1、一、项目名称设施蔬菜生产资源高效利用关键技术与应用二、提名者中国农学会三、提名意见我单位认真审阅了该项目提名书及附件材料，确认全部材料真实有效，相关材料均符合国家奖励办的填写要求。该项目首次明确了灌溉水在蔬菜生物量、蒸腾，土壤蒸发和渗漏中的分配比例与矿质元素年淋洗量；发明了简便实用的肥水气一体化装置，提出了以“控漏减蒸”为核心的定量袋灌等节水节肥技术体系，节水节氮效果明显。选育出茄砧 1 号等抗性砧木，开发了异效双砧嫁接技术；取得了土壤改良做畦方法等多项发明专利，构建了以微生态平衡重建为核心的土壤质量提升技术体系，明显降低了土传病害发病率，增产效果明显。 探明了蔬菜响应光温的分子生理机制，明确
2、了光温管理指标，构建的光温管理模式明显提高了光合效率；优化了设施结构参数及设计方案，明显提高了日光温室采光量、蓄热量和保温效果，保障了果菜冬季生产。上述成果的利用实现了水肥、光热、土壤（耕地）等资源的高效利用及设施蔬菜高产高效。获发明专利 16 件、获得计算机软件著作权和制订规程共 11 项，省部级一等奖 3项。发表论文 323 篇（SCI 论文 103 篇） 。成果创新性突出，技术先进成熟，科技支撑体系完整，经济、社会和生态效益显著，在推动科技进步，提升行业技术水平、引领行业发展等方面具有重要意义。提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。四、项目简介设施蔬菜是现代农业的重要载体和体现形式，是菜
3、农致富的重要支柱产业，但目前存在水肥过量施用、土壤和光热资源利用率低等瓶颈问题，与我国耕地和水资源极度短缺，光热资源利用率较低的矛盾仍较突出，据此本成果系统深入开展了设施蔬菜资源高效利用和高产栽培关键技术研究，获得突破性成果：1.首 次 摸 清 了 灌溉水分配去向和矿质元素淋洗规律，创建了农艺节水节肥技术体系，实现了水肥量化管理与高效利用：探明了设施常规栽培下灌溉水在果类蔬菜生物量、蒸腾、土壤蒸发和耕层渗漏中的分配比例，确定了设施果类蔬菜适宜灌水量；摸清了常规灌溉下土壤中氮钙镁等离子年淋洗量和根层土壤适宜硝态氮浓度；发明了简便实用的肥水气一体化装置，集成创新了基于“控漏减蒸”的定量袋灌、异区交
4、替灌溉和水肥一体化等节水节肥技术体系，节水 35%45%，节氮 30%33%，水分利用效率提高 35.3%63.6%。2.构建了以微生态平衡重建为核心的土壤质量提升技术体系，实现了设施土壤高效利用：探明了蔬菜单一种植和过量施肥引起的微生态失衡是设施土壤质量退化的根本原因，提出以微生态平衡重建为核心的土壤质量提升模式；发明了土壤热水消毒与蔬菜菌根苗相结合的土壤微生物群落重建技术，突破了热水消毒后土壤有益微生物群落重建迟缓的难题；选育出茄砧 1 号等抗性砧木，开发了异效双砧嫁接技术，显著提高作物抗逆性；取得了益于土壤改良的作畦方法等多项专利，构建了高碳堆肥和夏季填闲等土壤质量提升技术体系，土传病害
5、发病率减少46%95%，增产 10%以上，实现了设施土壤可持续利用。3.探明了基于果菜温光响应机制和设施结构优化的光热调控技术体系，提高了设施光热利用率：探明了黄瓜光合作用温度补偿点、光合启动时间、果实光合作用对自身产量的贡献，果实产物卸载及抗逆对光温响应的分子生理机制等，突破了传统光热管理模式，优化了管理指标，有效光合时间延长约 110min/天，光合生产率提高 10%以上；引入云遮系数构建了日光温室热平衡动态模拟模型，提出了长后坡、适宜角度（后仰角和前底角） 、保温板外置和工具间后置等采光、蓄热和保温等结构优化方案，采光量和蓄热量分别增加 10和 45%以上，冬季夜间最低温度提高 2-3，
6、保障了果类蔬菜冬季生产。此外，结构优化还可使设施果类蔬菜有效种植面积增加 12%以上。4.创 新 提 出 了 以 “促 根 壮 秧 保 果 ”为 核 心 的 源 库 及 合 理群 体 调 控 相 协 调 的 高 产 关 键 技 术 ， 与 资 源 高 效 利 用 技 术 进 行集 成 创 新 形 成 技 术 体 系 ， 显著提高水土光热资源利用效率，增产 10%以上，节本增效 25%，降低水氮投入 30%以上，产品质量达到农业部食品安全标准，实现设施蔬菜资源高效利用和优质生产。知识产权：获发明专利 16 件、计算机软件著作权和技术规程共 11 项，省部级一等奖 3 项。在 plant phys
