了一種有效手段。物聯(lián)網(wǎng)碎片化的應(yīng)用場景正在催生出新的無線通信技術(shù)：針對低速率、低功耗、遠距離，大量連接應(yīng)運而生，以NB-IOT和Lora為代表的無線通信技術(shù)與設(shè)施測控設(shè)備將無縫結(jié)合，推動設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
（5）智能型植物工廠高技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化將進入實質(zhì)性階段。
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，以及設(shè)施工程、環(huán)境控制以及無土栽培等技術(shù)的日益成熟，智能型植物工廠的技術(shù)經(jīng)濟基礎(chǔ)已經(jīng)具備，今后的5-10年內(nèi)，我國將研發(fā)出一批“低成本、節(jié)能、高效”智能型植物工廠，以滿足國內(nèi)外市場對高端產(chǎn)品的需求，實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)高技術(shù)的國產(chǎn)化。
（6）溫室管理機器人的研究將進入試驗與應(yīng)用。
一批溫室管理機器人的關(guān)鍵技術(shù)，如基于機器視覺的果實圖像信息快速獲取與生物信息模式識別技術(shù)、機器人前行路徑的相對導(dǎo)航和已知位置點的絕對導(dǎo)航控制技術(shù)等，將進入試驗階段，一批溫室管理機器人將得到開發(fā)與應(yīng)用。
（三）專業(yè)領(lǐng)域研究重點建議
1.專業(yè)領(lǐng)域研究重點內(nèi)容
將緊緊圍繞設(shè)施農(nóng)業(yè)工程的國家需求，以大幅度提高資源利用效率、單位土地產(chǎn)出率和設(shè)施種養(yǎng)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，跟蹤發(fā)達國家的研究前沿，突破光/溫/營養(yǎng)耦合互作規(guī)律與環(huán)境高效控制機理、設(shè)施植物表型高通量檢測方法等重大科學(xué)問題，在信息感知技術(shù)與傳感器、設(shè)施結(jié)構(gòu)與模式、網(wǎng)絡(luò)化智慧管控技術(shù)與裝備、機械化與自動化精細生產(chǎn)技術(shù)與裝備、清潔生產(chǎn)智能化技術(shù)與裝備、智能植物工廠等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得突破，形成具有中國特色的智能化設(shè)施結(jié)構(gòu)類型和配套工程技術(shù)體系。到2020年，使我國設(shè)施農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)水平達到40%，設(shè)施環(huán)境管理信息化，莖葉蔬菜生產(chǎn)全程機械化，設(shè)施農(nóng)業(yè)工程總體技術(shù)達到國際先進水平。
（1）設(shè)施農(nóng)業(yè)智能化測控應(yīng)用基礎(chǔ)研究
①光/溫/營養(yǎng)耦合互作規(guī)律與環(huán)境高效控制機理
針對設(shè)施密閉/半封閉環(huán)境條件下，植物主要生理過程與環(huán)境因子之間及各環(huán)境因子之間的強耦合關(guān)系，開展密閉/半封閉條件下環(huán)境因子變化規(guī)律及相互關(guān)系研究；開展作物與環(huán)境的交互作用機制研究，分析設(shè)施蔬菜生長特性及環(huán)境影響機理，建立作物-環(huán)境的動力學(xué)耦合模型；提出光/溫/營養(yǎng)耦合的環(huán)境高效控制方法，充分挖掘作物的生物學(xué)潛力，成倍提高產(chǎn)量，研制相應(yīng)的高效控制系統(tǒng)。
②設(shè)施植物表型高通量檢測方法
研究高通量多生境植物表型采集方法、植物表型大數(shù)據(jù)建模與基因-環(huán)境-表型互作規(guī)律與挖掘方法，高產(chǎn)、高效、抗逆智能化表型組分析評價方法，研制高通量多生境植物表型采集和分析系統(tǒng)，為設(shè)施環(huán)境精確控制和高效栽培提供依據(jù)。
（2）日光溫室設(shè)施與環(huán)境調(diào)控能力提升技術(shù)研究
①現(xiàn)代裝配式節(jié)能型日光溫室節(jié)能結(jié)構(gòu)優(yōu)化
