科创中国

该成果针对设施园艺生产劳动强度大、资源利用率低、环境调控能力弱等问题，开展了集约化绿色生产关键技术与装备创新研究，具体成果如下：

1.构建了设施园艺智能化生产技术装备体系。创新研发了自动育苗、精准灌溉、

植保、收获、物流等智能化生产管理设备，实现了设施蔬菜花卉生产关键环节作业自动化、高效化、绿色化；

首创了花卉工厂化生产技术装备体系，实现了盆花的移栽、传送、生长、分级、包装全程作业自动化；创制了工厂化育苗技术装备体系，实现了从基质处理到播种、催芽、嫁接、移栽、炼苗全程自动化；构建了蔬菜工厂化无土栽培生产体系，提高了单位面积产出；研制了一系列植物安全生产装备，节本增效，为植物绿色生产提供技术支撑。

2.开发出新型高效节能温室结构。研发了温室结构绿色优化设计软件，创新集成

了新型高透光覆盖材料、相变储能、太阳能集热等节能技术，建立了设施园艺低碳生产技术体系，实现了清洁能源高效利用。

创制了绿色智能温室，比常规连栋温室节能38.7%，实现了温室结构建筑节能生产新模式；研制出的具有新型相变蓄热保温储能系统的大跨度日光温室，比常规日光温室节能15％以上。

自主研发的13项装备获省部级质量评价协会科技创新优秀奖；成果获授权发明专利8件、实用新型专利41件；获得软件著作权9件；发表文章45篇；参与制定国家地区行业标准3项。自动装备、绿色智能温室、温室环境智能控制系统等项目成果在国内外进行了推广应用，效益显著。

1.国内盆花生产没有形成全生产链的系统装备，成果首创了花卉工厂化生产技术装备体系，实现了盆花的传送、生长、分级、包装全程作业自动化，率先开发了集花卉生产、分级与包装一体化的自动化生产系统，开发了基于机器视觉、PLC控制和物联网技术的盆花自动分级系统，盆花全自动包装机，可自动完成盆花自动抓取、撑袋、套袋、排列等一系列连续动作；

2.成果创制了工厂化育苗技术装备体系，实现了从基质处理到播种、催芽、移栽、炼苗全程自动化，开发了基于海绵穴盘的整盘播种机，可自动高效完成播种过程，性能稳定可靠，可为不同规格海绵机制进行播种作业；基于RFID技术和变频调速技术，开发了智能喷灌机，实现跨间的自动转移和无人化操作，喷洒均匀系数达95.1%，改变了国内温室喷管机只能在单跨内自动运行的现状；

3.构建了蔬菜工厂化无土栽培生产体系，研制了多层立体自走式智能种植床、高悬挂果菜无土栽培系统，实现了果菜立体无土栽培生产，极大提高了栽培空间利用率；开发了基于激光技术的智能牵引车，实现了自动导航，且避障能力好，最大牵引重量高达3000kg，性能优于荷兰产品；开发了智能采摘车，通过建立差速转向运动模型，设计了驱动控制器，实现了前进、后退、转弯、故障停止等功能，高效完成温室果实采收；研发了收获运输车，可根据不同作业需要，将蔬菜从某一作业环节安全平稳运送至下一作业环节，高效衔接生产各个环节；

4.研制了一系列植物安全生产装备，研发了基质微波连续消毒设备、低温等离子体消毒技术营养液循环系统，快速高效灭菌，实现灭菌率≥98%；开发了适合不同栽培模式的智能精准喷药装备，空中自走的智能施药机集成先进的超低容量冷雾技术、自动对靶系统，可将雾滴直径控制在40～45μm，达到最优的空间和表层分布；地面自主行走的电动精量施药机，借助超声波传感器，自动探测目标喷洒区域范围；开发了智能施肥机，实现了水肥一体化精确智能化管控，为植物绿色生产提供技术支撑；

5.集成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、新型相变材料等技术，创制了绿色智能温室，比常规连栋温室节能38.7%，实现了温室结构建筑节能生产新模式；研制出的具有新型相变蓄热保温储能系统的大跨度日光温室，比常规日光温室节能15％以上；开发了温室结构优化设计CAD软件，集设计、计算和优化于一体，涵盖了五大类型温室的结构计算，填补了国内空白，功能齐全，自动化程度高。