7、iology、JXB、PCE 和应用生态学报等主流期刊发表论文 323 篇，其中 SCI 论文 103 篇，被引用 6563 次。光热高效利用论文被美国 science daily 头版头条转载引起极大关注。累计推广 2187 万亩，经济、社会和生态效益显著，有效地推动了行业发展。第三方评价认为，该成果整体水平居国际先进，关键技术居国际领先五、客观评价1.科学评价研究成果先后在 Plant Physiology, Journal of Experimental Botany, Plant, Cell and Environment、园艺学报，应用生态学报，中国农业科学等主流刊物上发表学术论文
8、323 篇，其中 SCI 论文 103 篇。论文被引 6563次，特别是“Structure, function, application and ecological benefit of single slope energy efficient solar greenhouse in China ”(HortTechnology, 2010, 20:626631)被 ScienceDaily (2011-03-17)(http:/ （见附件 9）2.科技部认定的第三方机构评价2016 年 12 月 17 日，由中国农学会组织方智远院士、朱有勇院士、陈剑平院士、康绍忠院士、李天来院士、邹学
9、校院士等对本成果进行了综合评价（中农（评价）字2016第 113 号） ，认为，该成果针对我国水和耕地资源极度短缺，设施光热、土壤（耕地）等资源利用率低等问题，系统深入开展了设施蔬菜优质生产资源高效利用及高产栽培关键技术研究，在水肥、光热、土壤（耕地）等资源高效利用方面获得了突破性进展，整体水平居国际先进，在日光温室果类蔬菜栽培节水节肥技术上达到国际领先（见附件 13） 。3.政府评价 该项成果曾获得省部级多项奖励，代表奖项主要有：1.“资源高效利用型设施蔬菜安全生产关键技术研究与应用” ，2011 年，神农中华农业科技一等奖，农业部和中国农学会；（见附件 11）2.“工厂化育苗关键技术创新集
10、成及产业化示范与推广” ，2008，上海科技进步一等奖；3.“设施蔬菜生长发育调控创新团队” ，2013，神农中华农业科技奖（等同于科技进步一等奖） ，中华农业科技奖，农业部和中国农学会4.国家相关部门技术检测报告本成果所形成的技术标准在生产上应用后，所生产的黄瓜、番茄产品经农业部果类蔬菜品质监测检验测试中心（北京）检验，产品全部达到农业部无公害产品要求。 （见附件 5）5. 与国内外相比 该成果在以下几个方面国内外未见相关报道：摸清灌溉水在设施蔬菜生物量、蒸腾，土壤蒸发和渗漏中的分配规律及其相耦合的矿质元素的淋洗规律；提出基于“控漏减蒸”和“堵漏限蒸”的节水技术体系，明显提高水肥利用效率。研
11、制了异效双砧嫁接技术兼顾抗逆及改善品质；研发了土壤热水消毒与菌根苗相结合的技术，突破了消毒后有益微生物重建速度慢的难题。探明了黄瓜温度补偿点和光合作用启动时间，为延长设施蔬菜光合时间，提高光合生产率提供了重要的依据；温室后墙保温板外置、工具间后置等结构优化，提高了采光、蓄热和保温效果，增加了有效种植面积。明确了果类蔬菜合理叶果比 2，结果期功能叶保持 12-14 片是源库关系和合理群体结构的调控依据。6. 现场验收报告 2006 年、2008 年、2009 年和 2010 年分别由教育部、农业部等部门组织有关专家对课题组进行的多次现场验收和鉴定中，对课题组在农艺节水灌溉、水肥高效利用、日光温室
