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浦东新区科技发展基金创新资金农业、卫生、城建和环保项目可行性方案项目名称：草莓数字化流水线式立体栽培技术的研究与应用承担单位：起止年月：项目负责人：李付忠通信地址：上海市浦东新区南汇现代农业园区秋荷路50号邮政编码：201300联系电话：电子邮箱：2013年5月10日订—1—说明一、本提纲供编写浦东新区创新资金农业、卫生、城建和环保项目可行性方案使用。二、项目提出单位应根据本提纲要求，逐条认真编写，表达要明确、严谨。外来语同时用原文和中文表达。三、请按隶属关系逐级审批，由主管部门汇总后在网上申报（特殊情况，另定）。四、本提纲制订单位是浦东新区科学技术委员会。—2—一、趋势判断和需求分析（一）国内外现状、水平和发展趋势草莓（Strawberry）又叫红莓、洋莓、地莓，蔷薇科植物，属多年生草本植物，花白色，原产南美、欧洲，现我国各地都有草莓栽培，也有野生的。草莓是该种植物的花托膨大了的聚合瘦果，草莓的外观呈心形，鲜美红嫩，果肉柔软多汁，香味浓郁，甜酸适口，营养丰富是深受人们喜爱的高档水果。草莓营养价值高，富含氨基酸、果糖、蔗糖、葡萄糖、柠檬酸、苹果酸、果胶、胡萝卜素、维生素B1、B2、维生素C、烟酸及矿物质钙、镁、磷、铁等，这些营养素对生长发育有很好的促进作用，对老人、儿童大有裨益。每一百克草莓含维生素C50-100毫克，比苹果、葡萄高10倍以上，维生素C能消除细胞间的松弛与紧张状态，使脑细胞结构坚固，皮肤细腻有弹性，对脑和智力发育有重要影响。草莓中所含的胡萝卜素是合成维生素A的重要物质，具有明目养肝作用。草莓鞣酸含量丰富，鞣酸在人体内可吸附和阻止致癌化学物质的吸收，具有防癌和抑制癌肿的生长作用。草莓中含有的果胶及纤维素，可促进胃肠蠕动，改善便秘，预防痔疮、肠癌的发生。草莓中含有的胺类物质，对白血病，再生障碍性贫血有一定疗效。草莓中含有天冬氨酸，可以自然平和的清除体内的重金属离子。草莓对胃肠道和贫血均有一定的滋补调理作用，饭后吃一些草莓，可分解食物脂肪，有利消化。草莓除可以预防坏血病外，对防治动脉硬化，冠心病也有较好的疗效。目前全世界草莓栽培面积约为30万公顷，几乎所有国家均有草莓生产，其中主产区是欧洲，其次是北美洲和亚洲。种植面积排行前5位的分别是：中国8万公顷、波兰3万公顷、美国2万公顷、俄罗斯1万公顷、西班牙1万公顷。全世界草莓总产量已突破400万吨，年产量排行前5位的是：中国110万吨、美国74万吨、波兰25万吨、西班牙23万吨、日本21万吨。亩产量以美国和西班牙最高，约2500公斤/亩，美国和西班牙具有品种更新快、现代化生产技术高和大规模集约经营等特点。美国加利福尼亚州每个草莓种植户经营面积都在20公顷以上。欧州主要以露地栽培为主，日、韩以保护地促成或半促成栽培为主，美国目前也在大力发展保护地草莓，反季节栽培面积逐年增加，反季节进口草莓逐年减少。—3—中国目前草莓生产面积近8万公顷，产量110万吨，所有省、市、自治区都有种植，其中主要产地分布在辽宁、河北、山东、江苏、上海、浙江等东部沿海地区，近几年四川、安徽、新疆、北京等地区发展也很快。重点草莓产区是辽宁丹东、河北保定、山东烟台、上海郊区等。（二）经济建设和社会发展需求我国草莓以日光温室促成栽培、早春大中拱棚半促成栽培和露地栽培三种形式生产，其比例约为30%：50%：20%。南方以半促成为主，北方则三种形式并行发展。农村改革开放之前，全国草莓面积只有几万亩，进入20世纪90年代后，由于农村产业结构调整、国民生活水平提高和国内外草莓消费市场的活化作用，草莓呈快速发展态势。1990年全国草莓产量约10万吨，到1995年37万吨，到2007年则增加到110万吨，其中出口15万吨，已是草莓生产、出口大国。随着我国人民生活水平的不断提高和饮食结构变化，国内草莓市场需求潜力逐渐增大，再加上草莓保鲜、包装、深加工技术开发和拓宽内外贸易渠道，国内外市场草莓需求量将急剧增加。