1、- 1 -附件 3项目类别：_模式创新_指南代码： 4001 江苏省农业科技自主创新资金项 目 申 请 书项 目 名 称：设施蔬菜耕整地机械化复式作业示范 承 担 单 位：江苏省农业科学院农业设施与装备所 项目负责人： 严建民 联 系 电 话： 84390431 电 子 邮 箱： 申 请 日 期： 2013 年 3 月 15 日 江 苏 省 财 政 厅江 苏 省 农 业 科 学 院二 一 一 年 制- 2 -一、基本信息表项目名称 设施蔬菜耕整地机械化作业示范项目类别 模式创新 指南代码 4001项目负责人 严建民 职称 研究 员 学历 博士 出生年月 1963申请金额 20万元 起止时间
2、2013 年 7 月 2015 年 7 月承担单位 江苏省农业科学院农业设施与研究所主要研究内 容1. 设施蔬菜机械化耕整地复式作业规范的研究2. 设施蔬菜大棚结构标准的研究3. 设施蔬菜耕整机械化复式作业机推广策略研究创新点运用系统工程的理论和方法，研究设施蔬菜耕整机械化作业系统农机农艺设施结构融合技术体系的优化，以及通过对技术因素和非技术因素的研究，从机制创新角度提出促进技术体系标准化的对策主要考核指 标1. 制定设施蔬菜机械化耕整地复式作业规范 1 项；2. 制定设施蔬菜大棚结构标准 1 项；3. 发表论文 2 篇； 新品种/系（个） 新技术/新产品（个）新模式（个） 1 专利（件）预期
3、成果标准、规程等（个） 1 论文、著作（篇、部） 2- 3 -二、立项依据（结合政府、社会与产业需求，梳理分析研究现状、发展趋势与需要解决的关键技术难题，简述项目的重要性和必要性。 ）设施农业作为高效农业的重点，发展迅猛。我国是世界上最大的园艺产品生产国和消费国，发展设施园艺产业，对保障农产品供给，促进农民增收意义重大。近年来，江苏省把高效农业作为农村新的经济增长点，设施农业经过数十年发展，呈现出发展速度加快、基地规模扩大，设施种类齐全、装备水平提升，技术体系初现、栽培技术提高，区域特色明显、产业效益增加的显著特点，对于满足人民生活的需求发挥着巨大的作用。近几年由于各级政府的重视和财政投入的加
4、大，我省的设施农业取得了快速发展，设施农业的机械化装备水平不断提高，但总体来说，设施农业机械化装备的应用水平还较低，与现代农业的发展要求尚不够适应， 当前我国正处于由传统农业向现代农业迈进的关键时期，国家“十二五”规划将加快发展设施农业作为推进农业现代化，加快社会主义新农村建设的重要任务，2012 年江苏省政府出台关于实施农业机械化推进行动意见 ，要求到 2015 年，全省高效设施农业机械化水平达到 60%以上，到 2020 年高效设施农业机械化水平达到 80%以上，接近中等发达国家水平，这对我省设施农业机械化的发展提出了明确的要求。发展高效设施农业机械化，也是实现我省农机化全面协调发展、推动
5、基本实现农业现代化的重要内容，对于降低设施农业劳动力成本，缓解农村劳动力短缺，改善农民劳动条件，吸引有知识有文化的青年劳动者从事现代农业生产，具有高度社会效率和经济效益。目前设施内农业机械的应用率不高，不仅仅是农机发展水平低的问题。设施结构不规范，农艺规划性差也制约了设施农业机械的应用和推广。主要体现在以下几个方面：首先是农业机械装备的旺盛需求与适合当地设施农业栽培农机产品- 4 -供给不足的矛盾。这不是数量型矛盾，而是结构性矛盾。在需求关系上是无效供给过剩，而有效供给不足并存的问题，既浪费资源又阻碍发展。农业机械与其他机械不同，其适应性与农艺、使用方式密切相关，农艺部门在制定措施时，应当考虑
