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农业部东北设施园艺工程科学观测实验站

【来源:     日期:2020/04/21    浏览量: 】【打印本页】 【关闭

农业部东北设施园艺工程科学观测实验站

一、实验站概况

农业部东北设施园艺工程科学观测实验站依托沈阳农业大学水利学院,建有现代日光温室800 m2、普通日光温室15000m2、塑料大棚3000 m2,仪器设备总值1520万元,其中10万元以上设备31台件,总价值584.8万元。

实验站现有固定研究人员22人,核心成员15人(见附件1)。高层次科技人才15人,其中教授5人,副教授4人,讲师10人,获博士学位17人;10人博士后出站。中心负责人王铁良教授2014年受聘国务院农业工程学科评议组成员;国务院津贴获得者、辽宁省特聘教授、二级教授1人,辽宁省百千万人才工程百人层次2人、千人层次1人;1人受聘青海省(青海大学)昆仑学者特聘讲座教授、农业部农机化科技创新设施园艺工程专业组成员;沈阳市高层次人才-领军人才2人、沈阳市高层次人才-拔尖人才1人、沈阳市高层次人才-高级人才2人。

主要研究方向:设施园艺工程理论研究;设施结构与环境研究;新型材料研究;配套设施设备研究。

实验站接受设施农业学科群综合性、专业性(区域性)重点实验室的业务指导,并为重点实验室的研究活动提供服务;本实验站主要承担野外环境要素观测、公共实验、长期定位试验和技术示范服务四个方向的工作。

野外农业环境监测功能:实验站建成后将拥有先进的观测仪器可以开展农业气象观测、高寒地区农业设施内环境要素的观测等;

科学实验功能:配套设立相关实验室,实验室实行专人负责制,可用于本站人员和来站交流人员进行监测,试验样品的分析和数据采集分析;

定位试验功能:建设室内建筑材料热参数测试试验平台,进行不同设施内环境因子采集,并建立共享数据库;

技术示范服务功能:根据实验室和集成技术开展示范,主要开展设施农业建筑结构设计、环境控制技术、农产品安全生产集成技术等实用性强的农田生产管理技术的示范服务工作。

根据农业部设施农业工程学科群研究方向与研究内容矩阵,考虑建设单位现有设施条件和研究基础,农业部东北设施园艺工程科学观测实验站开展设施结构稳定性与安全性、设施结构生产性能、新型材料性能与适用性科学观测,以及新型生产设施结构、设施新材料与结构构件以及配套设施等技术示范。

二、实验站建设情况

项目总投资367万元,本项目无地方配套资金计划,全部为中央投资。购置仪器设备10台(套)投资165万元,已完成;土建工程建设投资143.9万元未完成。按辽农供【2019153号建设内容变更的批复,完成设备采购招标(合同价)96.18万元;完成土建招标(合同价) 64.29万元。预计20203月完成验收。

农业部东北设施园艺工程科学观测实验站于20117月立项(《农业部关于公布农业部重点实验室及农业科学观测实验站名单的通知》(农科教发[2011]8号));20161月批复农业部东北设施园艺工程科学观测实验站项目(《农业部关于东北设施园艺工程科学观测实验站等6个建设项目可行性研究报告的批复》(农计发[2016]9号))。20166月批复农业部东北设施园艺工程科学观测实验站项目初步设计(《辽宁省农委关于农业部东北设施园艺工程科学观测实验站建设项目初步设计的批复》(辽农计[2016]137号)),批复计划总投资367万元,其中中央投资367万元。农业部于201611月下达项目投资计划(《辽宁省农委关于下达2016年草原防火基础设施等专项项目中央预算内投资计划的通知》(辽农计[2016]133号))。

20197月辽宁省农业农村厅关于农业部东北设施园艺工程科学观测实验站建设项目建设内容变更的批复(辽农供【2019153号),完成设备采购招标(合同价)96.18万元;完成土建招标(合同价) 64.29万元。目前项目已完成预验收工作,预计20203月完成验收。

、建设成效(年度项目绩效目标实现情况)

(一)目前实验站建设完成情况

在水利学院学科楼成立工程研究中心面积80平方米,下设设施结构、设施装备、设施节水、设施规划设计四个研究室,研究室面积120平方米;农业水土工程研究所面积240平方米。工程研究中心结合沈阳农业大学科研试验基地建设,建有现代日光温室800平方米、普通日光温室15000平方米、塑料大棚3000 平方米。

有照度记录仪、紫外/可见分光光度计、净辐射传感器、植物环境监测系统、原子吸收分光光度计、便携式光合作业测量系统等环境测试仪器,以及屏显式液压万能试验机、微机数据采集处理系统、电子式万能试验机、动态电阻应变仪、板料折弯压力机等仪器设备总值1200多万元,其中5万元以上设备30余台件,总价值500万元。

2019年结合农业部东北设施园艺科学观测实验站建设项目,完成设备采购招标(合同价)96.18万元;完成土建招标(合同价) 64.29万元。目前项目正在建设中。

)实验站建设成果

科研工作

1.理论研究的主要内容

完善日光温室结构优化设计理论:研究风、雪场中日光温室结构的动力响应规律及荷载传递方式;探讨日光温室结构表面风压、雪压系数分布规律,确定日光温室结构风、雪荷载计算方法。