但是由于目前国内草莓生产存在着生产技术含量较低、规划管理不到位等情况，使得农民栽植草莓的收益远远低于发达国家农民。具体包括：草莓品种更新慢、种苗老化带病毒、重茬连作、设施化标准低、病虫害严重、管理粗放等问题。导致草莓果品质量等参差不齐，农药残留超标，果实货架期短，市场竞争力弱等一系列亟待解决的问题。（三）科学技术价值、特色和创新点上海赋民农业科技有限公司将充分利用上海地域优势和前期开展的草莓自动化立体栽培技术研究等工作基础，开发草莓数字化流水线，发展现代化、规模化、集约化、数字化草莓种植业，提高草莓品质和市场竞争力，再通过深加工精加工开拓国际市场，提高草莓附加值，促进农民致富、财政增收、国家创汇，拉动地方经济快速发展。栽培方式创新：本项目采用的草莓数字化流水线式立体栽培在国内尚属首例，是栽培模式上的创新举措。—4—生产模式创新：本项目将采用农业数字化技术结合草莓自身的生长习性和特点，深入研究提高草莓产量、改善草莓品质、节约水电人工、可自动化规模化生产的草莓生产新模式。本项目的顺利实施将为上海和长三角地区的草莓自动化生产提供可靠的科学依据和技术支持。二、研究内容和技术关键（一）主要研究内容项目将针对草莓的生物学生长习性和生长特点，采用数字化农业技术研究适合草莓的栽培技术，研究开发草莓生产的数字化流水线。具体研究内容如下：1.研究一套草莓数字化流水线式立体栽培技术，包括草莓组培脱毒苗生产，液体养料配制与供应，温度、湿度、光照、气体等最宜生长条件的摸索。2.研究开发一套草莓数字化流水线及其数字化农业智能控制系统，该系统将通过传感器监测生产流水线的温度、湿度、光照、气体及营养供给情况，数据通过计算机分析后，自动作出决策，以提供植物生长的最佳生长条件和营养供给；该系统能在草莓数字化流水线任一环节出现异常时自动发出警报，以提醒相关责任人快速作出处理；该系统还会将所有数据进行上传和备份，以便进行资料分析总结和学习。3.建设不少于200平方米适用于草莓数字化流水线式立体栽培的温室大棚。4.草莓数字化流水线与传统草莓种植方式（普通大田）模式作对比，研究其生长周期、病虫害发生，及其产量、品质的差异。（二）所要解决的技术关键1.研究一套草莓数字化流水线式立体栽培技术。2.研究开发一套草莓数字化流水线及其数字化农业智能控制系统。三、执行年限和计划进度2013年三季度—5—完成草莓数字化流水线及其数字化农业智能控制系统和温室大棚的建设，并进行调试试运行。2013年四季度完成草莓数字化流水线式立体栽培技术研究，并进行小批量生产试验。2014年一、二季度完成中试和大批量生产，完成项目技术报告、工作总结报告等，2014年6月30日前完成项目验收。四、工作条件和环境保障（一）项目提出单位情况与项目组织机制设计上海赋民农业科技有限公司坐落于浦东南汇现代农业园区内，是我国首批从事数字化农业研究的农业高科技企业。赋民自2000年开始研究植物立体雾化气生栽培方式与数字化农业技术相结合的现代化智能管理技术，现在共申请了50多项专利，始终保持在现代化农业领域国内领先、国际先进水平。赋民2011年开始在南汇现代农业园区规划投资5000万元建立具有自主知识产权的数字化农业产业基地，专业从事城市高效蔬菜自动化生产及其产业化研究。现已试制成功一整套的农业数字化蔬菜生长系统，单层生产的产能在同等面积的条件下可达到普通大田的10倍以上，可有效缓解城市农用土地紧张的问题。目前公司共有员工65人，其中本科以上员工占到60%以上，现已经组建上海数字化农业研究院，研究课题涉及多个课题组，现与国外多所知名大学合作开展农业基础性研究，掌握多项核心技术，累计完成多项研究成果。公司将为本项目组成专家团队，专家团队包括多名植物营养专家、植物病理专家、分子生物学专家、微生物专家、农业计算机专家、工程设计专家、机械工程专家，形成了强大的科研力量和灵活的机制，具备了完成本项目所需的人力、技术等条件。（二）已经具备的实验条件—6—公司现已拥有先进的植物生理实验室、植物病理实验、植物组培实验室、微生物实验室，有一个可调温、控温冷库供试验使用。