12、资源高效利用、土壤高效利用等方面所取得的成果都给予了高度评价。（见附件 4、6、7、8）7. 查新报告成果完成单位委托教育部科技查新工作站围绕本成果创新点进行查新，查新结论如下：成果在水肥、土壤、光热等资源高效利用等方面创新突出，如创新点 1 的灌溉水分配规律、控漏减蒸等；创新点2 基于作物/土壤同步调控的异效双砧嫁接等所形成的技术体系；创新点 3 中的光合作用温度补偿点，将云遮系数引入温室热平衡动态模拟模型；“堵漏限蒸”隔离的人工有机土等栽培模式、 “高垄覆膜滴灌全价营养液栽培等技术”等创新性关键技术均为首次或最早提出，并在资源高效利用中发挥重要作用。 （见附件 10）8. 用户评价及效益证
13、明成果自 2002 年起，已先后在冀、鲁、豫、京、新疆自治区等 15 个省市进行推广应用，获得用户的一致好评，用户认为，此成果应用后节水、节氮，采光好，蔬菜长势强，产量和效益高（见附件 12） 。六、推广应用情况1.推广应用情况到目前为止，成果先后在京、冀、鲁、辽等十几个省、市、自治区进行了示范和推广，累计推广 2187.8 万亩，经济效益约 256.6 亿元。近三年（20152017）累计推广676.35 万亩，增产均达 10%以上，降耗 25%，产品直接销售收入和生产成本节支收入两项合计效益达 79.13 亿元，单位规模年均增收节支 0.58 万元/公顷。应用地区显著提高了水肥、光热、土壤
14、（土地）利用率，社会、经济和生态效益显著主要应用单位的应用情况（略）2社会效益（1）提高了菜农设施蔬菜生产技术水平。十几年来，课题组成员在项目实施地区和成果应用地区，先后举办以“ 设施蔬菜农艺节水技术” 、 “设施菜田土壤保健及连作土壤生物修复技术” 、 “蔬菜硝酸盐控制技术” 、 “日光温室高效节能技术” 、 “日光温室蔬菜高效栽培新技术”等为主题的培训班 145 次，培训技术干部 10300 余人次，技术辐射菜农 51600 人次，提高了菜农设施蔬菜生产技术水平。（2）减少了水肥和农药投入，有效降低了蔬菜产品中农药残留，保证了蔬菜产品质量安全。综合应用本成果后，显著减少了设施蔬菜生产管理过
15、程中的灌溉用水，及其化肥和农药施用量，提高了水、肥利用效率，减轻了因水、肥的过量使用对土体及地下水资源的污染，为设施蔬菜产业的营养安全和提质增效，及其可持续发展探索出了切实可行的技术模式，有助于“双减”政策的贯彻执行。（3）提高了设施蔬菜产量，增加了农民收入，为“精准扶贫”和“农民致富”做出了一定贡献。通过课题实施地设施蔬菜生产新品种、新技术的推广，助力蔬菜产量品质提升，衔接市场发展需要，促进农民增收致富，也为精准扶贫提供了一条行之有效的途径。（4）促进了非可耕地的开发利用。基于本成果发明的应用于盐渍化土壤的“高垄覆膜滴灌营养液”栽培技术，“阻盐促淋”根区环境改良栽培技术，及其灌溉水高效利用的
16、“堵漏限蒸”技术等，为我国西北地区非可耕地及沿海地区盐碱地等的开发与利用提供了实用高效的技术体系。（5）所获得的研究成果补充和更新了教材和教学内容，使学生及时掌握最新科技知识，技知识，提高了教学质量。七、主要知识产权证明目录（不超过 10 件）知识产权类别知识产权具体名称国家（地区）授权号 授权日期 证书编号 权利人 发明人发明专利有效状态发明专利设施蔬菜肥水 气一体化施用 装置中国ZL2005 100118 08.02007 年 3月 21 日第 3148 54 号中国农科院蔬菜花卉研究所贺超兴，张志斌有效发明专利一种克服连作 障碍的用于温 室栽培黄瓜的 做畦方法中国ZL2011 10446
17、0 81.42014 年 5月 14 日第 1402 829 号中国农业大学高丽红，乔永旭有效论文为延长光合时间、提高光合效率提供依据的论文，园艺学报中国0513-353X (2003) 02-0157-062003 年 5月ISSN:0513-353X CN11-1924/S中国农业大学张振贤，艾希珍赵世杰等其他有效的知识产权论文温度响应分子机制的 SCI 论文，Plant Physiology 中国DOI: https:/doi.org/10.1104/pp.15.002902015 年 6月中国农业大学眭晓蕾、张振贤其他有效的知识产权发明专利设施蔬菜菌根苗的生产方法中国ZL2006100
