设施农业高峰论坛

中国设施农业装备技术高层论坛转型创新，推动设施园艺装备技术发展的思考汪懋华中国农业大学-教育部现代精细农业系统集成研究重点实验室农业部农业信息获取技术重点实验室2013-1-11北京一、引言1.改革开放以来，我国设施园艺科技研究和 产业技术快速发展至2010年末： 中国设施园艺种植面积：～363万ha.(5445万亩） 占世界总种植面积85%以上; 其中：现代温室— 15万亩（<0.03%) 日光温室— 1209万亩（～22%） 塑料大棚—2250万亩（～43%） 小拱棚— 1875万亩（～36%） 人均设施种植面积:>25m2 设施蔬菜总产：>1.7亿吨；占蔬菜总产的25%2012年估算设施园艺总面积379万ha，日光温室92.8万ha，占24.5%2010年：—设施蔬菜335万ha（5020万亩），占94.9%—设施果树7.9万ha（133.84万亩），占2.6%—设施花卉6.4万ha（96.06万亩），占2.5%设施蔬菜分布区域—环渤海湾及黄淮地区，约占全国的60%—长江中下游地区，约占全国的20%—西北地区，约占全国的8%—其它地区，约占全国的12%2.提升我国菜篮子产品供给能力的重要保障 2010年中央一号文件：将“加快园艺作物生产设 施化，畜牧水产养殖规模化”作为新一轮菜篮子 工程建设的重点。 《“十二五”五年规划纲要》再次将“加快发展设 施农业”作为推动农业结构调整和加快发展现代 农业的重要内容。 2011年11月，农业部公布了《全国设施农业发 展“十二五”规划》。 2012年中央一号文件，No2：狠抓“菜篮子”产 品供给。抓好“菜篮子”，必须建好菜园子、管好 菜摊子。提 升“菜篮子”产品整体供给保障能力和 质量安全水平。大力发展设施农业…3.设施蔬菜发展特色明显4.发展的机遇与挑战共存： 规模巨大，差距显著。大规模、低水平、高速 度发展带来的产业发展 方式问题突出； 发展模式比较落后，设施农业装备条件差，综 合生产能力、抗风险能力、市场竞争力较差； 科技自主创新能力、新技术开发应用能力急待 提升； 设施园艺单位面积产量只有发达国家的1/3以 下。劳动者的科学文化素质整体偏低，对新技 术和新装备接受能力较差。 设施农业发展的流通服务体系需要大力增强， 现有发展模式的可持续性值得高度关切。5.朝阳地区设施农业持续稳定快速发展的 经验值得总结研究 曾是“十年九旱”的全国十大贫困地区之一。结合 当地资源、环境和自然生态条件，设施农业确立 为农业主导产业大力推进，省政府大力扶持； 全市设施园艺面积已达185万亩,“农户户均一栋 棚”。亩产2.2吨，亩产值5730元。支持农民人 均纯收入3000元，占全市农民纯收入40%； 2012上半年：总产351万吨；产值101亿元, 全市农民现金收入7376元，大部来源于设施农 业。涌现一批年收入超过10万元的蔬菜专业户 预计今年底：来自设施农业的农民人均纯收入 4500元，占全市农民人均纯收入50%。 走以市场为导向，以“高产、优质、高效、生 态、安全”为目标，以科技为动力、规模化发 展、品牌化经营的设施农业发展之路； 由单一蔬菜延伸到花卉、水果、食用菌和畜牧养 殖多元化产业发展格局；重视新品种、种苗产 业、新技术、新装备的集成应用等 建立健全面向产业的服务体系，培训农民，强化 投入品监管和产品品质安全，重视产、供、销产 业链全程管理，建立“冬销北、夏走南、四季生 产、市场不闲”积极开拓市场的良好格局。 重视产、学、研、推密切结合和与农民专业合 作社对接的技术与运作机制创新模式发展。1. 转型发展既是后发国家经济起飞到特定阶段的普 遍现象，也是人类社会从工业文明走向知识文明 的时代要求. 二.“转型、创新与发展”—当代中国发展的主题2.