6、到机械作业的可行性，制定长效、稳定的农艺规范，才能有力促进农机与农艺融合；农机的研制要以农业技术为依据，适应农艺的推广。随着农业机械化技术的创新发展，农机适应农艺，农艺依靠农机实施才是农机农艺协同发展的方向。在设施农业生产的整个生产链中，每一个环节都与农机的研发和使用息息相关。如在设施结构的建造时，应考虑农机进出和作业的方便性；在进行栽培规划时，应考虑到栽培制度中垄形和垄距的规范统一，以提高农机的适应性；栽培作物的行距和株距要相同，以便于实施机械化作业。过去在设施机械的研发过程中只注重农机如何实现大马力、小体积、多功能以适应设施结构的理念，但如果仅仅从农机设计上去满足现有的设施结构不仅会造成机
7、械成本的增加，也由于现有设施种类繁多而使针对某一设施结构设计的机械失去适用性。综上所述，要达到生产效益的最大化，仅仅加强农机本身的研究是不够的，要以农艺、农机、设施结构三结合多目标优化的角度规范机械作业程序，形成设施结构标准对于提高生产效率，发展规范设施农业具有战略意义。农机与农三、目标任务、研究内容与创新点（目标任务，主要研究内容与任务分解，要解决的主要技术难点和问题，主要创新点。 ）项目目标与任务针对设施蔬菜种植的耕作环节多，机械化水平低的现状，以江苏省农业科学院设施与装备研究所研发的设施蔬菜耕整复式作业机为载体，建立设施蔬菜耕整机械化复式作业规范。按照生产标准化，作业机械化的要求，研究设
8、施蔬菜大棚的结构标准；结合这两点通过示范区示范试- 5 -验完善最终形成设施蔬菜耕整技术体系，以显著提高设施蔬菜生产的综合效益和科技水平，为设施蔬菜机械化生产提供技术支撑。主要技术难点1. 蔬菜产品种类品目繁多，习性及栽培方法差异大，专业性强，这些特点给耕整机械化作业规范的制定造成困难。2. 我国园艺作物规模化生产程度较低，农户分散生产和经营，农机农艺部门在技术推广、管理等环节条块分割，影响了农机农艺技术的融合，更制约了标准化生产模式的构建。3. 对于大棚结构标准的研究，涉及农艺要求、环境要求、成本要求及机械可实现性要求等，如何平衡几者的关系是本项目的研究难点。主要研究内容1. 设施蔬菜机械化
9、耕整地复式作业规范的研究耕整地机械化技术是最基本的农业生产机械化技术，在设施蔬菜生产中占有极其重要的地位，我所开发的耕整复式作业机既可减少作业次数，减轻机具对土壤的压实破坏，又可缩短作业周期、节约人工、减少能耗、争得农时等，还有利于保持土壤的水分和湿度，从而达到农作物稳产高产的目的。为确保设施蔬菜高产稳产，并且经济高效。使用该耕整机械，针对设施蔬菜品种多，类型丰富，保护地栽培方式多样，对机械化生产技术体系具有不同目标和要求的特点，根据蔬菜栽培特点和生产类型，研究耕地、起垄、施肥，覆膜的农艺技术规范，并在基地进行生产标准化和农机标准化相融合的机械化耕整新模式展示，形成一套较规范的技术以提供生产推
10、广应用。2. 大棚结构标准的研究在设施农业机械的设计中，如果仅仅从农机设计上去满足现有的设施结构不仅会造成机械成本的增加，也由于现有设施种类繁多而使针对- 6 -某一设施结构设计的机械失去适用性。因此本项目调整研究思路，由过去只注重农机如何实现大马力、小体积、多功能以适应设施结构的理念，向如何调整设施结构以适应现有农机装备的农机农艺融合的理念转变。拟通过本项目的研究，形成农机和农艺结合优化下的大棚结构标准。3. 设施蔬菜耕整机械化复式作业机推广策略研究农业机械化是一个技术经济过程，包括了各种各样的导致农民最终采用机械化的途径。农业机械化技术推广是促进技术创新形成的重要环节，其根本认为是向农业生