太阳能辅助加温系统研究:针对北方寒区节能日光温室发展现状和太阳能资源丰富的优越条件,依据太阳能原理,运用热工设计理论和方法,研究不同太阳能板数量和管路布置形式下温室内热环境参数的变化规律,确定经济性和热效率最优时的辅助加温形式。

2.完成了多项日光温室设计

1)适合高纬度地区新型日光温室结构设计

针对俄罗斯-伊尔库茨克州温室、新疆-塔城温室设计高纬度地区特征,提出适合高纬度地区新型日光温室结构设计方案2套。

俄罗斯-伊尔库茨克州温室

伊尔库茨克州位于东经95°35~119°10’,北纬64°15~51°05’,处于俄罗斯东西伯利亚南部。伊尔库茨克州大部为山地,平均海拔500~700m。冬季严寒,夏季多雨。整个州全年平均气温在零度以下。

 

1  俄罗斯-伊尔库茨克州温室设计剖面图

2  俄罗斯-伊尔库茨克州温室主要参数表

地理纬度

°

跨度/m

脊高/m

后墙高/m

后屋面水平投影/m

墙体厚度/m

5455

8.0

6.0

3.4

2.5

砖墙:490mm粘土砖+外侧贴150苯板

该温室前坡采光角47.5°,围护结构墙体热阻5.15㎡·℃/ W、后坡热阻>6.0㎡·℃/ W,设计覆盖材料热阻>2.0㎡·℃/ W.

新疆-塔城温室

塔城地区位于新疆维吾尔自治区的西北部,地处北纬43°25-47°15′之间。塔城地区位于亚欧大陆腹地,属于中温带干旱和半干旱气候区。平原地区夏季较为炎热,冬季寒冷;山区冬暖夏凉,热量不足,迎风坡降水丰沛,背风坡降水较少。

 

2  新疆-塔城温室结构设计剖面图

3 新疆-塔城温室主要参数

地理纬度

°

跨度

/m

脊高

/m

后墙高/m

后屋面水平投影/m

墙体厚度

/m

4648

8.0

5.5

3.4

2.0

砖墙:490mm粘土砖+外侧贴150苯板

该温室前坡采光角43.5°,围护结构墙体热阻5.15㎡·℃/ W、后坡热阻>6.0㎡·℃/ W,设计覆盖材料热阻>2.0㎡·℃/ W.

(2)新型日光温室结构设计方案3套

辽宁省朝阳市-装配温室、黑龙江哈尔滨市-阿城区温室,以及青海省海西州-装配温室。

①辽宁省朝阳市-装配温室

现代节能设施结构设计与环境自动控制系统研发及轻简化生产关键装备研制—现代节能日光温室结构设计与环境自动控制系统研发。研究新型适合我国实际的可大规模商业生产应用的现代节能日光温室,研制现代节能日光温室新型保温和蓄热系统。

 

3 辽宁省朝阳市-装配温室结构设计图

4 辽宁省朝阳市-装配温室主要参数表

地理纬度

(°)

跨度/m

脊高/m

后墙高/m

后屋面水平投影/m

墙体厚度/m

4042

8.0

4.0

2.0

1.5

新型墙体:乐居墙材120mm+120mm

新型墙材导热系数0.067 W/(M.K),24cm厚墙相当于4.16m厚土墙的保温程度、24cm厚墙相当于2.9m厚黏土砖墙的保温程度、20cm厚墙相当于37cm厚黏土砖墙外贴10cm厚聚苯乙烯保温板的保温程度。

②黑龙江哈尔滨市-阿城区装配式温室

哈尔滨位于北纬44°04′~46°40′,属于中温带大陆性季风气候,冬季漫长而寒冷,夏季短暂而炎热。春季气温回升快,降水少,空气干燥,天气多变,气温变幅大。一月份的平均最低气温在-24左右,曾出现过-38的极端最低气温。

 

4  黑龙江哈尔滨市-阿城区温室结构图

5  黑龙江哈尔滨市-阿城区温室主要参数表

地理纬度

(°)

跨度/m

脊高/m

后墙高/m

后屋面水平投影/m

墙体厚度/m

4547

8.0

5.3

3.0

1.0

新型墙体:40混凝土板+1820mm固结土+外侧贴100苯板+40混凝土板

该温室前坡采光角37.1°,围护结构墙体热阻4.8㎡·℃/ W、后坡热阻>6.0·℃/ W,设计覆盖材料热阻>2.0·℃/ W.

③青海省海西州-装配温室

完成适宜青海省36°-37°N第二代节能日光温室设计2种。见图5-6。

 

5 第二代节能日光温室结构设计图(10.0m-5.0m温室)

 

6 第二代节能日光温室结构设计图(12.0m-5.5m温室)

 

完成适宜青海省36°-37°N第三代节能日光温室1种。见图7。

    

7 第三代节能日光温室结构设计图(12.0-m7.0m温室)

 

完成青海农林科学院新型结构示范温室设计(适宜青海省36°-37°N第三代节能日光温室)。

 

8  示范温室结构设计图(8.0m-4.6m温室)

 

 

9  建成示范温室实景图

3)温室改造设计2套

①山东临沂温室设计升级改造

原温室设计见图10。

 

10 温室结构现状剖面图

6  温室改造参数对照表

地理纬度

(°)

跨度/m

脊高/m

后墙高/m

后屋面水平投影/m

备注

38~40

12.0

5.4

3.8

0.5

原参数

 

10.0

6.0

3.7

2.0

升级改造

 

 

