设施农业高峰论坛.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,北京,1,一、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 （,25 m,2,设施蔬菜总产：,1.7,亿吨；,占蔬菜总产的,25%,2,2012,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%,3,2.,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,4,3.,设施蔬菜,发展,特色明显,低碳节能栽培为主,（,80.5,万公顷节能日光温室每年节省,3,亿吨标准煤，相当于减少,8,亿吨,CO,2,和,260,万吨,SO,2,、,220,万吨氮氧化物的排放）,低成本简易设施为主,（竹木结构大棚占,60%,以上；节能日光温室竹木土墙架构的约占,80%,）,年最低气温,0,-25,区域分布为主,（环渤海湾及黄淮海地区占,57.2%,，长江中下游地区约占,19.8%,，西北地区约占,7.4%,）,果菜类蔬菜栽培为主,重视开发利用低产田和非耕地,特色,5,4.,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。,6,5.,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%,。,7,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。,8,1.,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,;,9,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。,10,3.2012,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。,11,4.,“,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,.,12,1-54,13,三、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。,13,2.,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。,14,3.2012.6-28,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。,15,4.,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,信息化,2.0,网络化,信息化,3.0,智能化,16,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,。,17,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。,18,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,-,19,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、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。,泛在化,2,可视化,1,智能化,3,20,1.,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,21,3.,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,I,nstrumented,I,nterconnected,I,ntelligent,Sensors Network Smart Tech.,应用驱动,不同的应用组装与服务模式,推动产业化应用,Demand,oriented investigation,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,.,22,1-54,23,4.,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,23,5.,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、,CO,2,、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,24,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。,25,北方传统日光温室结构,日光温室北墙具有增加温室内太阳辐射热接收量的作用,地面接受的,太阳辐射,北墙面接受的太阳辐射,（增加部分）,S,N,a,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,，）,26,S,N,1/31/2,1/22/3,150350,W/m,2,100250,W/m,2,白天储蓄能量,S,N,860,W/m,2,1030,W/m,2,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,48,27,28,日光温室群物联网的初期应用,29,Examine heat mass for storage the underground&low cost irrigation pipes used for heat exchange with subsoil,30,31,Embedded,PC&Touchscreen,Internet,wifi,web server,WOTs,MACQU-H50S,32,1-54,33,33,34,propriatery,Format,excell,or csv,Internet,mesh WSN,Central DB,HOST,API,Spec,ificati,ons,Web Service,&,Site pages,Geomations,Managmnt,Node,WOT,IOT,Knowledge,35,基于知识的设施园艺云服务平台设计,36,1-54,37,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。,37,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！,38,谢 谢！,39,