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2017年国家科学技术奖受理项目公布(通用项目)
  学科专业评审组:农艺与农业工程组 项目名称:高光效低能耗LED智能植物工厂关键技术及系统集成 推荐单位: 北京市 推荐单位意见: 我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料,确认全部材料真实有效,相关栏目均符合国家科学技术奖励工作办公室的填写要求。 该项目针对植物工厂产业化应用亟待突破的光源光效低、系统能耗大、蔬菜品质调控以及多因子协同管控难等关键技术问题,项目团队历经12年系统研究,率先提出植物光配方概念,研发出基于GaN的高光效660nm、450nm LED芯片创制工艺及节能光源系统,实现光源节能50.9%;首次提出基于室外冷源与空调协同调控的光-温耦合降温方法,实现空调节能24.6%-63.0%;创制出采收前光照与营养协同调控蔬菜品质的技术装备,显著降低硝酸盐含量、提升Vc和可溶性糖含量;研发出基于多因子协同调控与物联网结合的智能化管控技术,创制出规模量产型、可移动型、家庭微型3个系列的智能LED植物工厂成套技术产品,并实现在北京、广东、浙江等22个省区、南海岛礁部队及航天系统应用,推广面积1200多万平方米,占国内应用面积的85%以上。近3年直接效益6.3亿元,间接效益35.8亿元。 项目获授权专利86件,其中发明专利42件(美国等国际专利4件),构建了高光效、低能耗、高品质与智能化植物工厂产业化技术体系,整体水平达国际先进,光配方构建及光-温耦合节能技术居国际领先,有力地推动了植物工厂科技进步与产业化进程,社会、经济和生态效益显著,推广应用前景广阔。
推荐该项目为国家科技进步奖一等奖 项目简介:
客观评价:


推广应用情况:
主要知识产权证明目录(第一完成人在纸质推荐书签名):
主要完成人:
  1. 姓名:杨其长
    排名:1
    行政职务:主任
    技术职称:研究员
    工作单位:中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
    对本项目技术创造性贡献:项目主持人,负责项目的总体设计和组织实施,为科技创新1、2、3的重要贡献者。创新1:提出“光配方”概念并阐明理论依据;创新2:提出人工光植物工厂“光-温耦合”节能调温方法并研制出系统装备;创新3:指导植物工厂蔬菜品质调控技术的试验研发工作。(附件1-1、1-2、5-3、5-4、5-5、5-6、5-10、5-15、5-16、5-18、5-19、5-20、5-21、5-22、5-23、5-25)
    曾获国家科技奖励情况: 2009年国家科学技术进步二等奖,“都市型设施园艺栽培模式创新及关键技术研究与示范推广”,排名第1,证书编号:2009-J-251-2-13-R01。

  2. 姓名:魏灵玲
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:研究员
    工作单位:北京中环易达设施园艺科技有限公司
    对本项目技术创造性贡献:为科技创新1、3、4的重要贡献者,参与项目的组织实施与技术推广工作。创新1:试验验证了不同光质配方的LED光源对植物生长影响情况;创新3:参与营养液检测控制装备的研制;创新4:组织移动型植物工厂、家庭植物工厂的研制,并组织项目成果的技术推广工作。(附件1-1、1-2、2-2、3-2、5-3、5-4、5-5、5-6、5-10、5-15、5-18、5-19)
    曾获国家科技奖励情况:2009年国家科学技术进步二等奖,“都市型设施园艺栽培模式创新及关键技术研究与示范推广”,第7排名,证书编号:2009-J-251-2-13-R07。

  3. 姓名:宋卫堂
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:中国农业大学
    对本项目技术创造性贡献:为科技创新3的重要贡献者,项目的主要组织者之一。创新3:主持植物工厂营养液消毒设备研制和试验工作,完成营养液紫外线消毒装备的研制、试验和推广应用。(附件:2-1、5-4、5-11、5-12)
    曾获国家科技奖励情况:2009年国家科学技术进步二等奖,“都市型设施园艺栽培模式创新及关键技术研究与示范推广”,第3排名,证书编号:2009-J-251-2-13-R03。

  4. 姓名:周增产
    排名:4
    行政职务:总工程师
    技术职称:教授级高工
    工作单位:北京京鹏环球科技股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:为科技创新2、4的重要贡献者。创新2:试验验证植物工厂光温耦合节能效果,提出了实现室外冷源与空调协同调温的植物工厂节能环境控制技术路线;创新4:主持了植物工厂系列低碳节能设施的开发,并推广应用。(附件:2-1、2-4、3-1、5-4)
    曾获国家科技奖励情况:

  5. 姓名:刘文科
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:研究员
    工作单位:中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
    对本项目技术创造性贡献:为科技创新1、3的重要贡献者。创新1:设计了多光质组合LED光源装置及相关试验研究;创新3:组织实施了LED短期连续光照蔬菜品质调控研发工作。(附件1-1、1-2、2-1、5-3、5-4、5-5、5-6、5-10、5-18、5-19、5-26、5-27)
    曾获国家科技奖励情况:

  6. 姓名:郭文忠
    排名:6
    行政职务:主任
    技术职称:研究员
    工作单位:北京农业智能装备技术研究中心
    对本项目技术创造性贡献:为科技创新3、4的重要贡献者,项目骨干人员。创新3:负责植物工厂光配方下的水肥调整策略方案的制定和研究;创新4:开发出营养液自动配比样机,实现了植物工厂营养液的智能控制。(附件:2-1、5-4、5-17)
    曾获国家科技奖励情况:

  7. 姓名:张国义
    排名:7
    行政职务:常务副院长
    技术职称:教授
    工作单位:北京大学东莞光电研究院
    对本项目技术创造性贡献:为科技创新1的重要贡献者。创新1:为本成果的物理元器件LED芯片制备工艺提出了解决方案,为植物工厂专用光源的量产奠定了基础。(附件:1-3、2-1、3-3)
    曾获国家科技奖励情况:

  8. 姓名:程瑞锋
    排名:8
    行政职务:无
    技术职称:副研究员
    工作单位:中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
    对本项目技术创造性贡献:为科技创新1、3的重要贡献者。创新1:负责植物工厂LED补光无土栽培技术试验方面的工作,并参与植物工厂特定栽培装置研发;创新3:参与植物工厂蔬菜品质调控及营养液检测控制技术的研究。(附件1-1、1-2、5-3、5-4、5-5、5-6、5-15、5-16、5-18)
    曾获国家科技奖励情况:2009年国家科学技术进步二等奖,“都市型设施园艺栽培模式创新及关键技术研究与示范推广”,第10排名,证书编号:2009-J-251-2-13-R10。

  9. 姓名:李琨
    排名:9
    行政职务:无
    技术职称:助理研究员
    工作单位:中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
    对本项目技术创造性贡献:为科技创新1的重要贡献者。创新1:负责植物工厂专用LED灯具设计、散热原理设计工作,发明了移动式及聚光式LED光源装置及补光技术,对部分补光研究方案和试验进行了指导。(附件1-2、5-3、5-4、5-6、5-10、5-15、5-20、5-23)
    曾获国家科技奖励情况:

  10. 姓名:李成宇
    排名:10
    行政职务:无
    技术职称:研究员
    工作单位:四川新力光源股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:为科技创新1的重要贡献者。创新1:发明了植物工厂白光LED装置、利用黄光余辉的LED发光装置等专用光源,为植物工厂节能光源提供了新的模式。(附件:2-1、5-13、5-14)
    曾获国家科技奖励情况:

  11. 姓名:仝宇欣
    排名:11
    行政职务:无
    技术职称:副研究员
    工作单位:中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
    对本项目技术创造性贡献:为科技创新2的重要贡献者。创新2:参与项目光温耦合节能环境控制技术研究试验,参与人工光节能环境控制技术,设计了资源高效利用型植物工厂。(附件:1-2、2-1、5-3、5-4、5-5、5-9、5-15、5-16、5-24、5-25)
    曾获国家科技奖励情况:

  12. 姓名:卜云龙
    排名:12
    行政职务:无
    技术职称:高级工程师
    工作单位:北京京鹏环球科技股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:为科技创新2、4的重要贡献者。创新2:协助证植物工厂光温耦合节能效果;创新4:协助植物工厂系列产品的开发,负责后期的样机调试试验并推广应用。(附件:2-1、2-4、3-1、5-4)
    曾获国家科技奖励情况:

  13. 姓名:陈晓丽
    排名:13
    行政职务:无
    技术职称:助理研究员
    工作单位:北京农业智能装备技术研究中心
    对本项目技术创造性贡献:为科技创新3、4的重要贡献者。创新3:协助植物工厂光配方下的水肥调整策略方案的制定和研究;创新4:协助开发出营养液自动配比样机,实现了植物工厂营养液的智能控制。(附件:2-1、5-4、5-17)
    曾获国家科技奖励情况:

  14. 姓名:李涛
    排名:14
    行政职务:无
    技术职称:助理研究员
    工作单位:中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
    对本项目技术创造性贡献:为科技创新1的重要贡献者,协助植物工厂专用LED灯具设计、散热原理设计工作,参与植物工厂补光节能研究。(附件:2-1、5-21)
    曾获国家科技奖励情况:

  15. 姓名:张义
    排名:15
    行政职务:无
    技术职称:副研究员
    工作单位:中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
    对本项目技术创造性贡献:为创新2的重要贡献者,协助植物工厂环境模拟及光-温耦合节能调控技术研发工作,系统研究了植物工厂节能调控机理及技术实现途径。(附件:1-2、2-1、5-3、5-10)
    曾获国家科技奖励情况:

主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
    单位贡献: 项目科技创新1、2、3的主要贡献者。负责项目总体设计和组织实施。作为“高光效低能耗LED智能植物工厂关键技术及系统集成”成果组织单位,协助主管部门组织了联合攻关,制定了统一的试验设计、试验方法和数据规范,保证了研究的系统性、完整性和连续性。 2002年以来,主持完成和参与了国家科技支撑计划课题:岛礁数字蔬菜工厂与水耕栽培关键技术研究及示范(2011BAD05B03)、科技部农业科技成果转化项目:植物LED光源节能高效生产关键技术中试与示范(2011GB23260011)、科技部科研条件工作任务项目:植物水耕栽培装置及其营养液自控系统的升级改造(2005JG00380)等4个课题研究任务。探明了植物工厂光环境参数,研发了移动式LED光源装置,发明了植物工厂光温耦合节能调控技术和采前连续光照提高蔬菜品质技术,集成创制出规模量产型、可移动型、家庭微型3个系列的智能LED植物工厂成套技术产品。 利用国家“十二五”科技创新成就展、科技部、农业部、上海世博会等展出平台,宣传和普及了植物工厂的知识和技术,促进了植物工厂光环境调控技术、立体无土栽培技术、植物工厂光温耦合节能调控技术等在北京、山东、江苏、浙江等20余个省市推广应用,并将产品拓展到美国、英国、新加坡等国际市场。


  2. 单位名称:中国农业大学
    单位贡献: 创新点3的重要贡献者。基于安全、高效、绿色的发展理念,率先提出了植物工厂营养液的物理消毒方法,发明了UV-C和O3协同处理营养液中病原微生物的创新技术,使营养液整体灭菌率达到95%以上,营养液利用率90%以上协助植物工厂环境调节的“光-温耦合节能调控”方法,完善了基于室外冷源与室内空调协同调温的植物工厂节能环境控制技术及配套装备。将项目研究成果推广到6个省市自治区的多个园区和农业企事业单位推广应用,经济、社会效益显著。


  3. 单位名称:北京大学东莞光电研究院
    单位贡献: 创新点1的重要贡献者。在植物工厂LED基本物理元器件制备方面为成果创新奠定了基础,研制了植物工厂专用LED节能光源,并对多种植物(作物、花卉)等进行种苗工厂化的补光生产应用。


  4. 单位名称:北京农业智能装备技术研究中心
    单位贡献: 创新点1、3的重要贡献者。研发了植物工厂智能环境控制系统,在植物工厂“光配方”节能光环境控制以及营养液管控技术等方面研制了相关装备系统,并进行了示范推广应用。


  5. 单位名称:北京中环易达设施园艺科技有限公司
    单位贡献: 创新点1、2、4的重要贡献者,参与项目的组织实施与技术推广工作。组织岛礁植物工厂、低碳家庭植物工厂的研制,参与LED植物工厂控制系统的设计与改进研究,组织项目的技术推广,对成果形成具有较大贡献。


  6. 单位名称:北京京鹏环球科技股份有限公司
    单位贡献: 创新点2、4的重要贡献者,参与项目的组织实施与光-温耦合研究工作,并负责技术示范应用。对本项目中家庭植物工厂、立体高效栽培、智能管控技术的研发和推广工作做出重要贡献。


  7. 单位名称:四川新力光源股份有限公司
    单位贡献: 创新点1的重要贡献者,参与研制植物工厂专用LED节能光源,并示范推广应用植物工厂LED补光生产技术,推广应用到北京、四川、吉林以及新加坡等国内外20余家单位。

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