11 改造后温室结构设计图

②青海海西温室改造方案与资金估算

按照第三代节能日光温室设计理论方法,针对北纬38°地区、并结合当地气候特点,对现有温室进行改造。,提出设计改造方案2种,设计图见图12、13。

 

12 8m跨温室改造方案

     

           骨架图                                 墙体改造做法

13  12m跨温室改造方案2

 

4)园区规划设计

赤峰市国家大宗蔬菜产业技术体系示范基地园区建设规划,优化聚能型生态日光温室设计方案,对聚能型生态日光温室进行了优化设计,为设施农业产业园区规划提出建议。

 

14.双立柱型式温室剖面图                   图15. 单立柱型式温室剖面图

 

16 团队成员现场指导

 

17  温室结构实景图

3.承担多市县农业综合开发高标准农田建设项目

根据辽宁省高标准农田建设的需要,结合观测站成员在建筑、水利、道路规划和作物栽培等方面的专业特长,承担沈阳、铁岭、锦州等市县的农业综合开发高标准农田建设项目,为辽宁“三农”建设做出贡献。

成果效用

2018年,实验站共承担科研课题18项,其中2018年新增课题6项(国家级课题3项);发表核心及以上论文19篇,其中SCI EI收录5篇;授权实用新型专利4项。

结合辽宁省村级综合服务平台建设,开展科技扶贫工作。团队主要参与人:刘文合(负责人)、王铁良、李玉清、于威、赵荣飞,等。

团队骨干成员经常到当地设施种植区调研考察,调研考察期间同当地技术及管理部门、日光温室生产企业(合作社)负责人及生产技术人员进行交流、指导30余人次。

2018817-21日。青海省海西州格尔木市、德令哈市调研日光温室结构及生产情况。

 

18 考察交流现场

1.格尔木市

郭勒木德镇青海居易生物科技有限公司、格尔木市现代农业科技示范园、格尔木农垦有限公司-芝润园。参加人员:格尔木市农牧局技术人员及三个园区技术负责人。

2.德令哈市

新堉、万庄、金丰园区。参加人员:海西州农牧局、德令哈农牧局、推广站、质检站技术人员及三个园区技术负责人。

 

19 培训交流现场

 

)实验站建设最新成果

研究团队在节能日光温室基础理论、结构优化设计及配套设施等方面取得了世界领先的研究成果,在日光温室总体研究方面居国内领先地位。2019年在研主持国家、省级课题10项,项目合同经费658.2万元;承担横向委托项目6项,项目合同经费169.2万元。发表研究论文20余篇,其中SCI收录7篇、EI收录3篇。取得实用新型专利4件、新申请专利3件。新增辽宁省教学名师1人、辽宁省百千万人才千人层次1人、沈阳市高层次人才-领军人才2人、沈阳市高层次人才-拔尖人才1人、沈阳市高层次人才-高级人才4人。

1. 节能日光温室(塑料大棚)结构设计研究

1)日光温室骨架结构动力响应规律。基于Timoshenko梁理论,提出平面刚架模型的日光温室在风荷载作用下的动力响应分析的被研究块体方法。 结果表明脉动风荷载作用的节点位移和截面应力明显大于平均风荷载作用的相应值。日光温室钢骨架结构的动力响应分析需要考虑脉动风荷载的作用,且不能忽略弯曲应力对截面内力的影响。

取得成果:发表的学术论文2

考虑脉动风速的平面刚架日光温室结构动力响应规律,中国农业大学学报,2019,24(04):136-147.

一种模拟冲击荷载作用下非均匀Timoshenko梁弯曲波传播的数值方法,科学技术与工程,2019,19(08):210-216.

2)塑料大棚结构的风振响应规律研究,提出了塑料大棚结构风振响应分析的被研究块体方法,推导了塑料大棚骨架结构单元段的段间内力计算公式,设计了被研究块体构成方式,构建骨架结构中被研究块体的力学模型,给出了被研究块体方法实现过程;采用等截面圆柱杆的波动传播算例,验证了方法的有效性。在同时考虑平均风和脉动风作用、仅考虑脉动风作用、仅考虑平均风作用工况下,针对不同跨度塑料大棚骨架结构的风振响应进行时程分析,得到骨架结构的节点位移和截面应力空间最大值的出现位置。 

取得成果:发表的学术论文1

塑料大棚结构风振响应规律研究,华中农业大学学报,2018,37(05):123-130.

2. 节能日光温室结构设计系统研发研究

基于热平衡理论的节能日光温室设计系统。节能日光温室设计系统实现了温室的总体设计,包括采光设计、保温设计以及蓄热设计三个模块,温室采光设计模块可以根据建设温室的地点、温室建造参数,计算温室建筑设计参数,绘制该温室的设计图;温室保温、蓄热设计模块根据计算所得的相关数据,通过输入前坡材料传热系数、后坡材料传热系数、土壤传热系数以及总进光量和有效进光量等,以及输入墙体材料的厚度,根据材料的物理性质,计算墙体的总热阻和传热系数等,完成温室的保温、蓄热设计。

取得成果:申请的软件著作权1

温室结构设计软件V1.0.(登记号:2019SR0167566

3. 节能日光温室环境变化规律研究

明确了北方寒区节能日光温室太阳辐射、热流变化以及温度变化规律。通过对太阳辐射、前坡薄膜热流变化和温度变化,墙体和土壤的热流和温度变化试验,明确了日光温室前坡薄膜温度在不同天气状况下变化规律特征;明确了砖苯复合墙体的内部温度变化规律,以及墙体“整体吸热-靠表面层放热内部吸热-整体放热”过程;明确了土壤温度变化规律,垂直方向存在恒温层,水平方向存在边际效应。

取得成果:发表的学术论文2

Temperature Variation, Heat Storage and Heat Release of BrickPolystyrene Board Layered Wall in the Solar Greenhouse[J]. Boletín Técnico, Vol.55, Issue 17, pp.970-977.

