日前，2017年度國家科學(xué)技術(shù)獎頒獎大會在北京人民大會堂召開。會上揭曉了2017年度國家科學(xué)技術(shù)獎評選結(jié)果。農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所楊其長研究員牽頭完成的“高光效低能耗LED智能植物工廠關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)集成”獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎。
楊其長研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)率先提出植物“光配方”概念并闡明其理論依據(jù)，創(chuàng)制出基于光配方的LED節(jié)能光源及其光環(huán)境調(diào)控技術(shù)。基于植物光合對不同光譜的響應(yīng)特征，率先提出了植物“光配方”概念，構(gòu)建了典型作物不同生育期的光配方優(yōu)化參數(shù)。創(chuàng)制出基于光配方的紅光（660nm）與藍(lán)光（450nm）芯片組合式、藍(lán)光芯片與熒光粉激發(fā)式多光譜組合（R/G/B/FR）LED節(jié)能光源；研發(fā)出基于植株發(fā)育特征的移動式LED光源及其光環(huán)境調(diào)控技術(shù)，顯著降低光源能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能50.9%。
首次提出植物工廠光-溫耦合節(jié)能調(diào)溫方法，發(fā)明了基于室外冷源與空調(diào)協(xié)同調(diào)溫的節(jié)能調(diào)控技術(shù)。基于夜晚室外空氣含有冷源、光期空調(diào)降溫能耗高的現(xiàn)實(shí)，首次提出將光期置于夜晚、引進(jìn)室外自然冷源降溫的“光-溫耦合節(jié)能調(diào)溫”方法，發(fā)明了基于室外冷源與空調(diào)協(xié)同調(diào)溫的植物工廠節(jié)能環(huán)境調(diào)控技術(shù)裝備，顯著降低空調(diào)能耗。與傳統(tǒng)空調(diào)降溫相比，節(jié)能率達(dá)24.6-63.0%。
發(fā)明了UV-納米TiO2營養(yǎng)液協(xié)同處理技術(shù)和采收前短期連續(xù)光照提升蔬菜品質(zhì)方法，研發(fā)了基于光-營養(yǎng)協(xié)同調(diào)控的蔬菜品質(zhì)提升技術(shù)。發(fā)明了UV-納米TiO2協(xié)同處理營養(yǎng)液自毒物質(zhì)的技術(shù)方法，首次提出采收前短期連續(xù)光照調(diào)控蔬菜品質(zhì)新技術(shù)，探明了提升蔬菜品質(zhì)的光環(huán)境優(yōu)化參數(shù)及調(diào)控策略，降低葉菜硝酸鹽含量達(dá)30%以上，并顯著提高了Vc和可溶性糖含量。
研發(fā)出植物工廠光效、能效與營養(yǎng)品質(zhì)提升的環(huán)境-營養(yǎng)多因子協(xié)同技術(shù)，集成創(chuàng)制出3個系列的智能LED植物工廠成套產(chǎn)品。探明了基于光配方、光-溫耦合與營養(yǎng)品質(zhì)提升等多因子協(xié)同調(diào)控的邏輯控制策略及算法，研制出基于物聯(lián)網(wǎng)的植物工廠智能化管控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對植物工廠溫度、濕度、光照、CO2濃度以及營養(yǎng)液EC、pH、DO等要素的在線檢測、遠(yuǎn)端訪問、程序更新及網(wǎng)絡(luò)化智能管控。集成創(chuàng)制出3個系列的智能LED植物工廠成套技術(shù)產(chǎn)品：規(guī)模量產(chǎn)型、可移動型、家庭微型植物工廠。
成果獲授權(quán)專利86件，其中發(fā)明專利42件（美國等國際發(fā)明專利4件），發(fā)表論文112篇（其中SCI和EI收錄38篇），出版專著5部，并創(chuàng)制出規(guī)模生產(chǎn)型、移動型、家庭微型植物工廠等多個系列產(chǎn)品。
2016年6月“智能LED植物工廠技術(shù)”作為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域重大科技成果代表，參加國家“十二五”科技創(chuàng)新成就展，受到社會各界廣泛贊譽(yù)，被譽(yù)為“土地利用和農(nóng)作方式的顛覆性技術(shù)”。
世界著名植物工廠專家、日本植物工廠學(xué)會理事長、日本千葉大學(xué)前校長古在豐樹教授給予該項(xiàng)目成果高度的評價：“中國農(nóng)科院植物工廠技術(shù)在光配方及LED光源、光-溫耦合節(jié)能環(huán)境控制等方面研究處于國際領(lǐng)先水平。”
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