随着现代农业进程的加快，设施园艺新技术日新月异、发展迅速，发达国家的设施园艺已具备了技术成套、设施设备完善、生产技术规范、质量保证性强、产量稳定等特点，形成了设施制造、环控调控、生产资料为一体的多功能体系，并在向高层次、高科技、自动化、智能化、网络化和无人化方向发展，实现了周年生产、均衡上市。

我国设施园艺产业规模不断扩大，已进入厚积薄发、转型升级、绿色高质量发展的新阶段，但是与发达国家相比，仍然存在一定差距。一是温室园艺机械化水平相对较低，远远无法满足相关需求，设施内育苗、定植、收获、包装等作业种类繁多，防病、搬运等作业需要反复进行，实际生产过程中需要消耗大量的劳动力，从而增加生产成本，国内温室设施亩均年用工在3600h以上，而发达国家设施年用工量很低，按人均管理面积计算，国内仅相当于日本的1/5，西欧的1/50和美国的1/300；二是设施能耗高，资源利用率低，减排固碳系统性的技术创新缺失，国内设施园艺单位面积的水资源利用率仅为以色列的20%，土地资源的利用率只有50%，肥料的利用率更低；三是由于设施园艺具有不易变动性、单调性、循环性的特点，不合理的使用农药、化肥，随着设施培育时间的延长，设施内植物生理性虫害频发，作物整体生产环境较差，栽培空间的温度、湿度、光照、水蒸气等环境因子精准调控能力较弱，造成园艺产品的品质降低。

项目成果针对我国设施园艺的发展现状、关键技术装备的不足和需要，适合我国国情，设施园艺自动化生产装备、植物生产低碳设施技术等一系列成果为植物绿色生产提供了技术支撑，实现了设施园艺生产的快速、优质、高效，实现了清洁能源的高效利用，降低了植物生理性病害的发生，提升了果蔬品质，可有效保障“菜篮子”工程安全优质农产品的持续供应，有助于形成适合我国国情的现代设施农业生产技术体系，助力实现农业“双碳”目标，推进我国由设施农业走上一条高能效、低能耗、低排放、高碳汇的新型现代化农业发展道路，因此，项目成果推广应用前景广阔，市场规模巨大。

项目团队由来自北京市农业机械研究所有限公司和北京京鹏环球科技股份有限公司的专业技术人员组成，以教授级高级工程师张晓文、周增产为团队领军人，团队成员学科布局合理，涵盖农业工程、机械设计、电气工程、计算机工程等专业。

张晓文，教授级高工，长期致力于现代农业工程技术与装备的研发与推广，主持或参与完成国家及北京市各类重大及一般科研项目30余项，国家重大专项评审专家。带领团队获得多项国家重点新产品和北京市技术创新成果，在各类核心期刊发表论文60余篇，获授权专利40余项，先后获得“北京市劳动模范”、“新世纪百千万北京市人才工程”、“北京市科技新星”等荣誉称号。

周增产，教授级高工，国务院特殊津贴专家，北京市劳动模范，国家科技进步二等奖获得者，首都设施农业科技创新服务联盟副理事长，国家重大专项和自然基金项目评审专家，长期从事温室工程、智能装备和植物工厂的研究与产业化应用，并取得了系列创新性成果，参编国家标准2项，省部级行业标准3项，主参编专著3项，获授权专利100余项，发表学术论文100余篇。

北京市农业机械研究所有限公司是北京市人民政府1959年批准设立的独立的市属科研单位，2000年转制为科技型企业，自转制以来，一直致力于设施农业工程技术与装备的开发、推广及应用工作，设施农业装备技术的研究和开发处于国内领先水平，先后被认定为“国家级智能农装星创天地”、“北京市菜篮子工程机械设备中试基地”、“北京市工厂化农业设施工程技术研究中心”、“北京市企业技术中心”、“设施农业设备科技资源工作站”。以市场需求为导向，以前沿技术为引领，建有北京都市型现代农业科技与产业创新示范园，重点围绕设施种植、设施养殖、生态环保、生物质能源等领域开展新工艺、新技术、新装备的研发与成果转化，推动构建了京鹏温室、环宇畜牧两大高新技术产业公司。

北京京鹏环球科技股份有限公司是北京市农业机械研究所成功孵化的集研发、产业和资本运营于一体的高科技企业，是我国工厂化农业装备技术研发与制造的领军企业，为中国温室行业民族品牌的代表。京鹏科技始终坚持以科技创新为先导，依靠优质的产品和服务全力打造国际化的“China Kingpeng”，为我国设施农业的发展做出了突出贡献，是我国设施农业装备行业第一家“新三板”上市企业。