優(yōu)選和研制設(shè)施結(jié)構(gòu)低成本節(jié)能新型透光覆蓋材料、保溫材料和蓄熱材料；研究設(shè)施結(jié)構(gòu)低成本節(jié)能設(shè)計方法；研制設(shè)施結(jié)構(gòu)低成本節(jié)能優(yōu)化設(shè)計軟件。研究適宜不同地區(qū)環(huán)境的設(shè)施低成本節(jié)能結(jié)構(gòu)參數(shù)；優(yōu)化設(shè)計和建造低成本節(jié)能連棟溫室、現(xiàn)代日光溫室、山地日光溫室、荒漠鹽堿地日光溫室及抗臺風(fēng)設(shè)施；并制定其設(shè)計建造標(biāo)準(zhǔn)。
②日光溫室環(huán)境控制及輕簡化高效栽培設(shè)施
研制低成本高性能適于日光溫室輕簡化生產(chǎn)的水肥一體化裝備及自動控制系統(tǒng)、小型耕耘設(shè)備、植株調(diào)整設(shè)備、植保設(shè)備、運輸設(shè)備等，開發(fā)適于設(shè)施園藝作物栽培模式的定植槽等裝備。研究日光溫室資源高效利用全季節(jié)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)土壤栽培、無土栽培及營養(yǎng)基質(zhì)栽培關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建耕地和非耕地設(shè)施蔬菜資源高效利用全季節(jié)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)模式與技術(shù)體系，制定生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程與標(biāo)準(zhǔn)。主要研制溫室低成本遠程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和小型溫室群環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)；研制適于小型溫室的低成本環(huán)境監(jiān)控裝備；開發(fā)溫室環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控實用技術(shù)系統(tǒng)。
（3）設(shè)施作物網(wǎng)絡(luò)化智慧管控技術(shù)與裝備研發(fā)
①設(shè)施作物生命信息感知技術(shù)與傳感器研發(fā)
研究設(shè)施植物生命信息的內(nèi)部生化電反應(yīng)、外部表征及其感知方法，探索作物體內(nèi)生命體征、果實成熟度和品質(zhì)、作物長勢變化等信息的快速無損檢測技術(shù)，突破多自然因素耦合干擾下植物生命體征信息動態(tài)感知的難題。研發(fā)系列個體植物生長信息傳感器，如特征葉、果實生長速度、莖稈微變化等長勢信息傳感器；研發(fā)系列群體植物生境信息監(jiān)測傳感器，如設(shè)施環(huán)境群落光合、呼吸、蒸騰、生物量在線檢測傳感器。研究主要溫室栽培作物逆境信息獲取技術(shù)，研發(fā)逆境信息獲取和逆境預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)。
②基于生長信息的溫室環(huán)境智能調(diào)控技術(shù)及裝備
建立基于作物生長信息的長勢動態(tài)預(yù)測模型，研究以實時獲取的作物生長信息作為反饋控制量，以經(jīng)濟效益、節(jié)能和產(chǎn)量等為目標(biāo)的設(shè)施環(huán)境優(yōu)化控制技術(shù)，開發(fā)出能夠根據(jù)植物生長信息進行溫室環(huán)境因子精確控制的智能裝備，突破機器與植物對話、按照作物生長真實需要進行反饋控制的技術(shù)難題。
③基于云計算與大數(shù)據(jù)的設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)智慧管理技術(shù)與平臺