“十二五”规划提出: 以加快转变经济发展方式为主线，经济转型升级已成为社 会的共识； 把经济结构战略性调整作为加快转变经济发展方 式的主攻 方向； 把保障和改善民生作为加快转变经济发展方式的 根本出发 和落脚点； 把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发 展方式的重要着力点； 把改革开放作为加快转变经济发展方式强大动力; 促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化相互 协调，同步发展。充分发挥工业化、城镇化对 发展现代农业、促进农民增收、加强农村基础 设施和公共服务的辐射带动作用，夯实农业农 村发展基础，加快现代农业发展步伐; 把保障国家粮食安全作为首要目标，加快转变 农业发展方式，提高农业综合生产能力; 推进农业结构战略性调整。完善现代农业产业 体系，发展高产、优质、高效、生态、安全农 业。优化农业产业布局。促进农业生产经营专 业化、 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化、规模化、集约化; 加快农业科技创新，推进农业技术集成化、劳 动过程机械化、生产经营信息化。3.2012全国科技创新大会（7月6-7日北京） 当今世界正进入一个创新密集和新兴产业快速发 展的时代，新一轮产业革命和科技革命正在兴 起； 以提高自主创新能力为核心，以促进科技与经济 社会发展紧密结合为重点，充分发挥科技在转 方式、调结构、惠民生、促和谐的支撑引领作 用，加快建设中国特色的国家创新体系； 坚持“创新驱动、服务发展；企业主体、协同创 新；政府支持、市场导向；统筹协调、遵循规 律；开放合作、互利共赢”原则； 深化科技体制改革，主要解决好科技与经济结 合，以企业为主导，即“产”为主导，深化产 学研结合问题。4.“十八大”提出全面建成小康社会，实现国内 生产总值和城乡居民人均收入比2010翻一 番的奋斗目标 以科学发展为主题，以加快转变经济发展方式为 主线，实施创新驱动发展战略。 推动城乡发展一体化。加大统筹城乡发展力度， 增强农村发展活力，逐步缩小城乡差距，促进城 乡共同繁荣。加快发展现代农业，增强农业综合 生产能力，确保国家粮食安全和重要农产品有效 供给。 大力推进生态文明建设：面对资源约束趋紧、环 境污染严重、生态系统退化的严峻形势，必须树 立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理 念，把生态文明建设 放在突出地位….1-54*三、信息科技革命与农业现代化 发展现代农业，大力推进信息化与农业现代化的融 合.把农业信息化放在转变农业经济发展方式，支 撑农业产业结构调整，促进城乡统筹与和谐发展， 解决“三农”发展中最为紧迫的问题上来。 IPv6应用发展指日可待，物联网、传感网发展将 建立起网络体系无处不在，人-机-物互联的三元 信息世界。 软件将从产品向服务转型，通过云计算平台、数 据中平台、服务平台、软件协同等组成现代信息服 务平台，提 供开放的定制、租用服务。1.全面认识工业化、信息化、城镇化、市场化、国 际化深入发展的新形势、新任务。2.一个新兴的智能产业正在兴起： 农业是围绕地表的土地资源发展起来的产业，它为人类提供了生存保障； 工业是以地下矿产资源为主发展起来的产业，极大地扩展了人类的体能； 智能产业将是利用物理世界之外的新“矿源”—信息和脑力资源发展起来的新兴产业。网络空间的开发，将极大地扩展人们的智力和认知物理世界、传播知识的能力。 需要货真价实的自主创新技术和系统，实实在在的科研与产业的结合，明明白白的效益和实际应用来促进农业应用智能信息服务产业的发展。3.2012.6-28国务院发布《关于大力推进信 息化发展和切实保障信息安全的若干意见》 实施“宽带中国”工程，构建下一代信息基础设施； 推进信息化和工业化深度融合,提高经济发展信息 化水平； 加快社会领域信息化,推进先进网络文化建设； 推进农业农村信息化，实现信息强农惠农； 健全安全防护和管理，保障重点领域信息安全； 加快能力建设，提升网络与信息安全水平。