项目团队将自动育苗、精准灌溉、植保、收获、物流等设施蔬菜花卉生产关键环节智能化装备，蔬菜无土栽培生产系统技术装备，新型绿色智能温室，以及植物立体多层栽培空间微环境智能控制系统等技术成果进行了推广应用，取得了显著的经济、社会、生态效益。其中，新型绿色智能温室广泛推广应用至北京、内蒙古、山东、云南、甘肃、浙江等地，设计建造了北京海淀翠湖智慧农业创新工场、浙江大学农业科技创新实验中心温室工程、北京市昌平区小汤山现代农业科技示范园智能温室、内蒙古乌兰察布现代农业产业园智能温室、山东招贤曲坊现代农业产业园智能连栋温室项目、江苏邳州盆栽花智能温室项目、云南云天化绿色农业高新技术示范项目等，智能温室面积累计达74万m²，产生经济效益约6.88亿元。项目同时集成应用了温室环境智能控制系统、立体栽培技术装备、精准灌溉、植保、收获、自动化物流系统等智能装备，实现了温室的建筑结构节能化、种植技术与设施设备先进化、环境调控精确化、水肥利用高效化、植物生长安全化，设计建造的绿色智能温室，整体智慧化水平高、性能稳定、节能环保，用户满意度高。

其中，北京市海淀区翠湖智慧农业创新工厂绿色智能温室面积10万m²，是目前京津冀地区单体最大单体智能连栋温室，是北京首个在基本农田上建设的高效设施农业试点项目，是北京市在现代农业建设上的“引路项目”，温室智能调控系统、无土栽培系统、水肥一体化精确智能化管控系统、智能采摘车等一系列自动化技术装备，实现了温室生产的绿色、低碳、高效、安全，同时，有效降低生产成本5%，提高产量3%。比如小番茄的产量可由每20kg/m²提高到22kg/m²，大番茄由42kg/m²提高到46kg/m²。

项目突破了设施园艺发展的技术瓶颈，研发了一系列设施园艺集约化绿色生产关键技术装备，在北京地区推广应用，推动了首都科技创新中心建设的步伐，辐射带动了京津冀乃至全国设施农业产业升级；项目成果提升了栽培空间的精准调控能力，有效减少了病虫害的发生，大幅降低农药、化肥的施用，避免和减少了生态环境破坏问题，提升了蔬菜品质，为城乡居民的安全蔬菜生产供给提供了有效保障。

该成果属于应用型技术成果。目前，成果转化主要方式是自行投资转化，即依托企业工程项目，达到成果的转化落地，将“纸上成果”转化为推动企业高质量发展的现实生产力，实现产业反哺技术研发。

科技成果只有与需求结合才能体现价值，只有与市场结合才能产生经济效益。科技成果转化，是一个科技型企业产生经济效益的重要途径。

未来，希望依托平台，可以通过定期组织科研成果转化交流会、新产品发布会等活动，加强对企业品牌效益的打造，在较大程度上提高知名度，开拓更广阔的市场，企业优选成熟度高、市场潜力大、竞争力强的核心技术，实施专项推广应用，确保企业优势技术成果转化的带头作用，加强引领和辐射作用，推动其他成果加快转化。

希望依托平台，可以更好连通高校、科研机构与企业，解决科技成果信息与市场需求的不对称性，创造更多的和高校、科研院所的合作，达到供需双方的精准对接。

一方面，寻求联合研发创新。高校、科研院所投入科技力量，企业投入资产资金，双方共担风险，共享利益。另一方面，实现委托形式研发。企业顺应市场需求，根据自身发展需要，委托科研机构进行技术创新，企业进行技术市场的转化应用。

科技成果成功转化的先决条件是成果的成熟度，如果成果成熟度不够高，会造成转化应用后期比较高的维护成本，降低了成果转化净收入。提高技术成熟度，需要持续研发经费的投入，进行中试，企业只有提升科技成果转化率，使科技成果加速变成市场流通商品，创造市场价值，提升企业效益，企业才有足够的资本加大企业研发投入占比，进行中试，进行前瞻性的技术储备与创新，布局未来市场，达到企业技术研发与成果转化的良性循环。

同时，技术成果的转化，需要加强研发人员激励制度的建设。探索作价入股，希望更多科研人员参与其中，激发科技成果的转化活力。