針對設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理綜合信息運行與服務(wù)環(huán)境短缺，數(shù)據(jù)量大難以提供適用服務(wù)的實際需求問題，應(yīng)用工程技術(shù)、信息技術(shù)和設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)，研究集成物聯(lián)網(wǎng)和云計算基礎(chǔ)設(shè)施，引入大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，構(gòu)建設(shè)施農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用綜合服務(wù)云平臺，研發(fā)適合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的溫室設(shè)施監(jiān)測系統(tǒng)，研發(fā)設(shè)施農(nóng)業(yè)專業(yè)智能搜索引擎工具，面向蔬菜、食用菌、花卉、瓜果典型設(shè)施作物生長管理應(yīng)用需求，實現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的異常預(yù)警、農(nóng)事活動適宜期提醒、無土栽培營養(yǎng)決策、農(nóng)產(chǎn)品市場數(shù)據(jù)的集市挖掘與聚類分析信息主動服務(wù)。
（4）設(shè)施農(nóng)業(yè)機械化和自動化精細生產(chǎn)技術(shù)及裝備
①設(shè)施蔬菜生產(chǎn)過程機械化精細作業(yè)技術(shù)及裝備
從整體推進我國設(shè)施和露地蔬菜生產(chǎn)全程機械化出發(fā)，以典型大宗葉類和茄果類蔬菜為對象，以典型規(guī)模化蔬菜園區(qū)為著力點，以蔬菜生產(chǎn)農(nóng)藝和農(nóng)機融合為抓手，以機械化模式研究、關(guān)鍵環(huán)節(jié)作業(yè)裝備創(chuàng)新為突破口，形成蔬菜生產(chǎn)全程機械化技術(shù)體系并進行示范推廣。
針對溫室蔬菜生產(chǎn)過程中打葉、施藥、采摘作業(yè)中勞動強度最大、作業(yè)效率低的問題，研究多行間巡回續(xù)接作業(yè)的最優(yōu)路徑規(guī)劃、電動作業(yè)平臺的多機具機-電-控快速通用掛接、手眼連續(xù)對靶的自動實時采摘技術(shù)，開發(fā)溫室的路徑規(guī)劃電動通用平臺和配套打葉、施藥、采摘機具，為實現(xiàn)輕簡、高效的溫室蔬菜作業(yè)管理提供裝備支撐。從減輕勞動強度，提高作業(yè)效率和設(shè)施產(chǎn)能為目標(biāo)，研制精細化整地、精量化播種、自動化移栽、輕簡化采收作業(yè)裝備，解決設(shè)施園藝從育苗到收獲的薄弱環(huán)節(jié)的機械化裝備；從高產(chǎn)能和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)著眼，研究與機械化作業(yè)相適應(yīng)的設(shè)施蔬菜栽培農(nóng)藝技術(shù)規(guī)范、機具選型與優(yōu)化配置技術(shù)，從典型區(qū)域、主要品種著眼，研究制定統(tǒng)一完整的設(shè)施蔬菜機械化作業(yè)規(guī)程和作業(yè)質(zhì)量規(guī)范。
②設(shè)施園藝物流與自動化技術(shù)及裝備
研制溫室生產(chǎn)中的物流輸送系統(tǒng)，包括用于穴盤、盆花等作物產(chǎn)品在不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間轉(zhuǎn)移的物流系統(tǒng)，以及實現(xiàn)作物在不同生產(chǎn)區(qū)域的物流鏈；通過采收識別定位技術(shù)、柔性采摘等關(guān)鍵技術(shù)的突破，開發(fā)出一批溫室采摘、植保、嫁接和運輸?shù)臋C器人，逐步使溫室管理機器人進入實際生產(chǎn)應(yīng)用；研究開發(fā)產(chǎn)后加工處理技術(shù)，包括采后清洗、分級、預(yù)冷、加工、包裝、儲藏、運輸?shù)冗^程的工藝技術(shù)及配套設(shè)施、裝備。
（5）設(shè)施農(nóng)業(yè)清潔化生產(chǎn)智能化技術(shù)與裝備
①設(shè)施園藝水肥耦合與封閉管理智能化技術(shù)及裝備
針對目前溫室生產(chǎn)中，營養(yǎng)液回收液被直接排放或沉積在土壤中，不僅造成水肥的浪費，增加溫室運營成本，引起作物連作障礙，同時污染環(huán)境的現(xiàn)狀，研究灌溉量和施肥量的精確控制技術(shù)，營養(yǎng)液濃度、配比、pH值的精確調(diào)控技術(shù)，以及營養(yǎng)液回收液收集、消毒、檢測、混合技術(shù)，開發(fā)水肥耦合與封閉管理智能裝備，突破不能實時進行營養(yǎng)液的配比調(diào)整，難以做到精確水肥耦合管理和閉環(huán)灌溉的瓶頸。
