中國農業(yè)機械化科技發(fā)展報告2015-2016年（八）

資料圖

八、設施園藝工程

（一）專業(yè)組工作開展情況

1.學術交流活動

2015年8月17-18日，由農業(yè)部農機化司主辦，本專家組組長毛罕平教授負責承辦的全國農機化科技創(chuàng)新研討會在江蘇鎮(zhèn)江隆重舉行。全國農機化科技創(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，江蘇大學校長袁壽其研究員致歡迎辭。

農機部農機化司副司長胡樂鳴、調研員王國占，中國工程院院士陳學庚，農業(yè)部規(guī)劃設計院院長朱明，以及其他來自全國有關高校、科研院所和行業(yè)骨干企業(yè)的領導和專家34人出席會議。

此次會議的主要任務是研討“十三五”國家農機化發(fā)展規(guī)劃和重點科研任務，為國家農機化發(fā)展指明方向。經過研討，與會專家形成廣泛共識：國家將農業(yè)機械裝備列入“中國制造2025”十大領域之一，農機發(fā)展將迎來最好時機，要圍繞農業(yè)部提出的“一控二減三基本”這一要求考慮未來五年農機化發(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。

農業(yè)部農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業(yè)部工作的支持表示感謝，同時介紹了農機化司當前重點推進的工作，希望通過大家的共同努力，適應新型農業(yè)經營主體的新需求，為中國開啟更高水平的全程機械化、提高農業(yè)增收增效做出新貢獻。

設施園藝工程專業(yè)組于2015年7月7日在北京與2015年設施農業(yè)產業(yè)聯(lián)合會聯(lián)合召開“十三五”設施農業(yè)發(fā)展重點研討會。研討推進設施農業(yè)“十三五”發(fā)展的思路和重點，提出設施農業(yè)的創(chuàng)新方向和行業(yè)扶持政策措施。參與省域設施農業(yè)發(fā)展經驗交流會，設施園藝工程專業(yè)組專家與各省主管部門和企業(yè)人員進行互動，給予技術支持和咨詢。

2015年1月23～25日在鎮(zhèn)江召開種養(yǎng)智能設施裝備技術研討會，分析了新形勢下設施農業(yè)發(fā)展面臨的主要、發(fā)展方向，提出未來5年我國設施農業(yè)領域的研究重點，設施園藝工程專業(yè)組組長毛罕平教授負責起草了江蘇種養(yǎng)智能設施裝備領域產業(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施災害預防國際會議，做了題為“中國溫室設施災害及預防措施”的大會報告；2015年4月，參加了第四屆中國·壽光國際設施園藝高層學術論壇，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施結構與裝備優(yōu)化技術培訓班，做了題為：“新型日光溫室及其配套技術與裝備”的學術報告。

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、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，雙方在光伏農業(yè)領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，雙方針對當前農業(yè)設施落后，農副產品安全無序等問題，將先進的農業(yè)設施與先進的農業(yè)降解技術有機結合起來，打造高起點，高技術含量、經濟適用的農副產品產業(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、農業(yè)部南京農業(yè)機械化研究所組織召開了“中國蔬菜產業(yè)大會-蔬菜生產機械化創(chuàng)新論壇”，邀請了6位行業(yè)專家分別就設施農業(yè)物聯(lián)網技術、無土栽培技術、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業(yè)工程學術團隊，赴以色列參加了第10屆歐洲精準農業(yè)學會國際學術會議，圍繞精準農業(yè)的空間變異與測圖、設施農業(yè)環(huán)境精準調控、土壤和作物傳感器、機器人技術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施農業(yè)聯(lián)合會，做了題為“中國溫室工程的標準化進程”的大會報告；2015年8月，參加了第一屆設施農業(yè)與新農村發(fā)展學術論壇，做了題為“中國溫室工程的標準化體系”的大會報告；2015年11月，參加了中國園藝學會設施園藝學術年會，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，設施園藝工程專業(yè)組組長毛罕平教授組織相關專家對“十三五”國家重點研發(fā)計劃優(yōu)先啟動重點研發(fā)任務建議“種植業(yè)農業(yè)機械化薄弱環(huán)節(jié)技術裝備研發(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構、環(huán)境控制、設施農業(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代設施農業(yè)暨蔬菜標準園發(fā)展論壇，做了題為“現代農業(yè)園區(qū)規(guī)劃建設的定位思考”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-“現代溫室裝備與技術創(chuàng)新論壇”，在論壇上做了題為“荷蘭溫室蔬菜高產栽培技術簡析”的報告。

2016年5月，陳永生專家主持了“中國蔬菜產業(yè)大會-蔬菜生產管理與機械化報告會”，會上邀請5位專家分別就山東、江蘇設施園藝機械化技術，日本先進蔬菜生產機械、土壤火焰消毒技術等作了大會報告。