11、产经营者提供先进适用的技术信息，使农业机械化科技尽快转化成现实生产力。本项目拟通过示范试验对耕整复式作业机的技术特征与经济效益的关系进行分析，得到复式作业机节能增效的数字指标，并提出符合实际的推广途径、方法和策略。主要创新点运用系统工程的理论和方法，研究设施蔬菜机械化生产系统农机农艺设施结构融合技术体系的优化，以及通过对技术因素和非技术因素的研究，从机制创新角度提出促进技术体系标准化的对策四、研究思路、技术路线及可行性分析研究思路选择设施蔬菜生产优势区域调查分析设施蔬菜耕整环节农艺、环境、生产习惯情况，以江苏省农业科学院设施与装备研究所研发的设施蔬菜耕整复式作业机为载体，在规范农艺要求的基础上
12、建立设施蔬菜耕整机械化复式作业规范。按照农艺和农机结合规范的要求，研究设施蔬菜大棚的结构标准；结合这两点最终形成设施蔬菜耕整技术体系，以显著提高设施蔬菜生产的综合效益和科技水平，为设施蔬菜机械化生产提供技术支撑。技术路线从设施蔬菜生产农艺要求着眼，对设施蔬菜种植环境及生产习惯进- 7 -行分析，通过农艺规范研究、设施结构标准研究和推广方式研究三者互相协调，进行技术集成、示范应用，最终构建设施蔬菜耕机械化生产技术体系。项目总体技术路线如下：设施蔬菜耕整农艺特性分析设施蔬菜种植环境调查设施蔬菜耕整习惯调查设施蔬菜耕 整复式作业机 技术特征分析示范区试验示范设施蔬菜耕整技术体系设施蔬菜耕整农艺要求规
13、范化复式作业机作业模式标准化耕整规范研究大棚机构设计性能参数验证设施标准研究经济效益分析影响机制与对策研究推广方式研究耕整机械完善可行性分析我所开发的设施蔬菜耕整复式作业机，在设计研制过程中已经多角度考虑技术特征适用性，在实际使用中高效，节能特点也显而易见，由于设施蔬菜生产中劳动力资源紧张，劳动力成本大幅提高的现状，设施蔬菜规模化生产、机械化生产是大势所趋，对农艺规范要求，农机作业规范要求，设施结构标准要求具有现实紧迫性，本项目的研究在前期机械装备研究的基础上展开作业模式研究从原理到技术实现上都具有可行性。五、预期成果及主要考核指标（按项目类别对应指南要求填写。主要技术指标：如形成的具有自主知
14、识产权的新品种、新技术、新产品、新- 8 -装置、论文专著等数量、指标及其水平等；主要经济指标：如品种、技术及产品等应用所形成的市场规模、效益等；项目实施中形成的示范基地、中试线、生产线及其规模等；人才队伍建设；其他应考核的指标。 ）预期成果（1）经济效益本项目围绕我所研制的设施蔬菜耕整复式作业机推广应用的需要，研究设施蔬菜耕整复式作业农艺特性，形成耕整复式机械作业规范，对符合农艺农机结合需求的大棚结构进行研究并制定标准 1 项，建设园艺作物机械化高效栽培技术示范基地 2 个，示范面积 300 亩以上。通过项目实施，能够提高示范区园艺作物机械化水平 30%，减少工人 40%，节省肥料和农药 2
15、0%，节本增效 20%以上。（2）社会效益本项目完成以后，初步形成设施蔬菜栽培耕整环节的机械化试验示范区，并形成符合农机作业的设施大棚标准，可以在省内设施蔬菜的主要产区进行大面积推广。本项目的实施，不仅能够改善农户劳动条件，减轻劳动强度，减少用工，解放劳动力，解决因人工短缺而发展受限的瓶颈问题。而且还能推动设施蔬菜作物向高效率、低能耗方向发展，降低设施蔬菜生产的投入，节约生产成本。考核指标（1）制定设施蔬菜机械化耕整地复式作业规范 1 项；（2）制定设施蔬菜大棚结构标准 1 项；（3）发表论文 2 篇； 六、现有工作基础（与本项目相关的前期研究、科研项目、知识产权、科研条件、人才团队等。 ）-
