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　　日光温室和现代化连栋温室。目前温室已经实现数字化 棚、 控制， 即按照经营者的生产目标， 根据植物的农艺需求， 对温 室栽培对象和生产过程进行数字化和可视化控制和管理。 他建立在信息技术、 精确施肥控制技术、 智能农机技术等一 集成先进的温室硬件及栽培技术， 实现 系列高新技术之上， 信息化栽培和管理。其主要特征为温室生产管理实现数字 化和网络化， 具备远程监控能力。 如北京市农业局农业机械试验鉴定推广站开发的 TＲMFZ1 多通道光辐照监测系统， 可以对温室温湿度、 光照、CO2 浓度、 土壤水分等参数进行监测。该仪器智能化程度高， 能 自动寻回测试与记录温室内上述参数的分布及变化， 并能实 现测试数据的有线与无线传输。如北京景鹏环球科技股份 有限公司开发的智能环境控制系统， 采用分散采集， 集中控 CO2 风速及雨量等室内外参 制， 自动检测温度、 湿度、 光照、 在专家系统指导下设定参数， 自动调节温室内各设备状 数， 态， 实现对温室生产环境和植物信息实时动态监测， 使各项 保证植物生长处于最佳状态， 提高 环境因子符合既定要求， 控制精度。 2． 2 2． 2． 1 设施智能农业栽培机械 设施穴盘育苗播种机。设施穴盘育苗播种机是在大

　　2 达到 1． 2 万多 hm ， 通过计算机进行环境调控的占到 85% ，

　　施农业装备已经发展到了较高水平， 其发展方向是自动化、 网络化和智能化。 设施智能农业装备的水平是设施农业科技发展水平的 重要标志， 智能化程度越高表明农业科技发展水平越高。设 施农业装备从初级自动化控制正转变为高级智能化， 从非标 准化向标准化产品转变， 控制系统从自动化转变为智能化是 设施农业发展趋势， 欧美等发达国家设施农业已具备了成套 的技术、 完善的设施设备、 规范的生产等功能， 形成了设施农 业产品制造、 设施环境智能调控、 生产材料供给一体化的产 业体系， 能通过研究作物生长的最适宜环境条件， 自动调节

　　高玲（ 1974 － ） ， 女， 江苏徐州人， 工程师， 从事农业机械装备 测试、 开发方面的研究 。 0512 收稿日期 2014作者简介

　　设施农业内作物生长环境， 使其不受外界气候条件的影响。 国外连栋温室得到普遍推广， 并不断向大型化方向发 使得目前设施农业环境调控系统 展。高新技术的有机融合， 网络化和智能化方向发展。欧美、 日本等一些 朝着自动化、 “工厂化农业” 成套技术， 目前， 荷兰、 奥 发达国家一直在研究 地利、 英国、 美国和日本等国家均建有植物工厂。在西方发 无土栽培技术研究已经取得了突破， 而且得到广泛 达国家， 同时逐渐将成为以后主要的一种作物栽培方式， 已经 应用， 成功开发计算机控制的营养液配制和供给的闭路循环系统。 由于温室高温潮湿的工作特点及劳动力严重不足， 随着设施 农业朝着规模化、 产业化和精准化发展， 农业机器人将走进 特别是设施农业领域。目前日本已研发出可 农业生产领域， 嫁接、 育苗的机器人， 美国发明的施药机械， 进行果树喷药、 装有计算机芯片和电子眼， 它能区分田间空地和杂草， 并将 还开发了能够辨别秧苗质量并能分 除草剂只向杂草上喷洒， 拣的温室移苗作业机器人等。 2 2． 1 我国设施智能农业装备发展现状 温室环境调控设备 我国温室栽培主要包括塑料大

　　程技术等科学技术的迅速发展， 结合现代信息通信技术、 电 力电子技术、 自动化技术、 生物工程技术、 计算机管理技术等 现代设施农业目前正在向智能化方 现代化的工程技术应用， 向发展。 国外环境自动化调控技术研究较早的主要有荷兰， 其所 同时 开发温室计算机自动控制系统始于从 20 世纪 80 年代， 还开发了相应的模拟控制软件系统。在 20 世纪 80 年代中 期， 应用于温室环境因子等方面控制的已达到 5 000 多台计 算机。目前， 荷兰拥有的玻璃温室占世界的四分之一以上，

　　设施智能农业技术是指将环境工程技术、 信息通信技 术、 自动化技术以及生物工程技术等现代工程技术应用于农 研究动植物生长的最适宜的生态环境条 业作物生产领域， 件， 在现代化设施农业内自动控制环境， 使其不会受到外界 气候条件的影响， 整个生产过程实现标准化装备、 自动化和 农业资源环 智能化。设施智能农业装备是指设施农业工程、 信息化、 标准化装备， 其核心是 境调控技术等方面的自动化、 农业环境调控技术装备。智能化的设施农业环境调控指的 准确采集设施内光照 、 温度、 湿度、 气 是在一定的空间范围， 和肥料等环境因子以及作物生长状况等参数， 同时对采集的 数据进行统计、 分析， 同时进行智能化处理后形成一套专家 然后通过研究作物生长所需最适宜的环境情况， 信息系统， 使相关系统及设备根据智能系统发出的指令， 有规律的进行 综合调节设施内温度、 光照、 水分、 肥料和气等所有因 动作， 使作物生长达到最佳状态。设施农业环境智能化调控研 素， 究水平， 是衡量世界各国农业科技发展水平的重要因素。 1 1． 1 国外设施智能农业装备研究现状 设施智能农业装备研究现状 随着信息技术、 环境工