2016年6月，張曉文專家與北京匯源農業(yè)股份有限公司在產品、技術研發(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，與荷蘭園藝技術服務公司DELPHY B.V.簽署了關于加強雙方技術與服務合作的諒解備忘錄。此備忘錄的簽署將促進依托單位與DELPHY B.V.在硬件、技術、產品、管理、服務以及互聯(lián)網等多個領域達成合作，加速京津冀地區(qū)溫室行業(yè)生態(tài)鏈系統(tǒng)的建設，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)造可盈利可復制的設施農業(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施農業(yè)協(xié)會年會，分別做了題為“日光溫室高效生產技術模式”、“新型半封閉溫室研究應用及新型覆蓋材料的試驗研究”的學術報告。

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創(chuàng)新研發(fā)平臺就發(fā)展現代農業(yè)，提高農業(yè)的品質、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“中國國際農機展覽會-中國蔬菜生產機械化論壇”，論壇邀請6位專家分別就蔬菜產業(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北京國際農業(yè)農產品展覽會”，展出了種養(yǎng)一體化新模式的循環(huán)農業(yè)思路，促進了產業(yè)升級發(fā)展。

2016年11月，周長吉專家參加了中國園藝學會設施園藝分會年會，做了題為：“日光溫室屋脊通風技術與裝備的創(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：“如何做好現代高科技農業(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代農業(yè)領域的交流合作。

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研究中心第五次技術委員會議暨設施園藝高端技術論壇”，邀請了全國數十名知名專家進行了學術講座及指導，圍繞“植物工廠產業(yè)化、綠色智慧農業(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：“國內外溫室工程標準化現狀與發(fā)展”的報告。

毛罕平專家發(fā)起并組織全國大學生智能農業(yè)裝備創(chuàng)新大賽，由中國農業(yè)機械學會、中國農業(yè)工程學會、教育部農業(yè)工程類專業(yè)教學指導委員會、江蘇省現代農業(yè)裝備與技術協(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。內容包括智能農機、智能設施農業(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，學生科技成果和企業(yè)需求的對接，企業(yè)現場發(fā)現人才、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年中國國際農業(yè)機械博覽會展出（100m2展區(qū)，中國農機流通協(xié)會免費提供），接受全社會的檢閱。通過大賽平臺，緊密圍繞農機行業(yè)智能農業(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)為大賽提供了技術需求、成果展示、實踐鍛煉機會等機會，助推行業(yè)技術創(chuàng)新。

2.調研培訓

（1）調研情況

針對我國設施農業(yè)發(fā)展現狀，農業(yè)部設施園藝工程科技創(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、四川等地開展了調研工作，重點圍繞設施蔬菜生產機械化、設施園藝數字化等方面對典型區(qū)域進行了深入的調研。通過實地調研、座談等形式，專家組了解了設施園藝中機械化和智能化的應用現狀，掌握了一線種植生產企業(yè)對設施園藝各環(huán)節(jié)的精準控制需求。

專家組重點考察了浙江、江蘇兩省的設施園藝數字農業(yè)發(fā)展現狀。專家組現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個國家現代農業(yè)示范區(qū)的13個現代農業(yè)生產企業(yè)。

2015年11月，毛罕平專家赴江蘇省溧陽市進行調研，參觀了火龍果與紫薇設施種植基地、蝴蝶蘭設施種植基地、欣龍生態(tài)農業(yè)基地、日日春和白露山生態(tài)農業(yè)公司等，并與農企負責人就特色水果設施種植的農藝要求、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)進行考察調研，針對企業(yè)生產與觀賞為一體的溫室規(guī)劃和高檔蘭花智能設施生產中存在的問題，提出了異形溫室設計與溫室花卉環(huán)境調控等解決方案。

2015-2016年間，周長吉專家應農業(yè)部科教司的委派，參加了蘋果產業(yè)體系在延安和洛川建設的蘋果公園和蘋果種植資源圃建設項目的調研，并形成了《中國延安蘋果資源圃建設方案框架》，得到部領導的批示；應農業(yè)部計劃司的委派，在崔軍副院長的帶領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)農業(yè)發(fā)展有限公司“彩虹溫室”的調查與評價》，上報農業(yè)部計劃司，并提交到部長辦公室；應UNDP的邀請，赴伊朗就中國日光溫室技術在伊朗的傳播進行了考察。

白義奎專家充分調研了日光溫室的配套裝備，包括環(huán)境調控設備、育苗設備、栽培管理設備及產品采后處理所需要的設備。其中環(huán)境調控設備包括通風降溫設備、加溫設備、補光設備、空氣濕度調節(jié)設備和二氧化碳設備。育苗設備包括基質攪拌機、基質裝盤機、播種機、基質覆土機、催芽室、苗床、噴水車、傳輸機和自動嫁接機等。

栽培管理設備包括微耕機、地膜覆蓋機、移栽機、噴霧打藥器。產品采后處理的設備包括園藝采摘設備、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培訓班”、“國內植物工廠技術培訓班”、“設施栽培補光技術研討會”等活動，累計培訓來自巴基斯坦、伊朗、朝鮮、蒙古、尼日利亞、坦桑尼亞、泰國等7個國家的學員及國內技術人員450余人次。