4.加快推进农业生产经营信息化 信息化的发展是从数字化开始，向着网 络化和智能化发展的一个过程，具有明 显的阶段性特征。 信息化1.0：数字化 当代信息革命本质上是一场信息数字化的革命。信息化的进程是从数字化开始的。 “信息化1.0”以数字化为主要特征，最初是数据、文字数字化，而后发展到图片、语音和视频的数字化，并在此基础上发展出各种各样的信息采集、处理、存储、传播和利用的计算机信息系统。 数字化，或计算机化，对人类的主要贡献体现在经济和管理领域，即劳动生产率得到了极大的提高，业务管理的有效性和效率有了极大的改善。 数字化的进程还远远没有结束。许多种类的物理世界的信息，如人类的嗅觉和味觉信息，还没有完全找到数字化的方法，数字化还将继续发展是没有疑义的。 信息化2.0：网络化 “信息化2.0”以网络化为主要特征，网络化以数字化发展为前提。没有数字化的网络不能算是信息时代或信息化意义上的网络。 20世纪90年代初中期，互联网在全球蓬勃发展，才真正开启了一个以网络化为特征的新时代。 网络化将数字化的威力近乎无限的放大；网络化使人们更强烈地感受到信息时代的来临。 信息化2.0也远没有结束：由局域走向广域、全球甚至外层空间；由固定走向移动，走向泛在；由人与人的联网走向人与物、物与物的联网；由Kbps级的网络带宽走向Mbps级、Gbps级等等，使信息的传递更快、容量更大、质量更高，也还远远没有走到需求的尽头。 信息化3.0：智能化 “信息化3.0”以智能化为主要特征，是继数字化、网络化之后，人们对于充分发挥计算机和网络潜能的高层次应用的追求，也是信息化继续向高端发展的一个重要标志。智能化正在蓬勃发展之中；毫无疑问，这将是一个更为漫长的、不断发展的过程，有可能跨越整个21世纪。 人们已经开发了许多的信息系统。但是，只有数据和信息的采集、存储、处理、检索和利用，这些系统还不能算是智慧的或智能化的系统，只能说是实现了数字化。这些系统的联网应用，也不能算是智慧的或智能化的系统，只能说是实现了网络化。-周宏仁- 信息化将继续向高端发展,其主要特征： 宽带和移动宽带、云计算、传感网、物联网、智慧地球、泛在计算、智能物理系统等新概念、新 思想 教师资格思想品德鉴定表下载浅论红楼梦的主题思想员工思想动态调查问卷论语教育思想学生思想教育讲话稿 、新技术层出不穷，在全球广为传播，充分反映了信息与通信技术及其应用在经过了几十年的发展之后，正在向高端发展。1.从“智慧地球”到“感知中国”，“物联网”成为全球瞩 目的关键词。被美国列为振兴经济两大工具之一； 被欧盟定位成使欧洲领先全球的基础战略，被中国 纳入战略性新兴产业规划重点.业界认为是继计算 机与互联网后的又一次信息化浪潮.2.温家宝《让科技引领中国可持续发展》（2009.11.03） “在应对这场国际金融危机中，各国正在进行抢占经济科技 制高点的竞赛，全球将进入空前的创新密集和产业振兴时 代。我们必须在这场竞争中努力实现跨越式发展。” “要着力突破传感网、物联网的关键技术，及早部署后IP时 代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级，迈向 信息社会的‘发动机’”四.推进物联网在设施园艺领域应用创新发展3.物联网农业领域应用创新发展的战略思考三大基本组成部分:发展新兴产业，促进产业技术创新　Instrumented,Interconnected,IntelligentSensorsNetwork SmartTech. 应用驱动－不同的应用组装与服务模式,推动 产业化应用 Demand–orientedinvestigation 知识创新、工程科技创新与培育新兴产业结合 （产业技术创新、应用系统集成、现代服务业发展） 跨学科协力推进 关键共性技术的突破.1-54*4.