Temperature variation, heat storage and heat release of soil in the solar greenhouse[J]. ARCHIVOS LATINO AMERICANOS DE NUTRICIÓN, Vol.69, No 3 (2019),   pp.220-227. ( SCI源刊,WOS:000478010300029)

4. 节能日光温室环境模拟系统方法研究

采取加权马尔可夫链预测温室相关环境因素,将预测值结合多年相关数据取相关数据均值,作为有限元分析初始条件,对温室的墙体和土壤进行相关模拟分析,预测相关日期的墙体和土壤的温度变化情况,并依据模拟情况,确定在相应的环境因素下墙体的合理保温厚度,为温室设计提供依据。

取得成果:发表的学术论文1

Environmental Forecast of the Solar Greenhouse Based on the Weighted Markov Chain[J].ACTA TECHNICA CSAV.62,No.2B:585-596. ( EI源刊,收录号:20180304647289)

5.辽宁省地方标准修订:节能日光温室设计与建造技术规范

原技术规范《土后墙式日光温室设计与建造技术规范》(DB21/T 1952-2012)、《辽沈Ⅰ型节能日光温室设计与建造技术规范》(DB21/T 1975-2012)、《育苗专用日光温室(辽沈Ⅳ型)设计与建造技术规范》(DB21/T 1953-2012)颁布已超过6年时间,在此期间日光温室设计理论方法、建造等较原标准规定均发生了较大的变化,尤其是日光温室建造参数确定方法上,由原来的第二代节能日光温室按合理采光时段设计,变为第三代节能日光温室按“合理采光、保温、蓄热”设计理论方法,日光温室建造参数发生了较大的变化,并经过近5年的实践、推广应用,取得了较好的使用效果。

近年来,随着温室新型建造材料实用、施工工艺的改进,原技术规范相应的条文也急需更新、完善。

本标准适用于以生产蔬菜、果树和花卉为主的新建日光温室工程项目,改(扩)建工程项目可参照执行。本标准可作为编制、评估和审批日光温室工程项目可行性研究报告的重要依据,也是有关部门审查工程项目初步设计和监督、检查项目整个建设过程的尺度。

本标准适用于辽宁省北纬38.7°~43.5°地区节能日光温室的设计与建造。同纬度地区日光温室的设计与建造也可参考使用。本标准规定了节能日光温室的术语和定义、建筑结构设计、材料选择、施工方法、场地选择与规划及质量要求等技术要求。

该标准已获辽宁省农业农村厅立项(辽农办质发〔2019360号),目前已完成初稿。

参与制定“辽宁省2018-2020年节能日光温室钢结构骨架购置补贴试点方案”(辽农机【2019125号)

)团队建设与人才培养

1.团队建设

实验站现有固定工作人员19人,其中教授9人,副教授、高级实验师4人,讲师6人。其中有省级教学名师2名,特聘教授1人,辽宁省百千万人才工程百人层次2人、千人层次1人;辽宁省中青年骨干教师3人。拥有博士学位16人;博士生导师5人、硕士生导师9人。实验站中多位学术骨干在国内外相关学术组织中担任重要职务。

 “日光温室结构优化与环境控制创新团队” 2015年入选农业部第二批农业科研杰出人才及其创新团队。2018年,王铁良、白义奎2人入选沈阳市高层次人才“领军人才”、刘文合1人入选“拔尖人才”、纪建伟、佟国红、李波、赵荣飞4人“高级人才”。刘文合1人入选辽宁省教学名师。赵荣飞1人入选辽宁省百千万人才工程千人层次。

2.人才培养

实验站重视优秀人才的引进和培养工作,鼓励青年教师参加国际交流与合作,先后2位青年教师(赵荣飞、刘艳华)到加拿大及澳大利亚进行为期一年的访问交流;1名在读博士研究生(徐占洋)作为交换生获得公派出国学习一年(2019年8月即将学成回国)。2020年赵荣飞、南波拟分别赴英国、加拿大开展合作研究工作。

实验站积极创造条件,强化硕士、博士研究生及博士后培养,本年度培养博士9人、硕士27人、本科生120余人,毕业硕士研究生9人。

3.参加国内会议

积极选派骨干成员参加国内国际行业相关学术会议。2018年共参与国内学术会议7次,参与25人次。

4.学科群内部交流合作

①派送1名博士和2名博士后到农业农村部农业设施结构工程重点实验室交流合作研究。

②农业农村部规划设计研究院崔军研究员学术交流与调研。

2018年11月,邀请农业部规划设计研究崔军副院长、魏晓明研究员来我校参观考察。双方就东北地区农业设施领域生产现状和存在问题进行和交流和探讨,并参观了我校科研基地。

 

③参与编制《农业温室结构设计规范》

2018年,白义奎等参与了由农业农村部规划设计研究院等单位负责编制的工程建设国家标准《农业温室结构设计规范》。

 