2016年5月，周長吉專家組織了全國設施農業(yè)技術培訓班，做了題為“塑料大棚技術標準解析”的報告；同月還參加了現代灌溉技術國際培訓班，做了題為“中國溫室設施的現狀與發(fā)展”的學術講座。

2016年6月和12月，周長吉專家參加全國農業(yè)機械化協(xié)會設施園藝分會分別在廣州和北京兩地組織的溫室標準培訓班以及在北京舉行的全國設施農業(yè)技術培訓班，并在培訓班上進行了塑料大棚及其系列標準規(guī)范的宣講和解讀。

2016年11月，江蘇大學組織了江蘇省儀征市現代農業(yè)發(fā)展專題培訓班，采用授課講座和現場參觀的相結合的方式，集中三天時間集中培訓，儀征市規(guī)模經濟茶果生產加工企業(yè)、合作社、家庭農場負責人、儀征市農委分管主任及相關科室站所負責人共47人參加本次培訓，學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合的方式共開展專業(yè)知識培訓6場，其中與荷蘭Green.Q公司和以色列AGAM公司開展了“荷蘭設施園藝技術培訓”和“以色列設施技術”合作，并分別派出人員至荷蘭、以色列參加園藝技術培訓會，并邀請以色列技術人員來華進行技術指導。

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機械化現場會5次，指導北京、杭州、廣州、武漢等地蔬菜生產機械化示范推廣活動8次，還赴山東、廣東、浙江、四川等地，以菜生產農機農藝融合為主題，為各類培訓班授課18場次，其中全國性培訓班5場次，培訓各類人員2000人次以上。

周長吉專家作為全國農業(yè)機械化協(xié)會設施園藝分會專家組組長，組織專家審查了8項協(xié)會申報的團體標準，提出5項立項建議，此外，對今后協(xié)會團體標準的體系建設、指南發(fā)布、標準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術交流活動，促進了行業(yè)的學術交流。組織舉辦學術交流會和研討會10次，在各種學術會議上做學術報告20多次；通過參加國際國內學術會議及與同行的深入交流，充分了解了國際國內設施園藝的發(fā)展方向及先進科研技術手段，對于促進我國設施園藝發(fā)展具有重要的意義。

③組織現場會5次；培訓8個國家的學員及國內人員3000人次以上。通過技術咨詢與培訓，促進了設施園藝工程技術的推廣和普及，保障了專業(yè)人才業(yè)務能力的不斷提升與完善，同時了解了企業(yè)生產中存在的實際困難，并提出了有效的解決方案。

④通過調研，更加清晰了我國不同地區(qū)設施園藝工程的結構、主要環(huán)節(jié)機械與裝備、環(huán)控技術與裝備等的現狀和技術水平。

⑤設施園藝工程專業(yè)組專家通過研討，提出“十三五”重點項目四大方面的建議：設施園藝全程輕簡化生產技術與裝備，溫室集群網絡化智慧管控技術與裝備，典型區(qū)域設施結構、模式與裝備研究，全封閉智能型植物工廠技術及裝備等。

⑥設施園藝工程專業(yè)組組長毛罕平教授負責起草了江蘇種養(yǎng)智能設施裝備領域產業(yè)創(chuàng)新鏈“十三五”規(guī)劃。圍繞信息獲取、結構與模式、環(huán)境調控、機械化自動化和清潔化生產四大環(huán)節(jié)，從國內的地位及主要優(yōu)勢與特色、科技支撐條件，前景預測、當前存在的問題、“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業(yè)發(fā)展現狀和產業(yè)發(fā)展，提出了科技需求、平臺需求、項目需求、“十三五”重點任務等的創(chuàng)新鏈規(guī)劃。

⑦本專家組通過廣泛調研，對江蘇、上海、浙江、山東等重點省份的調研， 了解和掌握我國設施園藝輕簡化裝備水平基本情況，為我國設施園藝工程領域科技發(fā)展戰(zhàn)略的頂層設計，行政管理部門制定政策法規(guī)、重大決策提供依據；針對水肥一體化、種收機械、物流系統(tǒng)等制約設施生產的關鍵裝備，提出了若干亟待攻克的共性關鍵技術，明晰設施園藝輕簡化作業(yè)的技術需求。對全面提升我國設施農業(yè)裝備水平，大幅提高設施產業(yè)的經濟效益和社會效益，推動設施農業(yè)快速高效和可持續(xù)發(fā)展具有指導意義。

（二）專業(yè)領域科技發(fā)展情況

1.專業(yè)領域科技發(fā)展動態(tài)

我國設施園藝經過30多年的發(fā)展，已形成了不同地域特色的設施類型。設施園藝生產按照優(yōu)質、高產、高效、生態(tài)、安全的要求，發(fā)展迅速，現在已成為世界上設施面積最大的國家。