18、11897.32011.08.24CN1843073B中国农科院蔬菜花卉研究所贺超兴，张志斌，贺忠群，王怀松有效发明专利设施蔬菜有机 土栽培方法中国 ZL0315 3812.62006 年 9月 20 日第 2845 50 号中国农科院蔬菜花卉研究所张志斌，贺超兴，魏民有效发明专利一种高垄、营养液滴灌栽培技术中国ZL2008 100431 88.22011 年 4月 13 日第 7614 50 号太仓戈林农业 科技有限公司卜崇兴，张艳岺有效发明专利一种有土无土栽培装置中国ZL2008 100433 56.82012 年 5月 30 日第 9590 96 号上海孙桥农业技术有限公司卜崇兴、郑奕、
19、张艳岺有效计算机软件著作权温室番茄生产 管理智能专家 决策系统V1.0中国 2006SR BJ08212006 年 3月 10 日软著登字第 BJ46 29 号中国农业科学院蔬菜花卉研究所张志斌，贺超兴，魏民其他有效的知识产权发明专利一种负压调控的封闭式栽培系统及其操作方法中国ZL200+10071164X2004 年 7月 30 日第 346788号北京农林科学院刘明池 有效八、 主要完成人情况姓名 排名 职务/职称 工作单位/完成单 位 对本项目技术创造性贡献张振贤 1 教授 中国农业大学本研究课题组长，主持国家科技支撑、自然科学基金、大宗蔬菜产业技术体系栽培技术岗位项目，对创新点 1、3
20、、4 均做出重要贡献。发表学术论文 150 篇，主、参编著作或教材 9部，授权国家发明专利 2 件。是两个中华农业科技成果一等奖的第 1 完成人。张志斌 2 研究员 中国农业科学院蔬菜花卉研究所项目设计和实施的主要参与者，对创新点2、4 做出重要贡献，投入研究的工作量大于40%。主持项目子课题日光温室番茄与甜瓜抗逆栽培关键技术研究，系统研究了基质根际通气对设施番茄生育的影响，研制设施番茄营养基质配方，制订日光温室番茄和甜瓜栽培技术规程；负责北京、宁夏等地相关技术的示范。高丽红 3 教授 中国农业大学 项目的主要参与者和执行者，对创新点1、2、4 做出重要贡献，每年投入研究的工作量大于 55%。
21、在连作土壤的生物改良、有机基质土壤修复技术、水肥一体量化管理指标研究方面开展了许多工作，提出配套肥水技术措施；负责天津、宁夏等地区的相关技术推广示范工作。余纪柱 4 研究员 上海市农业科学 院南方工作的执行者，对创新点 2、4 有重要贡献，投入研究的工作量大于 40%。系统研究了连栋温室环境温湿度变化规律，不同设施光照度变化规律及透光率、黄瓜生长发育规律及茎流规律并提出了相应的调控措施。系统研究了嫁接生理，为黄瓜砧木的选择提供了依据；开展了储液储气式无土栽培系统及配套的栽培技术集成与示范；负责上海相关技术示范与推广。卜崇兴 5 研究员上海孙桥溢佳农业技术股份有限公司南方工作的执行者，对创新点
22、2、4 做出贡献。开发了系列无土栽培装置系统，发明了“一种有土无土栽培装置”等多项专利；制订了有机黄瓜温室栽培生产规程；研发了高垄、滴灌营养液栽培技术，并开展了蔬菜水肥一体化栽培技术的集成示范。在新疆、宁夏、江苏等地开展了相关技术的示范推广。每年投入研究的工作量大于 40%。刘明池 6 研究员 北京市农林科学 院对创新点 1、2、4、做出贡献。明确了番茄水肥管理模式与量化指标对对番茄产量的影响；提出了黄瓜双砧嫁接技术，可用于设施土壤健康保持与高效利用。负责北京、河北等地技术示范推广。每年投入研究的工作量大于40%。陈青云 7 教授 中国农业大学对创新点 1、4 做出贡献。建立了日光温室光温模拟
23、机理模型，优化了日光热室结构参数，研究了太阳能、地源热泵等新能源在日光温室的应用效果，研究了我国温室气候区划；研究了土壤隔离栽培对日光温室黄瓜产量和水分利用的影响。负责新疆地区的相关技术推广示范工作，每年工作量大于 40%。贺超兴 8 研究员 中国农业科学院蔬菜花卉研究所对创新点 1、2、4 做出贡献。发明了简便实用的肥水气一体化装置，明确了肥水耦合及气体增施的量化指标；发明了设施蔬菜菌根苗的生产方法，建立了土壤热水消毒与蔬菜菌根苗相结合的土壤连作障碍控制与微生物恢复技术；参与京、津、冀等地的技术示范推广。每年投入研究的工作量大于 35%。眭晓蕾 9 教授 中国农业大学对创新点 1、3、4 做