④参观沈阳建筑大学辽宁省实验教学示范中心-结构工程实验室

2018年11月2日,团队成员来到隶属于沈阳建筑大学的辽宁省实验教学示范中心-结构工程实验室参观学习。

 

)下一步建设发展方向和思路

紧紧围绕设施园艺工程学科的发展和国家需求,以大幅度提高资源利用效率、单位土地产出率和设施园艺产业可持续发展为目标,跟踪荷兰、以色列、日本和美国等国家的研究前沿,在设施结构工程、新型材料开发、节能工程、环境模拟与智能控制等关键技术领域取得突破,形成具有中国特色的设施结构类型和配套工程技术体系。通过持续努力,使我国设施园艺工程总体技术达到国际先进水平。

重点在设施园艺工程的关键技术领域取得突破,逐步形成完全具有自主知识产权的设施园艺工程技术体系。

一)共性基础性研究

1.设施结构低成本节能新材料优选及设计方法研究。主要优选和研制设施结构低成本节能新型透明覆盖材料、保温材料和蓄热材料;研究设施结构低成本节能设计方法;研制设施结构低成本节能优化设计软件。

2.不同类型温室环境模拟模型的研制。主要研制连栋温室和不同类型日光温室采光、蓄热、保温、放风、气体流动等环境模拟模型;研制环境模型软件。

3.设施结构低成本节能优化设计与建造。主要研究适宜不同地区环境的设施低成本节能结构参数;优化设计和建造低成本节能连栋温室、现代日光温室、山地日光温室、荒漠盐碱地日光温室及抗台风设施;并制定其设计建造标准。

4.小型设施园艺作物生产装备研制。主要研制低成本高性能适于的水肥一体化装备及自动控制系统、小型耕耘设备、植株调整设备、植保设备、运输设备等,开发适于设施园艺作物栽培模式的定植槽等装备。

5.温室环境低成本远程物联网监控系统的研制。主要研制温室低成本远程物联网系统和小型温室群环境监控系统;研制适于小型温室的低成本环境监控装备;开发温室环境物联网监控实用技术系统。

二)团队各研究方向主要研究内容

1.日光温室建筑设计理论及方法研究

针对北方寒区节能日光温室建筑发展现状和太阳能资源丰富的优越条件,依据太阳能原理,运用建筑热工设计理论和方法,建立基于作物生长生理所需最低太阳能截获、热量平衡、蓄放热能量守恒为核心的节能日光温室合理采光、保温、蓄热设计的理论、方法。

针对不同地区、不同作物品类,提出日光温室建筑设计理论体系,筛选出重要的建筑指标参数,明确各指标参数的设计理论,为日光温室的建筑设计提供科学依据。基于可持续发展理念的新型日光温室设计研究。

1)农业废弃物资源化利用(结合秸秆的再生利用(把秸秆密实化,做成长方形,添加凝结材料,成型后做好防水,形成高密度、高强度、蓄热性高的墙体结构材料),做墙体、屋面板等进行构造设计);建筑固废物的再生利用等。

2)日光温室骨架的研究(轻简化、装配式;全装配落地式型钢骨架结构);

3)温室装备:自动化;

4)温室给水:雨水回收利用的研究;

5)光伏发电。

2、日光温室结构优化设计及防灾减灾

1)现代装配式节能型日光温室结构与建造工艺研究

①根据不同作物对环境条件的不同要求,研制开发适合于蔬菜、果树、食用菌、动物养殖等功能的专用温室结构。

②研制开发具有突破性创新思想的全组装式、适用于四季生产的日光温室。实现工厂制造、现场模块组装。

③研制开发高效率新型保温材料、蓄热材料。

2)日光温室结构优化设计研究与日光温室灾害机理研究

研究风、雪场中日光温室结构的动力响应规律及荷载传递方式;探讨日光温室结构表面风压、雪压系数分布规律,确定日光温室结构风、雪荷载计算方法。研究日光温室结构在风、雪荷载及两种荷载联合作用下的破坏机理;研究日光温室结构灾害预警方法。

①风荷载、雪荷载作用下的日光温室可靠度研究。风、雪荷载作用下的日光温室可靠度研究。

②日光温室结构表面风压、雪压系数分布规律,以及风、雪荷载计算方法。

③日光温室结构在风、雪荷载及联合作用下的破坏机理。

④日光温室结构灾害预警方法。

3、日光温室环境(模拟)与控制

研究现代节能日光温室环境变化规律,建立温度、湿度、光照等环境模型;基于外部气候条件、温室围护结构、室内土壤及作物,构建温室温度环境模拟模型,揭示日光温室内光、热环境对温室围护结构体、室内土壤及作物的响应过程及响应机理。研究温室环境自动控制系统和物联网技术,以适应我国设施蔬菜产业向现代化、机械化、智能化发展的需要。

1)不同日光温室建筑下环境特点。

2)日光温室环境关键影响因素。

3)日光温室环境调控模型。

4)基于模糊神经网络的多模型非线性自适应解耦控制模型。

5)基于节能降耗和最优经济性能指标的优化模型。

4、日光温室新材料与装备

研制开发与不同类型日光温室相配套的环境调控设备。包括卷被、除雪、除尘、通风、除湿、内保温、蓄热、加温、灌水施肥、CO2释放等设备。

1)新型保温被的研制:不同保温材料厚度确定的机理(通过数学模型的模拟确定,根据机理再进行研制新型的保温被)

2)轻简化机械装置。包括土地整理、植株调整、高效植保机具、采收包装、室内运输。

3)新型放风装置的研制

4)其他相关装备的研制

①研制日光温室生态节能墙体;