（1）設施園藝生產智能化與信息化技術進展顯著

環(huán)境控制技術是現代設施園藝研究的重要內容，我國已開發(fā)了一系列的設施園藝環(huán)境控制系統(tǒng)，基于云技術、無線傳感器的物聯(lián)網技術研究也取得顯著進展。

從專家組重點考察的浙江、江蘇兩省的設施園藝數字農業(yè)發(fā)展現狀來看，總體來說，江浙兩省在設施園藝數字農業(yè)應用方面走在全國的前列，在少部分高附加值園藝產品生產企業(yè)及政府扶持的蔬菜生產企業(yè)內，已經構建了包含環(huán)境參數檢測、環(huán)境設備調控、水肥自動化控制、產品追溯等一整套完備的數字農業(yè)生產系統(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，從整體產業(yè)發(fā)展來看，受部分技術環(huán)節(jié)產品性能不穩(wěn)定、初始投入大、基礎設施不匹配等因素的影響，數字農業(yè)在設施園藝上的應用仍屬于起步和探索階段。

①設施環(huán)境調控

設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)境的現代農業(yè)生產方式，溫室內環(huán)境參數的波動對作物生長影響很大，調研發(fā)現絕大部分的園藝生產企業(yè)從便于指導生產的角度出發(fā)，在園區(qū)內的溫室設施中選擇性的布置了若干環(huán)境參數的采集裝置，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。并且近一半的企業(yè)已經做到將采集的環(huán)境參數通過無線或有線的方式傳輸到中央控制室或手機APP上顯示。

在溫室環(huán)境調控裝備配置上來說，大部分連棟塑料大棚都裝配了室外遮陽、風機濕簾、手動卷膜通風等基本的環(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設備。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更換為自動卷膜通風設備的意愿。對作物增產效果具有明顯作用的二氧化碳施肥、補光等設備，基本沒有配置。

目前僅少部分企業(yè)實現了根據采集的環(huán)境參數自動決策啟閉環(huán)境調控裝備的功能，主要是根據室內的溫濕度情況，通過上下限閾值的設定，來判斷溫室電動卷膜通風設備、風機濕簾的啟閉，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)督工人生產情況、防盜、更直觀的向采購商推介產品的優(yōu)點，幾乎所有的種植企業(yè)都裝配了溫室內視頻監(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)的應用奠定基礎。

②集約化育苗

調研的蔬菜育苗溫室大多不是以對外供應商品化種苗為目的，主要是企業(yè)生產自用為主，育苗規(guī)模不大，以果菜為例，約年生產30-60萬株種苗。因此，育苗自動化生產設備運用較少，僅部分企業(yè)購買了半自動氣吸式播種機，據反映使用效果很好。

但在基質破碎、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施。種苗生產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

生產企業(yè)收獲的園藝產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、包裝等設施設備。在調研過程中，僅發(fā)現一家以配送為主的生產企業(yè)，配置了冷庫、農殘檢測實驗室、GPS冷鏈運輸車等產后商品化處理措施。

④產品質量安全監(jiān)控

為了增加消費者對園藝產品的食品安全信息，部分生產企業(yè)配置了農產品的質量追溯系統(tǒng)，通過掃描二維碼可以獲得水肥藥等投入品施用頻次、農殘檢測結果等農產品生產過程信息，從而有利于質量安全的把控。

⑤日光溫室信息化技術

遼寧研制開發(fā)的日光溫室工廠化育苗技術、主要果菜抗逆境管理技術、溫室綜合環(huán)境控制技術、無害化植保技術、水肥一體化精確控制技術等生產技術體系，實現了在北方高寒地區(qū)不加溫全季節(jié)生產果菜并獲得大面積高產的成果，僅用荷蘭溫室1/15的能耗，實現了他們30%的產量。

存在的不足是：相關的研究開發(fā)工作薄弱，大專院校和科研機構有針對性的技術攻關較少，科技管理部門也沒有這方面的科技立項支持。少數小型企業(yè)開展的研制工作不系統(tǒng)、技術水平不高。因此導致日光溫室自動化程度低，控制精度低，勞動強度大。

對設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，缺乏科學嚴謹的綜合環(huán)境控制目標和控制方案。全程質量追溯體系、物聯(lián)網技術應用等方面需要持續(xù)、系統(tǒng)、深入地開展研究，以提高遼寧省設施農業(yè)整理管理水平。

（2）設施蔬菜生產機械化裝備水平逐漸提高

進入“十三五”以來，來自蔬菜產業(yè)界對機械化生產的呼聲越來越高。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，促進蔬菜生產農機和農藝融合，在推動區(qū)域性蔬菜生產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機械化作業(yè)水平，在北京市農委、市農業(yè)局領導的關心和支持下，北京市農業(yè)機械試驗鑒定推廣站在充分調研的基礎上，按照蔬菜生產全程機械化技術方案設計理念，強化農機與農藝、農機與信息化融合，重點解決蔬菜生產耕整地、移栽關鍵環(huán)節(jié)機械化作業(yè)技術，圍繞塑料大棚蔬菜生產提出兩端結構改造設計方案，引進開發(fā)、篩選配套農機裝備，實現了旋耕、起壟、鋪管、覆膜、移栽關鍵環(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，聯(lián)合企業(yè)開發(fā)了農機作業(yè)3D平臺，實現了葉類蔬菜生產耕整地、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機作業(yè)3D平臺的技術性能試驗；在全市示范推廣塑料大棚蔬菜生產關鍵環(huán)節(jié)機械化技術。