②設(shè)施園藝土壤基質(zhì)消毒技術(shù)與智能化裝備
針對設(shè)施園藝長期連作栽培導(dǎo)致土壤和基質(zhì)土傳病害加重的問題，探索熱、電、微波等物理方法進行土壤、基質(zhì)消毒的高效節(jié)能消毒方法，并針對不同土傳病害下的工藝參數(shù)優(yōu)化和消毒效果評價，開發(fā)適合設(shè)施園藝土壤基質(zhì)栽培的消毒智能化裝備。
③設(shè)施園藝病蟲草害綜合防治與高效施藥智能化技術(shù)與裝備
針對設(shè)施園藝的密閉空間特點，進行機械噴灑生物農(nóng)藥活性保持、多波峰光譜害蟲的誘引技術(shù)、遠程蟲量實時監(jiān)控與蟲情信息發(fā)布等綜合防治技術(shù)，開發(fā)適應(yīng)密閉條件下葉菜與果菜等不同類型作物、化學(xué)農(nóng)藥和生物農(nóng)藥的高功效、低污染的病蟲害智能防治裝備。
④種植廢棄物基質(zhì)肥料化利用技術(shù)與智能化裝備
針對設(shè)施園藝栽培產(chǎn)生的大量園藝秸稈廢棄物，開展高濕秸稈的收集和高效粉碎裝備，利用生物工程方法進行秸稈堆置發(fā)酵，并進行工藝過程參數(shù)優(yōu)化，開發(fā)適合不同作物生長的有機基質(zhì)和肥料。研究設(shè)施園藝秸稈就地基質(zhì)肥料化處理工藝相關(guān)技術(shù)體系和智能化成套裝備，實現(xiàn)設(shè)施園藝秸稈的資源化利用。
（6）溫室能源管理與節(jié)能技術(shù)
①溫室能源、生產(chǎn)綜合管理系統(tǒng)
分析溫室能源分布及耗散情況，構(gòu)建能源管理線性優(yōu)化模型，利用測量技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有機的結(jié)合，通過對核心能耗設(shè)備實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析診斷、能效評估決策建立對溫室生產(chǎn)能源信息完整的評估管理體系，以便更有效、更合理地利用能源，提高能源利用率和能源利用的經(jīng)濟效益。
開發(fā)多移動平臺溫室生產(chǎn)管理與決策系統(tǒng)，實現(xiàn)不同規(guī)模溫室集中或分散管理、農(nóng)資管理、生產(chǎn)任務(wù)分配與管理、勞動力管理、能源管理、產(chǎn)量，成本評估、收益核算等功能，并集成數(shù)據(jù)分析專家知識為生產(chǎn)管理提供決策依據(jù)，解決溫室生產(chǎn)管理粗放、手段原始、人員利用率低等問題，以達到溫室生產(chǎn)資源的高效利用，節(jié)約成本、生產(chǎn)效率的提高。
②設(shè)施園藝節(jié)能與可再生能源利用技術(shù)與裝備
以節(jié)能為目標(biāo)，研究設(shè)施種植光溫環(huán)境控制的節(jié)能模式與工程手段，開發(fā)出以清潔能源為主體的設(shè)施環(huán)境調(diào)控裝置與設(shè)備，開發(fā)出具有節(jié)能、節(jié)水、節(jié)藥、節(jié)肥功能的設(shè)施園藝成套工程技術(shù)裝備，開發(fā)出系列化基于LED的溫室節(jié)能補光及光環(huán)境調(diào)控裝備，提出一整套的設(shè)施種植節(jié)能和可再生資源利用的解決方案，突破設(shè)施種植中最突出的光溫控制能耗大的難題。
（7）全封閉智能型植物工廠技術(shù)及裝備
①全封閉智能型植物工廠的結(jié)構(gòu)和配套裝備開發(fā)
全封閉智能型植物工廠結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計，內(nèi)部多層立體栽培架和栽培系統(tǒng)設(shè)計，研究開發(fā)營養(yǎng)液、溫濕度、補光和新風(fēng)調(diào)控裝備，殺菌與消毒裝置。重點研究和攻克營養(yǎng)液灌溉與再利用技術(shù)，高光效補光技術(shù)。
②植物工廠全自動生產(chǎn)流程化裝備
研發(fā)適合植物工廠的閉鎖式育苗、栽植、物流輸運、精確管理、收獲、包裝等植物工廠關(guān)鍵環(huán)節(jié)的自動化生產(chǎn)裝備，開展動植物工廠生產(chǎn)流程的規(guī)劃調(diào)度與過程控制技術(shù)研究。實現(xiàn)從一顆蔬菜種子直至成品上市全過程的植物工廠自動化生產(chǎn)。大幅度提高植物工廠的生產(chǎn)效率和勞動生產(chǎn)率。
③植物工廠節(jié)能技術(shù)