②新型日光温室骨架结构选型和材料选用;

③农业废弃物在日光温室辅助加温、CO2调控等方面的应用。

5、集成示范与推广应用

结合设施蔬菜优势产区园艺设施转型升级需求,以日光温室的可持续发展为目标,综合考虑采光、保温、蓄热、农业废弃物的资源化利用、温室装备、环境的自动化控制,研发设计适宜不同生态区的新型日光温室。推进普通日光温室的结构优化升级设计。研发设计适宜不同区域气候条件、温室特点和土建材料资源的温室升级结构,研制适于不同生态区的多重覆盖节能塑料大棚。推进现代节能日光温室装备研发。研究适合不同类型温室的新型装备、保温和蓄热系统、通风降温系统、应急加温系统。推进日光温室环境控制研究。建立温度、光照等环境变化、水蓄热、覆盖材料放热模型,研发环境自动控制系统和物联网应用技术。设施园艺提质增效。加快推进设施园艺科技创新、技术集成和成果转化。

 


附件1核心研究人员

序号

姓 名

性别

学历

学位

职务

职称

现从事专业或研究方向

所在单位

1

王铁良

研究生

博士

站长

教授

农业

沈阳农业大学

2

白义奎

研究生

博士

副站长

教授

农业

沈阳农业大学

3

纪建伟

研究生

博士

 

教授

信息

沈阳农业大学

4

刘文合

研究生

博士

副站长

教授

农业

沈阳农业大学

5

佟国红

研究生

博士

 

教授

农业

沈阳农业大学

6

刘艳华

研究生

博士

 

副教授

农业

沈阳农业大学

7

赵荣飞

研究生

博士

秘书

副教授

农业

沈阳农业大学

8

于威

研究生

博士

秘书

讲师

农业

沈阳农业大学

9

张玉清

研究生

博士

 

讲师

农业

沈阳农业大学

10

王永刚

研究生

博士

 

副教授

信息

沈阳农业大学

11

姜迎春

研究生

博士

 

讲师

农业

沈阳农业大学

12

南波

研究生

博士

 

讲师

农业

沈阳农业大学

13

魏新光

研究生

博士

 

副教授

农业

沈阳农业大学

14

姚名泽

研究生

博士

 

讲师

农业

沈阳农业大学

15

张峰

研究生

博士

 

讲师

农业

沈阳农业大学

 


附件2团队近3年主要科研情况

序号

姓名

项目名称

立项编号

经费

(万元)

起止年月

项目来源

计划名称

担任角色

1

白义奎

高效智能型设施蔬菜生产技术集成与示范

2017-NK-107

300.000

2017.01-2019.12

青海省科技厅

青海省重点研发项目

主持人

2

王永刚

温室系统的优化控制方法的研究

61673281

68.000

2017.1-2020.1

国务院自然科学基金委员会

国家自然科学基金

主持人

3

王铁良

东北老工业地区大学农业科技服务关键技术集成与示范

2013BAD20B08

880.000

2013.1-2015.12

科技部

国家科技支撑计划课题

主持人

4

白义奎

适合西北非耕地园艺作物栽培的温室结构与建造技术研究与产业化示范

201203002

159.000

2012.1-2016.12

农业部

农业部行业专项

项目负责人

5

刘文合

辽沈系列日光温室及配套技术集成与示范

2013GA650007

0.000

2013.1-2015.12

科技部

国家星火计划面上项目

主持人

6

赵荣飞

寒区节能日光温室建造及配套技术示范与推广

2015GA650012

0.000

2015.10-2017.12

科技部

国家星火计划面上项目

主持人

7

佟国红

轻简装配式日光温室墙体结构与新型材料研究

2013AA102407-4

50.000

2013.1-2017.12

科技部

“十二五”农村领域国家科技计划课题子课题

主持人

8

白义奎

低成本节能现代设施结构及环境自动控制系统关键技术研究与应用

 