北京都市型現代農業(yè)的發(fā)展，以“打造高精尖，引領京津冀”為目標，明確提出了“十三五”末蔬菜面積穩(wěn)定在70萬畝，實現農作物耕、種、收機械化作業(yè)水平90%，必須提高蔬菜生產機械化水平。在加強土地流轉，強化園區(qū)建設的基礎上，加大引進、篩選、開發(fā)適用的蔬菜生產新機具，廣泛試驗示范推廣大棚、溫室蔬菜生產耕整地、起壟作畦、種植（定植）、水肥一體化、植保、收割冷藏等技術裝備，全面提升蔬菜生產農機化作業(yè)水平，為蔬菜產業(yè)提質增效提供有力技術支撐。

②上海市

為了加速綠葉蔬菜生產機械的研究開發(fā)進程，上海市支持把“蔬菜生產機械化關鍵技術與裝備的研究”列為科技興農重點攻關項目。

在上海市農委、市農機辦領導的關心和支持下，上海市農機鑒定推廣站、上海市農業(yè)機械研究所和上海市農業(yè)科學院等單位在對國外機具的選型考察和充分調研的基礎上，結合上海綠葉蔬菜生產的實際，重點解決綠葉蔬菜機械化生產等關鍵作業(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機械，并進行適應性試驗，篩選出適合上海地區(qū)綠葉菜生產的機械。

目前已在上海滄海桑田生態(tài)農業(yè)有限公司基地、上海市農科院莊行基地和上海農業(yè)機械鑒定推廣站試驗場等地結合綠葉菜生產，分別對消化吸收再創(chuàng)新的三種蔬菜機具進行技術性能和適應性試驗。

“十三五”期間，上海市將建立若干個蔬菜機械化生產基地，推進適合管棚生產的中小型機械，提高蔬菜生產機械化水平達60%。加大新機具新技術推廣力度，在規(guī)?；瘶藴驶痉秷@藝場推廣機械化耕整地、起壟作畦、機械種植、水肥一體化、收割冷藏等技術裝備。加快蔬菜機械化成果轉化，研究和推廣適合機械化的蔬菜新品種和新技術，加強產業(yè)技術體系支撐，示范應用各項科技成果。

③江蘇省

2013年，江蘇省政府制定《全省實施農業(yè)現代化工程十項行動計劃》，其中的“綠色蔬菜基地建設行動計劃”要求到2017年全省建設提升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。

有關部門在省科技支撐計劃、農業(yè)科技自主創(chuàng)新資金、農業(yè)（農機）“三新”工程等項目中加大對設施蔬菜生產機械化技術創(chuàng)新、試驗、示范、推廣的力度，特別是2012年以來，省農機局以重大集成項目“設施蔬菜生產關鍵環(huán)節(jié)機械化技術集成應用”加快推進設施蔬菜生產機械化，目前已在全省18個縣35個設施蔬菜基地集成應用機械化技術，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，應用了撒肥、耕翻、整地、播種、移栽、植保、收獲等環(huán)節(jié)生產機具，提高了基地機械化生產水平，并輻射周邊園區(qū)。

目前，依托蔬菜生產基地，按照蔬菜生產各環(huán)節(jié)農藝要求，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技術路線”、張家港“韭菜機械化生產技術路線”為代表，已初步探索形成了一批體現農機和農藝融合特點的蔬菜機械化生產模式。

除加強技術支撐外，江蘇省還加大蔬菜生產機具購置資金扶持和機具作業(yè)社會化服務主體培育力度。全省各級農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的農業(yè)機械進行補貼。省級農機管理部門將蔬菜生產的農業(yè)機械納入全省購機補貼政目錄，按照一定金額予以補貼。

根據蔬菜生產不同的投資主體形成了不同的生產組織形式，農機部門積極培育農業(yè)專業(yè)化服務組織，引導農機社會化服務體系發(fā)展，探索專業(yè)農機服務組建設規(guī)范、機具配置、運行管理等，提高蔬菜生產機械利用率，提升農機服務組織化水平。目前已建成三種服務模式：以常熟碧溪鎮(zhèn)為代表的自我服務；以常熟董浜鎮(zhèn)和惠山區(qū)為代表的社會化服務；以張家港牛橋鎮(zhèn)為代表的自我服務和提供社會化服務。

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省力化生產作業(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，其中設施蔬菜播種面積達到1360萬畝，占全國的1/4；總產1.1億噸，約占全國的1/7；產值2061億元，約占全省農業(yè)總產值的43%；出口353.8萬噸，創(chuàng)匯32.69億美元，約占全國的1/3，蔬菜已經成為山東省的支柱產業(yè)之一。