16、 9 -前期研究在小型农业机械研究方面，承担江苏省农业科技自主创新资金设施蔬菜（辣椒番茄）产业体系项目：设施辣椒番茄轻简机械研制（CX(12)1004-4） ，目前完成第一轮大棚用小型多功能复式作业机的样机研制工作，生产出的两台样机进行田间试验。本项目的主持单位江苏省农科院设施与装备研究所：从事农用仪器的研制开发已有三十多年的历史，先后开发出拥有自主知识产权的多种土壤水分监测仪器和数据采集传输控制系统。其中包括：采用频域反射技术，对土壤及多种介质定点实时监测含水量变化的FDR 系列精密土壤湿度传感器；采用微电脑芯片和频域反射技术，对土壤进行实时土壤容积和含水量直接测定的便携式高精度快速测墒仪；
17、根据不同环境要求，进行土壤水分张力数据采集的张力计测量系统；根据土壤水分条件和作物水分需求量自动控制喷灌、滴灌的时间和灌溉量的全自动土壤水分控制器；8 通道 16 位精度远程数据采集模块及大棚高低温智能监测报警仪等。拥有土壤水分研究和仪器研发的多间实验室及中试车间。 近年来，先后获得科技成果 88 项，其中国家科技进步二等奖 2 项、三等奖 1 项，部省级科技进步奖一等奖 2 项；获得国家专利 16 项，其中发明专利 4 项；制定标准 23 部，其中国家标准 2 部、行业标准 4 部。其中 LZS 型中子土壤测水仪获部科技进步三等奖；JL-1 型玻璃剂量计获部科技进步三等奖；单井同位素地下水流
18、向流速仪获国家科技进步三等奖。移动式低剂量中子辐射刺激装置获国家发明专利(专利号)和实用新型专利(专利号 ZL201020138541.8)；气流悬浮式真菌孢子分离器，获实用新型专利号 ZL200920048569.X；锂 6 玻璃闪烁体式中子土壤水分仪高效探头，获实用新型专利号 ZL200920256587.7；智能化地下水动态参数测量仪，获发明专利号 98111509.8；可作分层土壤水分测量的平行三探针传- 10 -感器探头装置，获实用新型专利号 ZL200320110710.7。在研主持和参加江苏省农业科技自主创新资金项目“蔬菜基质栽培设施体系及其肥水调控装备研制” 、 “设施园艺智能
19、信息化管理工程技术研究” 、 “菇菜连棚光温转换氧碳互补栽培新技术研究” 、 “发酵床养殖技术集成创新与设施创制” 、 “经济实用型发酵床养殖设施装备标准化的集成创制研究” 和“观赏植物室内立体生态栽培技术研究”等 8 项，取得了良好进展。本项目的主要合作单位项目主持人严建民：博士，研究员， 农业设施与装备研究所（原子能农业利用研究所）所长。近年来，组织实施了国家攻关南方季节性缺水灌区节水农业综合技术体系集成与示范；贵州省水科院贵州修文节水灌溉示范园区的节水灌溉自动控制和大棚智能化控制系统；河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室数据采集系统设计安装；河海大学昆山实验基地农田降水量和土壤
20、墒情数据采集系统；水利部表层型核子水分与密度仪研制；江苏省农业科技创新基金设施园艺作物智能信息化管理工程技术研究等项目。为开展本项目的研究奠定了坚实的基础。项目主要执行人罗克勇：研究员，现为农业装备研究项目组长。从事农业种养殖设施装备研制和应用技术研究工作二十多年。研制了农业核仪器三个系列，9 个型号，替代了进口产品，在全国推广应用 200 多台，创造了较好的社会效益和经济效益。获得了多项重大成果，其中单井同位素示踪地下水流向流速仪获得国家科技进步三等奖 1 项、省部科技进步一等奖 1 项；在国内首先研制成功采用锂玻璃闪烁体作为探测器的中子土壤水分仪，获得部省科技进步三等奖 2 项；优质中华绒螯蟹产业化链式开发获得中华农业科技三等奖、江苏省海洋与渔业科技创新奖一等奖、中国水产研究院科技进步二等奖各 1项；管道在线测垢排阻系统通过江苏省科技成果鉴定，并获得江苏省农科