实验室内有高压灭菌锅、生物显微镜、自动控温光照培养箱、低温冰箱、电热恒温干燥箱、超净工作台、精密电子天平、恒温水浴锅等先进的实验仪器设备，良好的试验条件为本项目的顺利进行奠定了物质基础。通过本课题的实施，企业的基础实验研究条件将得到了进一步的改善。（三）现有工作基础和产学研结合加快工作进展的设想本项目由多年从事蔬菜立体栽培和数字化农业智能管理系统的李付忠教授带队组成研究小组。本项目的负责人李教授参加了多个国家级重要研究课题，主持过多项上海市级蔬菜自动生产流水线的线管科研工作，在草莓立体种植和自动化生长流水线及数字化农业智能专家方面积累了深厚的工作基础和丰富的研究经验，申请了50多项专利。本项目组成员包括具有扎实的植物病理学、植物生理学、微生物学及分子生物学计算机工程学、机械设计功底的研究队伍。该研究团队曾成功研制杭白菜智能化立体气生栽培生产流水线，该流水线现已投入生产，其杭白菜产量是同等面积普通大田的3.2倍，而成产成本是同等面积普通大田的1/2，该项目申请了2项专利。因而本团队在蔬菜水果数字化流水线栽培技术积累了很多的研究工作经验，本项目具有良好的工作基础。五、成果形式和考核指标（一）主要技术指标1.研究一套草莓数字化流水线式立体栽培技术；2.开发一套草莓数字化生长流水线及其数字化农业智能控制系统；3.完成项目的总结报告、技术报告等。（二）主要经济指标1.建设不少于200平方米适用于草莓立体气生栽培的温室大棚；2.确保亩产新鲜草莓达3吨以上，草莓年亩产达到同等面积普通大田的3倍—7—以上。六、预期效果和风险分析（一）经济、社会效益及产业化前景随着我国人民生活水平的不断提高和饮食结构变化，我国草莓市场需求潜力逐渐增大。但是由于目前国内草莓生产存在着生产技术含量较低、规划管理不到位等情况，导致草莓果品质不佳，产品附加值低。开发草莓数字化流水线，发展规模化、集约化、数字化草莓种植业，提高草莓产量、品质和市场竞争力，再通过深加工精加工开拓国际市场，提高草莓附加值，促进农民致富、财政增收、拉动地方经济快速发展。项目投产后将带动草莓现代化种植业快速发展，以满足我国和世界日益增长的健康食品的需求，预计投产3-5年后，每年上海草莓种植户可增加收入5000万元，具有良好的经济效益和社会效益。（二）风险分析本项目的风险主要来源于：1.技术风险，草莓数字化流水线式立体栽培技术的应用在国内尚属首次，存在着一定的技术风险。2.市场风险，本项目所开发草莓数字化流水线前期投入成本比较大，可能有些果农无力承担，从而导致市场推广受阻。主要控制措施：针对技术风险，项目组已有杭白菜数字化流水线开发成功的丰富经验，本项目会在其基础上将草莓数字化流水线做得更完善。针对市场风险，公司前期可以采取租赁的方式将做好的草莓数字化流水线租给果农，并派专业技术人员给予培训和指导。七、主要研究人员情况—8—1.按下表列出研究人员名单姓名工作单位性别年龄专业职务（职称）分工工作量（月）签章李付忠上海赋民农业科技有限公司男42计算机工程高级工程师项目负责人8潘赵美上海赋民农业科技有限公司女39计算机信息管理中级工程师项目管理协调8何惠霞上海赋民农业科技有限公司女34微生物学中级工程师植物营养、病理研究10李剑上海赋民农业科技有限公司男30分子生物学中级工程师分子生物学研究10刘鹏上海赋民农业科技有限公司男30电子科学与技术中级工程师硬件设施设计开发10明东京上海赋民农业科技有限公司男28机械设计与制造助理工程师机械设备设计10蒋大有上海赋民农业科技有限公司男30环境工程助理工程师外环境工程10周洋明珠上海赋民农业科技有限公司女28植物营养与病理助理工程师植物营养液配方102.项目负责人和主要成员简历（学历、工作经历、论著、近三年重要成果及获奖情况等）。—9—八、资金来源和投资预算1.项目资金来源按下表列出资金来源投资总额人民币（万元）其中：已落实（万元）合计浦东新区科委资助市科委资助国家有关部委拨款承担