24、出贡献。研究了设施隔沟交替灌溉技术；研究了主要果菜（如黄瓜、辣椒等）光合作用的温、光需求规律。负责宁夏、北京等地的推广工作，每年投入工作量大于 35%。王倩 10 教授 中国农业大学 对创新点 1、2 做出贡献。参与了节水技术研究，研发了地面覆盖、减量灌溉等农艺节水技术；研究了嫁接、秸秆还田、夏季填闲等克服连障碍的技术。负责京津冀等省市的推广工作，每年投入工作量大于 35%。九、 主要完成单位及创新推广贡献序号 单位名称 创新推广贡献1 中国农业大学负责项目的整体设计、组织实施等。对创新点 1、2、3 和 4 做出重要贡献。首次探明了设施果类蔬菜类蔬菜畦灌下灌溉水的分配规律，建立了基于“控漏减
25、蒸”的定量袋灌和膜下异区交替灌溉等高效节水技术体系。选育出抗性砧木，创建了异效双砧嫁接、夏季填闲为核心技术的设施土壤高效利用技术体系，保障了设施土壤的安全可持续利用。探明了主要果类蔬菜的温、光需求规律，为优化温室结构与果类蔬菜温、光管理提供了重要科技支撑。摸清了温室结构与采光、蓄热、保温间的关系以及不同异质复合墙体的蓄热保温效果。提出了不同纬度日光温室优化参数，明显提高了采光、蓄热和保温效果，保障了蔬菜的冬季生产。负责京、冀、鲁、豫等多个省、市、自治区的示范推广工作。2 中国农业科学院蔬菜花卉研究所对创新点 1、2、4 做出重要贡献。发明了简便实用的肥、水、气一体化装置，提出了水肥一体量化管理
26、指标；发明了土壤高温热水消毒机、创建了消毒后土壤微生物再植技术模式及菜田土壤修复法；发明了设施蔬菜有机土栽培方法，利用农业废弃物、有机肥与洁净土配制，成本低、操作简便，并积极推广成果。开发了温室黄瓜、番茄高效安全生产智能专家决策系统软件著作权；负责京、津、宁夏等地区的相关技术推广示范工作。3 上海市农业科学 院对创新点 2、4 做出贡献。明确了上海设施土壤栽培条件下黄瓜不结球白菜、结球白菜施肥量化指标；筛选的黄瓜抗性砧木解决了夏秋高温季节死苗率高的问题；解决了设施栽培条件下耐高温、抗病的问题，并提出了相应的调控措施，提高了不结球白菜（青菜）和结球白菜的产量和品质。负上海、安徽等省市的示范推广工
27、作。4 北京市农林科学 院对创新点 1、2、4 做出重要贡献。明确了不同灌溉方式对番茄产量的影响，制定了番茄水肥管理模式与量化指标，为水肥量化管理与水肥的高效利用提供了科学依据。探明了了番茄、黄瓜双砧嫁接技术，为设施土壤健康保持与高效利用技术体系建立提供科学依据。建立了菌菜互作栽培模式，实现了日光温室光热和土地高效利用。负责北京、河北等地技术示范推广工作。5上海孙桥溢佳农业技术股份有限公司对创新点 2、4 做出重要贡献。开发了系列无土栽培装置系统，储液储气式无土栽培等相关技术申报国家专利 18 项并获得授权；制订了有机黄瓜温室栽培生产规范 1 项；研发了高垄、滴灌营养液栽培技术，在盐碱地应用高
28、垄覆膜滴灌全价营养液栽培技术体系，可高效节水节肥，增产效果明显。开展了蔬菜水肥一体化栽培技术的集成示范。在新疆、宁夏、江苏等地开展设施蔬菜栽培技术的示范推广。九、完成人合作关系说明2006-2010 年，由中国农业大学牵头承担了国家科技支撑计划项目十一五科技支撑项目“资源高效利用型设施蔬菜安全生产关键技术研究与应用（2006BAD07B04） ”；合作人员包括张振贤、张志斌、余纪柱、卜崇兴、高丽红、刘明池、陈青云、贺超兴、王 倩、眭晓蕾。项目完成的相关成果“资源高效利用型设施蔬菜安全生产关键技术研究与应用”共同申报并获得 2011 年神农中华农业科技一等奖。2008-2010 年，由北京市农林科学院牵头，参加了十一五科技支撑合作项目“都市型设施园艺生产技术集成与产业化示范” （2008BADA6B 03） ；参加人员有刘明池，高丽红，余纪柱，眭晓蕾，王倩，贺超兴等。 课题组成员在专著编写、论文发表和专利、软件著作权申请等方面也有合作，详见完成人合作关系情况汇总表。综上，成果主要完成人均从事资源高效利用和设施蔬菜高产优质方面的研究，并围绕资源高效利用型设施蔬菜优质生产关键技术研究与应用项目的主要内容开展相关工作，既有分工又有合作，取得多项研究成果。