55.2

2018.10-2021.12

辽宁省科技厅

辽宁省重点研发项目

主持人

9

王铁良

双台河口湿地生态系统稳定与预警研究

31570706

70.000

2016.01-2019.12

国务院自然科学基金委员会

国家自然科学基金

主持人

10

赵荣飞

季冻区格栅加筋粉质粘土渠基融沉机理研究

51508345

18.000

2016.01-2018.12

国务院自然科学基金委员会

国家自然科学基金

主持人

11

刘艳华

钢管橡胶混凝土柱约束机理及力学性能研究

51708366

24.000

2017.01-2019.12

国务院自然科学基金委员会

国家自然科学基金

主持人

12

王铁良

东北寒区设施葡萄蒸腾特征及其时间尺度效应研究

51709174

25.000

2018.01-2020.12

国务院自然科学基金委员会

国家自然科学基金

主要参加人

13

王铁良

日光温室结构优化与环境控制

2015

100.000

2016.01-2020.12

农业部

农业部农业科研杰出人才及其创新团队项目

主持人

14

姜迎春

风荷载作用下温室结构弹塑性动力响应及设计方法研究

2014M561250

5.000

2014.09-2018.06

博士后基金

中国博士后科学基金项目

主持人

15

姜迎春

风场作用下日光温室结构风振响应规律研究

201601112

3.000

2016.09-2018.09

辽宁省科技厅

辽宁省博士启动基金课题

主持人

16

刘艳华

北方日光温室墙体及骨架材料的筛选和结构优化

20141064

3.000

2014.6-2017.6

辽宁省科技厅

辽宁省博士启动基金课题

主持人

17

张玉清

适合辽北地区日光温室可装配式墙体材料研究

L2015492

3.000

2015.1-2018.12

辽宁省教育厅

教育厅科学技术研究项目

主持人

18

南波

日光温室结构在风雪荷载作用下破坏机理与灾害预警研究

LSNQN201718

3.000

2017.9-2019.12

辽宁省教育厅

辽宁省高等学校基本科研项目

主持人

19

刘文合

设施农业气象灾害防御技术研究

2014210003

10.000

2014.1-2015.12

辽宁省科技厅

农业公关项目

主持人

20

刘文合

“琴弦式”日光温室建造规程研究

FBSC2012002

5.000

2014.1-2015.12

农业部重点实验室

农业部设施农业工程重点实验室开放课题

主持人

21

赵荣飞

基于能量平衡的辽宁寒区节能日光温室设计及优化

2014053

30.000

2014.10-2017.10

辽宁省科技厅

辽宁省农业青年科技人才

主持人

22

于威

日光温室风荷载的数值模拟及风灾预警指标的研究

2015039

30.000

2015.7-2018.7

辽宁省科技厅

辽宁省农业青年科技人才

主持人

23

纪建伟

低温胁迫对番茄叶绿素荧光的影响及抑制恢复过程中的调控方法研究

LSNQN201701

10.000

2017.10-2020.10

辽宁省教育厅

辽宁省高等学校重点科研项目

主持人

24

姚名泽

辽宁日光温室果菜蒸腾规律及其模拟研究

 

3.0

2019.1-2022.12

辽宁省科技厅

自由探索性基础研究

主持人

 


