呼风唤雨——中国农业有了“芯”大脑

简介

【项目背景】我国地域辽阔，气候差异大，温室种类繁多，而荷兰单一玻璃温室仅保证光照，未考虑保温性要求，在我国北方大部分地区并不实用；且国外系统移植成本高，不适合我国农村现状；此外，我国农产品种类丰富，而国外作物建模数据量小、品种少、建模方法慢。【现存问题】针对我国设施环境调控目标单一，未能实现动态协同调控多个生产要素。同时，不同品种光合生理数据不足导致无法建立足够细粒度的环境调控模型，模型库尚不能满足我国种植种类和调控目标多样性需求等问题。【核心技术】本项目开发了融合植物生理需求的环境调控模型算法、模型决策及配套设备，形成管理服务、算法模型、大数据分析等平台，对作物生长全过程中温、光、水、气进行智能实时调控。①首创作物生长全生育期多源数据获取方法，建立了全国体量最大的作物生理-生境多源数据体系；②首创作物参数自适应的光合生理建模方法和通用建模平台，泛化能力强、操作一致性好、预测精度高，突破了我国无同类建模平台的瓶颈；③首创数据驱动与机理驱动相结合的农业生产环境自适应调控建模软件，形成环调模型15个，比传统调控方式减少资源消耗20%以上；④创制支持模型自动更新和多源数据协同决策的“云-边-端”设施调控系统，实现生长环境调控数字化、智能化、无人化，增产均超过15%，资源消耗量平均减少20%，减少人力10%以上。【技术壁垒】团队以学生1作发表论文30余篇；软著13篇，发明专利发表7篇，在审4篇。科技查新报告显示在多因子耦合设施环境调控，作物-环境-装备协同的智能决策模型等研究中，除了项目组人员文献，未见相关中英文文献报道。【社会价值】在陕西省泾阳县、重庆市已部署光温协同调控、光碳协同调控等系统上百套，指导高端设施作物生产、设施环境智能调控，累计经济效益2760万元，累计培训农技人员1600余人次，农民5000余人次，社会反应良好。【媒体报道】自2022年底，团队在中亚峰会农业分论坛等场合推广项目，2024年全国两会也特别报道了我们团队在中国式现代化建设中的农业故事，累计被“CCTV”、“陕西卫视”等主流媒体报道40余次。【商业模式】未来将与政府等开展“基地+公司+科研实验室”合作模式，提供温室大棚智慧化管理信息系统研究与示范，负责整体项目管理及全流程数字化运营，并协调科研院所提供技术成果，目前已与山东、江苏、陕西等地的设施农业公司达成初步合作意向，拟合作资金约300万元。