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植物高效安全生产低碳设施自动装备关键技术创新与产业化应用
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TK519
  • 关键词:
  • 成果简介:
    针对中国设施农业能耗高、环境调控能力差、劳动强度大等问题,集成多学科优势,开展植物高效安全化生产低碳设施与自动装备创新与产业化应用的研究,取得了重大创新,形成了较完善的设施农业装备技术体系,提高了设施农业产业发展的整体水平。 主要技术创新内容如下: 1.集成创新节能技术,研发一系列低碳农业设施装备,实现绿色清洁能源的高效利用,促进了大气环境改善。 将太阳能光热利用与新型双层铝天沟、髙散射减反射新型覆盖材料、新型相变材料装置等技术紧密结合,创制了一种综合利用太阳能,实现新能源热电联产的植物绿色低碳生产新模式。首次将工厂化设施与太阳能薄膜光伏发电系统和太阳能平板集热系统进行集成,研制出的低碳物联网连栋温室比常规连栋温室节能38.7%。研制出具有新型相变蓄热保温储能系统的大跨度节能日光温室,比常规日光温室节能15%以上,研制出电热相变储能装置、太阳能低温相变蓄热装置,有效的降低温室能源消耗。 2.发明基于物联网的温室环境智能控制多目标最优算法,实现温室节能控制和经济效益优化控制。 开发了基于物联网的新一代温室信息采集与控制系统,开发了一批基于ZigBee和433两种无线通讯协议的无线传感网络节点和网关。提出了解决高维多目标优化问题的新算法(GOD-MOEA算法),提出基于作物生理特性的温室环境多因子协调控制技术,实现了温室环境调控的精准化。 3.创制一系列植物高效安全生产技术装备,确保作物生长过程安全无污染,为中国的蔬菜安全生产提供保障。 系统研究了微波等多项消毒技术,有效集成开发出营养液基质高效快速消毒装备,灭菌率≥98%;研制出的草莓立体栽培装置、A字型立体栽培装置可提高草莓种植空间利用率和产量。研发出的整盘播种机、智能施肥机、施药机、带式潮汐栽培系统、自动分级机和包装机等装备,实现了植物生产工厂化和安全化,提高了植物生产效率和资源利用率。 项目成果先后获授权发明专利7项,实用新型专利21项;获软件著作权4项;参编专著1项;发表文章37篇(SCI、EI17篇),参与制定国家行业标准2项,获行业协会科技奖8项。累计推广低碳温室面积约26.6万m2;结合温室工程累计推广温室环境智能控制系统120台套;安全生产技术与自动化装备在连栋温室内进行了示范推广,推广面积2.8万m2,累计产生经济效益约1.74亿元。促进了国内外低碳节能设施的发展,改变了传统温室燃煤造成的环境污染及能耗消耗大的现状,经济效益、社会效益、生态效益显著。
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