自2000年以來，山東省農機局一直把以蔬菜生產為主的設施農業(yè)列為全省農機化創(chuàng)新示范工程的重點項目，在蔬菜主產區(qū)示范推廣溫室生產機械與設備。2010年8月18日，山東省人民政府印發(fā)了《山東省人民政府關于實施蔬菜等五大產業(yè)振興規(guī)劃的指導意見》，指出蔬菜產業(yè)要大力發(fā)展設施蔬菜，提高栽培水平，加快保護地設施的更新改造和換代升級，推廣新型設施和覆蓋材料。

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），微灌設備17萬臺套（微灌面積110多萬畝），育苗設備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、加溫通風設備、微機控制系統(tǒng)和物聯(lián)網系統(tǒng)。

（3）蔬菜生產農機和農藝融合得到加強

為推進蔬菜生產農機和農藝融合，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、標準化育苗等農藝技術也進行了積極探索，制定了一些適應蔬菜機械化生產的規(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種典型蔬菜生產機械化解決方案，建立了一批蔬菜生產機械化試驗示范基地，在行業(yè)內產生了良好的反響。

（4）設施生產水肥一體化逐漸形成

我國農業(yè)生產中過量灌溉施肥導致水肥資源浪費、土壤酸化和水體環(huán)境污染問題突出，對農業(yè)可持續(xù)發(fā)展和糧食安全生產帶來嚴峻的挑戰(zhàn)。目前，全國農業(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，而我國農業(yè)灌溉用水利用系數只有0.3-0.4，水分生產率不足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；為獲得高產而盲目大量施肥，我國肥料的當季利用率平均只有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，已經成為制約我國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。因此，農業(yè)生產中的節(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。

水肥一體化是當今世界公認的一項高效節(jié)水節(jié)肥農業(yè)新技術，主要根據土壤特性和作物生長規(guī)律，利用灌溉設備同時把水分和養(yǎng)分均勻、準確、定時定量地供應給作物。發(fā)達國家農業(yè)生產的經驗表明，推廣水肥一體化技術是實現農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵。水肥一體化技術也被認為是發(fā)展高產、優(yōu)質、高效、生態(tài)、安全現代農業(yè)的重大技術，是建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型現代農業(yè)的“一號技術”。多年實踐證明，水肥一體化是“控水減肥”的重要途徑。

然而，我國當前的水肥一體化技術推廣仍面臨著技術產品不配套、智能化程度低、穩(wěn)定性差及政策支持不夠全面等現實難題。自20世紀60年代，發(fā)達國家已大范圍推廣應用灌溉施肥技術，并借助于控制技術與傳感器技術的發(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)等一系列產品。

目前已經擁有了相當成熟的灌溉施肥產品，例如：荷蘭Priva公司生產的NutriFit等系列產品，以色列Eldar-Shany公司開發(fā)出的系列產品，通過裝備的自動化運行實現了灌溉水和肥料的有效混合，準確調控營養(yǎng)液的pH和EC，從而實現精細化與智能化的灌溉施肥。

在灌溉施肥設備研發(fā)的基礎上，發(fā)達國家自20世紀60年代已大范圍推廣應用水肥一體化技術，如今水肥一體化技術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%以上農業(yè)采用了水肥一體化技術。

而我國水肥一體化技術推廣應用相對滯后，農業(yè)種植中該技術所占比例僅為3%左右。我國現代化設施栽培中采用的先進灌溉設備幾乎都引自設施農業(yè)發(fā)達的歐美國家，系統(tǒng)設備成本較高，控制策略相對單一，不能適應我國的栽培模式多樣化、品種多樣化、區(qū)域多樣化、季節(jié)多樣化的復雜生長特點，在我國推廣應用時不能或難以達到預期的智能化程度。

為推進水肥一體化技術的發(fā)展，我國近年來相繼出臺了一系列政策：國務院印發(fā)了《國家農業(yè)節(jié)水綱要（2012-2020）》，提出加強水肥一體化的集成應用；農業(yè)部下發(fā)《關于推進農田節(jié)水工作的意見》，將水肥一體化列為主推技術，要求強化技術集成與示范推廣；尤其是2013年和2016年農業(yè)部辦公廳相繼印發(fā)了《水肥一體化技術指導意見》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的本土化、輕型化和產業(yè)化。在國家政策導向下，國內眾多科研機構與企業(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研究中心開發(fā)的田間閘管灌溉系統(tǒng)，中國農業(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備的開發(fā)推廣發(fā)揮了積極的作用。但目前國內應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，且基于時間控制策略與作物環(huán)境相關性不強，水肥決策的智能水平低，普及性并不樂觀?，F有的灌溉施肥設備大部分還只是在一些農業(yè)科技示范園進行示范應用，離實用化和大面積推廣還有距離。