附件3团队近3年主要横向项目情况

立项年度

类型

项目编号

项目名称

下达(合作)单位

合同金额

课题负责人

2015

横向

H2015039

2014年苏家屯区农业综合开发土地治理存量资金项目的施工设计

苏家屯农发办

39.14

李波

2015

横向

H2015040

技术服务合同--2015沈北农业高标准

沈北新区农业综合开发办公室

28.16

李玉清

2015

横向

H2015044

苏家屯区利用世界银行贷款可持续发展农业项目的第三年初步设计、施工图、招标图设计

苏家屯农业综合开发办公室

41.00

刘文合

2015

横向

H2015051

苏家屯区2014-2020年建议书编制

苏家屯区农业综合开发办公室

10.51

张玉清

2015

横向

H2015052

2014年新民市农业综合开发高标准农田建设项目

新民市农业综合开发办公室

29.78

于威

2015

横向

H2015054

沈北新区沈康现代农业示范带已建工程区级验收

沈北新区沈康高速公路现代农业示范带建设工作领导小组办公室

32.30

王铁良

2015

横向

H2015055

康平县沈康现代农业示范带农田建设项目市级专业、综合验收

沈阳市农业综合开发办公室

2.48

王铁良

2015

横向

H2015056

2015年农业综合开发滚动计划土地治理项目可行性研究报告专家评审会议

沈阳市农业综合开发办公室

0.30

王铁良

2015

横向

H2015057

昌图县利用世界银行贷款可持续发展农业项目的扩初设计

昌图县农业综合开发办公室

19.06

王铁良

2015

横向

HS2015004

2013年沈阳市农业综合开发土地治理项目验收

沈阳市农业综合开发办公室

13.56

王铁良

2015

横向

HS2015005

2014年第二批农业综合开发土地治理项目可行性研究报告专家咨询论证会议

沈阳市农业综合开发办公室

0.20

王铁良

2016

横向

H2016025

2015年开原市节水增粮行动建设项目

开原农发办

25.89

李波

2016

横向

H2016026

2015年开原市节水增粮行动项目可研、扩初设计

开原农发办

9.43

李波

2016

横向

H2016027

2015年辽中县农业综合开发高标准农田建设项目的扩初设计

辽中县农业综合开发办公室

32.80

刘艳华

2016

横向

H2016028

2015年辽中县农业综合开发高标准农田建设项目扩初设计

辽中县综合开发办

30.94

刘艳华

2016

横向

H2016044

2014年苏家屯区农业综合开发高标准农田建设项目的施工设计

苏家屯区农业综合开发办公室

18.12

于威

2016

横向

H2016045

苏家屯区利用世界银行贷款可持续发展农业项目的第二年施工图、招标图设计

苏家屯区农业综合开发办公室

43.00

于威

2016

横向

H2016046

沈阳新区农业综合开发损毁工程修复、结余资金项目

沈北新区农业综合开发办公室

8.38

于威

2016

横向

H2016047

2015年沈北新区农业综合开发高标准农田建设项目的可行性研究报告编写

沈北新区农业综合开发办公室

21.12

于威

2016

横向

H2016048

2015年辽中县农业综合开发高标准农田建设项目的可行性研究报告编写

辽中县农业综合开发办公室

6.57

于威

2016

横向

H2016049

2015年辽中县农业综合开发高标准农田建设项目可研报告

辽中县综合开发办

61.98

于威

2016

横向

H2016050

2015年辽中县农业综合开发节余资金项目

辽中县农业综合开发办公室

3.20

于威

2016

横向

H2016051

2015年辽中县农业综合开发损毁工程修复项目

辽中县农业综合开发办公室

10.70

于威

2016

横向

H2016052

2015年辽中县农业综合开发损毁工程项目施工设计

辽中县综合开发办

10.09

于威

2016

横向

H2016053

2014年西丰县农业综合开发高标准农田建设项目的可行性研究报告编写

西丰县农业综合开发办公室

2.34

于威

2016

横向

H2016054

2014年西丰县农业综合开发高标准农田建设项目的可研报告

西丰县农业综合开发办公室

3.90

于威

2016

横向

H2016055

2014年东陵区农业综合开发高标准农田建设项目

东陵区农业综合开发办公室

2.00

于威

2016

横向

H2016056

2014年东陵区农业综合开发高标准农田建设项目施工设计

东陵区农业综合开发办

1.89

于威

2016

横向

H2016057

2015年康平区农业综合开发高标准农田建设项目(施工设计)

康平县农业综合开发办公室

31.13

于威

2016

横向

H2016058

2015年康平区农业综合开发高标准农田建设项目(扩初设计)

康平县农业综合开发办公室

19.85

于威

2016

横向

H2016059

2015年康平县农业综合开发高标准农田建设项目可研、扩初设计

康平县农业综合开发办

18.73

于威

2016

横向

H2016060

2015年康平县农业综合开发土地治理项目工程自验收

康平县农业综合开发办公室

1.50

于威

2016

横向

H2016061

2015年康平县农业综合开发土地治理项目工程验收

康平县农业综合开发办

1.42

于威

2016

横向

H2016062

2014年西丰县农业综合开发高标准农田建设项目的扩初设计

西丰县农业综合开发办公室

14.04

于威

2016

横向

H2016063

2014年西丰县农业综合开发高标准农田建设项目扩初设计

西丰县农业综合开发办

13.25

于威

2016

横向

H2016064

2015年辽中县农业综合开发结余资金项目施工设计

辽中县综合开发办

3.02

于威

2016

横向

H2016065

2013年西丰县农业综合开发高标准农田建设项目可研设计

西丰县农业综合开发办

3.68

于威

2016

横向

H2016066

2015年康平县农业综合开发高标准农田建设项目施工设计

康平县农业综合开发办

29.36

于威

2016

横向

H2016067

2014年西丰县农业综合开发高标准农田建设项目可研设计

西丰县农业综合开发办

2.21

于威

2016

横向

H2016069

2015年辽中县农业综合开发高标准农田建设项目施工设计

辽中县农业综合开发办公室

93.62

王铁良

2016

横向

HS2016001

昌图县2012年国家农业综合开发高标准农田建设示范工程项目的扩初设计

昌图县农业综合开发办公室

16.20

王铁良

2016

横向

HS2016002

2015年辽中县农业综合开发高标准农田建设项目施工设计

辽中县农业综合开发办公室

93.62

王铁良

2016

横向

HS2016003

2014年开原市节水增粮行动、高标准农田建设项目

开原农业综合开发办公室

18.43

刘文合

2017

横向

H2017122

昌图县2017年水利基础设施工程设计项目

昌图县农业综合开发办公室

22.5000

李玉清

2017

横向

H2017126

昌图县2016年水利基础设施工程设计项目

昌图县农业综合开发办公室

20.0000

李玉清

2017

横向

H2017140

蒲河生态经济带区域发展及重点领域规划研究

沈阳市资源区划办公室

3.5000

刘艳华

2017

横向

H2017141

蒲河生态经济带产业发展规划及三年行动计划

沈阳市资源区划办公室

4.5000

刘艳华

2017

横向

2014

世行贷款-苏家屯区喷灌技术示范推广

沈阳市苏家屯区农业综合开发办公室

25.3000

李波

2017

横向

2016-NF-FK-JY-4

法库县2014年国家农业综合开发秀水河

法库县农业综合开发办公室

4.4800

张玉清

2017

横向

2016-NF-FK-5

2016年法库县叶茂台镇农业综合开发土地治理项目扩初设计

法库县农业综合开发办公室

11.4000

于威

2017

横向

2016-NF-FK-6

2016年法库县叶茂台镇农业综合开发土地治理项目施工设计

法库县农业综合开发办公室

20.7480

于威

2017

横向

2016-NF-FK-7

法库县2015年农业综合开发损毁工程维修项目

法库县农业综合开发办公室

2.7000

于威

2017

横向

2016-NF-HS-1

2016年黑山县绕阳河流域农业综合开发土地治理项目扩初设计

黑山县农业综合开发办公室

32.0000

李玉清

2017

横向

LN00Z13004

世行贷款-节水灌溉与农业措施相融合的作物需水量变化规律研究

辽宁省农业综合开发办公室

19.9993

李波

2017

横向

H2017371

世行贷款可持续发展农业项目昌图县农业综合开发办2017年补充计划水利基础设施工程设计项目

昌图县农业综合开发办公室

19.5000

李玉清

2017

横向

2016-nf-xm-1

2016年新民市农业综合开发高标准农田建设项目可研扩初设计

新民市农业综合开发办公室

20.1600

李玉清

2017

横向

2016-nf-xm-2

2016年新民市农业综合开发高标准农田建设项目施工设计

新民市农业综合开发办公室

25.2000

李玉清

2017

横向

 

南票区农业综合开发科技综合示范项目

地方农业综合开发项目

30

李波

2017

横向

 

辽宁省设施果蔬水肥高效管理示范与推广

农业综合开发省级重点科技推广项目

30

李波