　　pH 传感器、 发的精密施肥系统， 配备高精度的 EC、 压力调节 压力计、 叠片式过滤器、 肥料泵等元件， 根据作物要求的 阀、 EC、 pH， 控制设定值， 自动调节肥料泵的施肥速率、 灌水施肥 压力， 从而实现水肥一体化。 的数量、 2． 3． 2 设施灌溉施肥一体化设备。水肥管理是设施农业作 目 物种植过程中影响设施农业生产效率和品质的关键环节， 已经取得了进展， 精 前国内外也有很多机构研究水肥管理， 准化、 智能化的施肥灌溉技术已经逐步得到大面积应用。我 国在设施水肥管理技方面与国外还存在较大差距。我国自 变频调速技术， 主研发的部分自动注肥系统采用了文丘里、 但很多还在试验室研究阶段， 没有进行推广应用。我国自主 开发的移动式温室精准灌溉施肥机， 具有自主知识产权， 性 同时在京郊温室基地进行了示范推广应用， 反映 能良好， 较好。 3 设施智能农业装备发展建议 （ 1） 结合我国设施智能农业装备的发展现状， 建议重点 发展方向如下： （ a） 设施农业物理环境参数的信息采集技术； （ b） 作物生长过程信息的实时采集、 监测与处理技术； （ c ） 设 施智能农业生产过程中所涉及的生产技术的规范化和标准 是这个设 化技术； （ d） 建立各类控制模型或专家系统的技术， 施农业智能化系统的核心。 （ 2） 加大新产品新技术的宣传及推广力度， 大力示范推 广设施农业的设施装备技术、 农业环境调控技术、 节能减排 资金支持， 技 技术和作物信息管理技术等。争取政策扶持， 术保障， 产学研相结合， 使得设施智能农业技术及装备被多 数人认知及应用。 参考文献

　　不同作物的环境调控需求进行自动控制， 使其达到作物生长 发育的最合适生长环境。 在Bwin必赢 Bwin必赢网站国外温室环境控制管理方面， 英国开发了智能温室系 统、 西班牙和奥地利研发了具有遥控功能的温室控制管理系 德国研发了基于 3S 技术（ 地理信息系统 GIS、 全球定位系 统， 统 GPS、 遥感技术 ＲS ） 温室控制与管理系统。20 世纪 80 年 日本拥有 1 000 多台计算机应用于温室环境调控中， 代中期， 其目前计算机在农业生产部门中的应用率达到 92% 以上。 以色列利用光热资源的优势， 采用节水灌溉技术， 通过安装 传感器在作物周围， 测定作物生长的水、 肥状况， 通过田间控 制器全天温室内外部的温湿度数据采集和储存， 根据办公室 可以非常便捷地进 里的控制管理计算机进行数据处理分析， 行灌溉和施肥的遥控， 同时卷帘装备系统、 遮阴设备系统、 加 热系统以及灌溉区的流量控制系统也可以进行有效的自动 控制， 而且控制系统精确可靠， 节省人力资源。 近年来， 物联网技术在设施农业中的运用亦卓有成效， 如监视农作物灌溉情况、 土壤空气变更、 畜禽的环境状况以 及大面积的地表检测， 收集温湿度、 风力、 大气、 降雨量等数 据信息， 测量有关土地的湿度、 氮浓缩量和土壤 pH 值等， 从 而进行科学预测， 帮助农民抗灾、 减灾， 科学种植， 提高综合 效益 1． 2

　　国内许多院 种机。国外已经开发出气吸式育苗精量播种机， 常 所及一些企业也研制出了气吸式工厂化育苗精量播种机， 见的主要是针吸育苗播种机。气吸式育苗精量播种机工作 主要是采用真空吸附原理， 播种机有一个真空发生装置， 通 当穴盘到达播种位置时间， 传感 常为真空发生器或真空泵， 针管孔或滚筒小孔利用真空吧种子从秧盘 器会检测到穴盘， 吸附住， 运动到穴盘上方， 对准穴孔， 将负压切换成较低的正 种子便落到穴盘预定位置。 压， 2． 2． 3 蔬菜嫁接机。国家农业智能装备工程技术研究中心 综合运用气动和传感器技术， 开发的 TJ300 型蔬菜嫁接机， 通过单片机控制各执行机构， 采用人工上苗、 上夹作业， 对接 更加准确， 适用茄果类作物的贴接法嫁接， 能够满足设施农 业工厂化嫁接育苗的需要。 2． 3 2． 3． 1 温室智能喷灌、 施肥设备 精密施肥系统。北京景鹏环球科技股份有限公司开