國家農業(yè)智能裝備工程技術研究中心借助于在農業(yè)應用物聯(lián)網技術研究開發(fā)方面優(yōu)勢，同時在國家重點研究計劃、北京市科委、北京市農委、北京市農林科學院及大興農委等項目支持下，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)網技術構建可適用于設施作物、大田糧食作物和作物的農田水肥綜合管理系統(tǒng)，通過實時自動采集農田小氣候環(huán)境和生物信息關鍵參數，智能分析和決策水肥施用時間與施用量，繼而實現田間作物水肥一體的精準施入。

借助于物聯(lián)網技術搭建的設施集群水肥綜合管理系統(tǒng)，可通過中央控制系統(tǒng)實現對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)主要設施園區(qū)推廣應用百余套，與農民經驗管理相比較，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)、經濟和社會效益。水肥一體化裝備技術的開發(fā)及應用大力推動了我國設施農業(yè)的信息化與智能化發(fā)展進度。

（5）低碳節(jié)能技術和產品應用于設施園藝

①太陽能薄膜光伏發(fā)電系統(tǒng)

薄膜太陽能溫室技術是指將半穿透式薄膜太陽能電池和農業(yè)溫室大棚結合起來，利用薄膜太陽能電池的光電效應將太陽的光能轉換成電能，以滿足溫室大棚中的植物對光、溫度的需要。它是現代農業(yè)技術、現代發(fā)電技術、能源技術、環(huán)境工程等高新技術的綜合集成產物，能實現太陽能的高效利用，代表未來設施農業(yè)的發(fā)展方向。

北京市農業(yè)機械研究所結合我國國情，通過試驗改進和技術提升，重點完成了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的選型設計、光伏組件鋪設與建筑一體化設計和微網系統(tǒng)設計等，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用，提升我國設施農業(yè)的整體水平，推動我國設施農業(yè)的現代化進程。

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化成熱能并傳向流體通道，流體介質流經流體通道時，介質本身溫度迅速上升，熱能儲存在流體介質內，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，轉變成了有用能量收益。

北京市農業(yè)機械研究所在充分調研的基礎上，結合我國國情，設計開發(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)的設計計算及太陽能平板集熱系統(tǒng)關鍵部件優(yōu)化設計及選型。

③低碳物聯(lián)網溫室

針對目前我國設施生產環(huán)境控制、生產效率、能源利用、產品產量等整體水平低，關鍵技術裝備缺乏的現狀，北京市農業(yè)機械研究所結合我國國情，建設了低碳示范物聯(lián)網連棟溫室。該溫室將再生能源、現代農業(yè)裝備及物聯(lián)網技術有機融合，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

針對中國設施園藝裝備落后、設施自動化和智能化程度低、能源短缺、設施專用品種缺乏等問題，開展多學科聯(lián)合攻關，均取得了一定的成果，主要如下：

（1）園藝作物生產全程機械化關鍵技術

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備7臺套；完成《蔬菜生產機械化技術與模式》、《蔬菜生產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試驗示范，示范面積4300多畝。完成了農作物生產從基質處理、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、農資運輸等一系列作業(yè)環(huán)節(jié)的自動化裝備的設計、樣機研制以及示范推廣。

①基質蒸汽消毒機

完成了基質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，該設備由土壤基質攪拌機、基質填盤機、全自動步進系統(tǒng)輸送裝置、穴盤基質打孔機、氣吸針式播種機、基質覆土機、淋水機、無動力滾動輸送架等部分組成。育苗播種成套設備具有多種功能，從基質原料的破碎，不同基質的混合到基質自動填盤、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)化設計及測試應用。并委托北京市農業(yè)機械試驗鑒定推廣站對育苗播種生產線的空穴率、重播率及生產率進行了測試，測試結果表明：該機的空穴率為3.2%，重播率為3.4%，生產率為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

江蘇大學發(fā)明了一種凸輪-連桿組合式取苗機構，具有“L”形最短取苗規(guī)劃路徑，可實現取苗爪垂直取苗、直立投苗；并列6個或8個針式取苗爪，實現低速高效取苗；采用機、電、液、氣一體化，控制取苗機構、植苗機構、栽植器及穴盤輸送機構的協(xié)調運動，實現取苗爪、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、高靈敏度彈簧反饋控制液壓回路及平面連桿升降機構，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，整機結構緊湊，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進行了示范應用，該穴盤苗自動移栽機主要由穴盤輸送裝置、移植驅動機構、夾持機構、控制機構等4 部分組成?？蓪崿F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，填補國內空白。

同時進行了穴盤苗移栽機的樣機優(yōu)化設計及測試應用，委托北京市農業(yè)機械試驗鑒定推廣站對穴盤苗移栽機的夾持爪數、移栽頻率等進行了測試，測試結果表明：該機的夾持爪數為4個，生產率為1528穴/h，該機可實現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計，使開發(fā)的蔬菜小苗移栽系統(tǒng)能夠實現電力驅動定時、自動攫取穴盤秧苗。