開展高度密封的植物工廠結(jié)構(gòu)、高光效人工光源、移動式補光和動態(tài)補光技術(shù)、太陽能和地?zé)豳Y源高效轉(zhuǎn)化利用、環(huán)境調(diào)控機組節(jié)能運行等節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)，開發(fā)適合植物工廠生產(chǎn)的高效節(jié)能控制系統(tǒng)。提出一整套的植物工廠節(jié)能解決方案，突破植物工廠最突出的光溫控制能耗大的難題。
④智能型植物工廠集成與示范
通過節(jié)能光源、光溫耦合環(huán)境控制、植物工廠結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)液立體栽培、環(huán)境控制、全自動生產(chǎn)裝備、節(jié)能與配套栽培技術(shù)體系等的關(guān)鍵技術(shù)和裝備的組裝集成，研發(fā)具有我國特色的“低成本、節(jié)能、高效”智能型植物工廠裝備，進行智能植物工廠關(guān)鍵技術(shù)與裝備的示范應(yīng)用。達到全年均衡供應(yīng)農(nóng)產(chǎn)品，以滿足國內(nèi)外市場對高端園藝產(chǎn)品的需求。
2.專業(yè)組重點建議
（1）光伏溫室發(fā)展與未來政策對策
光伏溫室近年來在國內(nèi)迅猛發(fā)展，但占用良田只發(fā)電不種植的情況大量發(fā)生，如何遏制這種情況繼續(xù)蔓延并有序引導(dǎo)光伏溫室健康發(fā)展，提出對策和政策建議。
（2）大跨度保溫塑料大棚發(fā)展引導(dǎo)
近年來北方地區(qū)大面積發(fā)展的日光溫室占地面積大，自動化、機械化管理水平低、施工周期長、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化程度低，隨著勞動力成本的迅速上漲和土地資源的不斷減少，發(fā)展大跨度連棟塑料大棚可能成為未來部分替代當(dāng)前日光溫室的有效途徑。目前這種技術(shù)已經(jīng)在實踐中嶄露頭角，建議進行追蹤調(diào)研并進行有效引導(dǎo)。
（3）日光溫室改造提升
當(dāng)前北方地區(qū)大量存量的日光溫室都是建設(shè)在10年，甚至20年之前，溫室結(jié)構(gòu)陳舊、性能低劣，生產(chǎn)效率低下，如何改造這些存量溫室，提升其生產(chǎn)性能是未來科技和產(chǎn)業(yè)界的重要任務(wù)。
（4）我國蔬菜生產(chǎn)全程機械化整體推進
從整體推進我國設(shè)施和露地蔬菜生產(chǎn)全程機械化出發(fā)，以典型大宗葉類和茄果類蔬菜為對象，以典型規(guī)?；卟藞@區(qū)為著力點，以蔬菜生產(chǎn)農(nóng)藝和農(nóng)機融合為抓手，以機械化模式研究、關(guān)鍵環(huán)節(jié)作業(yè)裝備創(chuàng)新為突破口，形成蔬菜生產(chǎn)全程機械化技術(shù)體系并進行示范推廣。
（5）加強政府宏觀導(dǎo)向作用
設(shè)施園藝的發(fā)展應(yīng)以市場為基礎(chǔ)，加大政府的宏觀指導(dǎo)，并根據(jù)各地農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀制定出一項科學(xué)、合理的設(shè)施園藝發(fā)展對策，明確其發(fā)展目標(biāo)，做好農(nóng)業(yè)資源的整合工作，減少盲目性發(fā)展。
（6）加強資金支持力度
與發(fā)達國家相比，我國設(shè)施園藝整體水平差距仍較大，表現(xiàn)在：對設(shè)施農(nóng)業(yè)工程工藝技術(shù)及模式研究不夠；設(shè)施產(chǎn)業(yè)化技術(shù)落后、產(chǎn)品質(zhì)量差；設(shè)施技術(shù)水平低，環(huán)境調(diào)控能力差，管理粗放；機械化水平低，管理技術(shù)差，生產(chǎn)力低。必須加強資金及相關(guān)扶持政策支持力度，加大科技創(chuàng)新力度，推進行業(yè)快速發(fā)展。
（7）發(fā)揮專家組的作用
建議給專業(yè)組撥付足夠的經(jīng)費，開展經(jīng)常性的集體活動，形成政府、專家和產(chǎn)業(yè)的互動；組織開展國際交流與合作，跟蹤國際先進技術(shù)前沿；擔(dān)負起設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域技術(shù)論證、咨詢與決策作用。
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