农业应用发展优先领域 资源–农地整治重大工程监管；基本农田数量、等级、 利用效率、环境质量网络化管理;农用水资源管理.. 环境–农田土壤、地表与地下水环境、光热、小气候… 生产–设施农业:生物环境控制与管理信息系统… 养殖生产:个性化生理、健康、喂养监测管理… 作物生产：基于信息和知识管理好大田作物生产 系统，土壤理化参数、水、肥、保、 苗等。 　农产品与食品–产地环境、产品储存、物流、营销… 农业装备–智能农业机械装备、服务作业调度、工况监 控、远程诊断服务…5.设施园艺日光温室物联网应用发展研究思路 选准优先切入重点—促进农村日光温室发展方式 的转变：向封闭式栽培系统转变 需要解决的几个重要问题： 单体日光温室栽培模式与设施： 基质研究：适用于不同类型园艺作物的基质优化配 制；以本地生物质资源为基础的科学配方标准化研 究；培育中小城镇面向农业应用的产品制造业发展 隔离材料：营养液隔离，耐用性与低成本，兼顾光 能优化利用。 环境控制：空气与基质温度、湿度、光照、CO2、 视角、采收量，管理信息实录，移动传感器开发(营 养液温度、湿度、苗情信息监测等）.能源管理技术与可再生能源应用：蓄热、保温, 加温、新能源利用… 群体（N个）日光温室群环境信息与装备 集成管理系统 环境调控信息无线汇聚节点与集成服务系统 营养液供给自动调控系统 标准化装备配套设施集成系统。 企业级设施园艺信息监控与知识服务平台 设施园艺行业云服务平台 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 研究 促进中欧同行合作和先进技术转移；开 展基于中国国情的协同创新；联合设 计、中国制造、着眼于开拓成果产业化 市场。日光温室北墙具有增加温室内太阳辐射热接收量的作用在冬季的白昼，日光温室内吸收的太阳辐射热量比相同地表面积的普通温室多40%～70%在中国北纬32°~41°甚至43°的地区，日光温室能够在不用加温或仅有 极少量加温的条件下，进行严寒冬季的喜温蔬菜生产。 （马承伟，2011，）白天储蓄能量较好的保温覆盖材料夜间释放热量夜间墙体将白昼蓄积的热量逐渐释放回温室内，释放的热量可以使室内气温提高4~8℃日光温室群物联网的初期应用Examineheatmassforstoragetheunderground&lowcostirrigationpipesusedforheatexchangewithsubsoilEmbeddedPC&TouchscreenInternet,wifi,webserver,WOTs1-54*1-54*结束语后金融危机时代，新的挑战虽然严峻，更孕育着新的巨大机遇。探索以绿色、智能、可持续为特征的科技创新，建立未来经济社会发展的新引擎，正成为许多国家建立新竞争优势的战略。我国将着力推动经济结构调整，转变发展方式，提高经济增长质量和效益，通过加快应用新技术来改造、提升传统产业，着力提升自主创新力度，加快培育战略性新兴产业，提高经济社会发展的稳定性、协调性和可持续性。科技创新将走出跟踪模仿、坐等技术转移的发展起步阶段，由使用、改进技术为主转向走创造技术的自主创新之路，为实现我国中长期经济社会发展战略奠定坚实的基础。建设现代农业需要利用ICT技术革命的成果，促进信息化与农业现代化的融合，应用信息技术改造传统农业具有重大的现实意义，并将为建设现代农业，推进社会主义新农村建设，提高农民的社会经济地位，构建社会主义和谐社会和建设资源节约、环境友好的可持续农业提供重要科学技术支撑。信息科技正迅速融入各种应用领域，成为交叉汇聚学科的纽带。物联网农业应用关键科学创新研究与实践，将引领基于信息和知识的现代农业产业工程技术创新，加快推进转变传统农业生产经营管理模式，发展面向农业和新农村服务的新兴产业，为农业增产增效，农民持续增收，为实现全面建成小康社会作出重要的贡献！谢谢！