進行了側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、機架、懸掛裝置、傳動機構等部分組成，其核心部件是送苗裝置、取苗裝置、栽苗裝置。

④營養(yǎng)液灌溉設備

開發(fā)出適應于不同栽培作物（設施作物、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)結合，應用于有機農業(yè)生產的水肥智能管理。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)，根據灌溉控制策略實現有機生產的水肥一體化、精細化和自動化管理。

基于物聯(lián)網的大型園區(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)網技術構建了可適用于設施作物、大田糧食作物和果樹等10余種作物的農田水肥綜合管理信息服務平臺，通過實時自動采集農田小氣候環(huán)境和生物信息關鍵參數，智能分析和決策水肥施用時間與施用量，繼而實現大型園區(qū)規(guī)?；耘嘧魑锏乃室惑w分布式管控與精準施入。

封閉式基質高產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)構成。升級配套裝備有多功能基質栽培槽、支架系統(tǒng)、吊蔓繞蔓系統(tǒng)、熱泵環(huán)境調控裝備、CO2補充裝備、臭氧消毒裝置、果菜補光裝置。將環(huán)境調控、水肥管理、通風換氣、清潔生產融為一體。

根據作物生長發(fā)育的需水需肥規(guī)律、生長環(huán)境條件變化以及基質水分和養(yǎng)分狀況進行設計，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)網技術，可實現營養(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、定量地直接供應給植株。并結合營養(yǎng)液的回收、消毒技術，實現營養(yǎng)液的循環(huán)利用。實現作物的高產、優(yōu)質、環(huán)保栽培。

提出了能依據溫室主要環(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，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、設施園藝物聯(lián)網應用平臺和環(huán)境優(yōu)化控制系統(tǒng)之間的聯(lián)調，實現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科院基地、廣州綠康公司生產基地等地進行了水肥精確調控供應裝備的試驗示范。

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。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，且配合精準控制技術，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進行了應用推廣，該系統(tǒng)實現了設施內盆栽植物從幼苗到收獲整個過程的栽培、灌溉、傳輸一體化，實現了作物生產全過程的機械化、標準化操作。解決了盆栽植物在工廠化生產時設施利用率低、人工勞動強度大、工作效率低、灌溉不均、作物品質不一致等方面的問題。

智能噴灌機：進行了具有自動轉移裝置的噴灌機系統(tǒng)的應用示范，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移，一臺噴灌機可以實現對多跨溫室的灌溉，以降低投資。采用帶有自動轉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，實現了溫室灌溉的真正意義上的自動化。

進行了自動轉移裝置跨間定位運行磁脈沖計數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簽，即射頻系統(tǒng)，每一跨度都粘貼了一個標簽，標簽內寫入當前位置跨度，通過觸摸屏界面設置參數每一跨噴灌次數，系統(tǒng)自動準確執(zhí)行計劃要求，無論設備起始位置在第幾跨都能按要求執(zhí)行，如果設備在第一跨，第二跨設置噴灌10次，那么設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，如果設備在第三跨，那么設備會忽略第二跨的設置，認為無效。即執(zhí)行當前跨度和當前以后跨度的噴灌要求。經過數月的實際使用，程序穩(wěn)定沒有錯誤產生。

基于低溫等離子體消毒技術的營養(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的營養(yǎng)液循環(huán)再利用裝置的研發(fā)，可實現光源可調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研，制定了低溫等離子體消毒技術營養(yǎng)液循環(huán)技術方案，建立營養(yǎng)液在線檢測系統(tǒng)總體技術方案，實現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，與巖棉栽培技術相配合，應用于京鵬智慧溫室內，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，此空間可將室內外的物質和熱能的交換控制在最小范圍內，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)。

該車間內部主要組成部分有：閉鎖育苗床架、空調機組、空氣攪拌風機、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，實現了溫度、濕度、CO2濃度、光照、營養(yǎng)液等因子綜合調控，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。

循環(huán)式栽培床包括栽培床架、分段式栽培槽、開間支撐導軌、橫向位移驅動裝置、縱向位移驅動裝置、氣動驅動裝置等，通過PLC控制器和傳感器控制縱向位移驅動裝置實現栽培床縱向自動輸送，橫向位移驅動裝置實現栽培床橫向自動輸送，氣動驅動裝置實現栽培床橫向和縱向輸送的自動轉換。

循環(huán)式栽培床內配置栽培槽，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有兩個下凹的池形結構作為營養(yǎng)液回流池，池形結構的底面還裝有營養(yǎng)液回流閥，池形結構的上方覆蓋有柵狀過濾網殼。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進行了應用推廣。并在哈爾濱市農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有可手動升降栽培床高度的旋轉手柄。

進行了省力化光源可調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，通過機械設備實現栽培床的運送，實現省力化生產；盡可能減少苗床間的過道，提高設施內面積的利用率和作業(yè)效率。

草莓立體栽培技術裝備：開發(fā)了適合植物工廠化生產的A字型草莓立體栽培架和可調角度栽培架，充分利用立體栽培模式，實現空間的充分利