研究可控环境农业 实现农业生产信息化——访农业环境控制与信息技术应用专家孙忠富博士

2009-10-05

研究可控环境农业 实现农业生产信息化——访农业环境控制与信息技术应用专家孙忠富博士
 可控环境农业是一种现代集约化的农业生产方式，亦称环控农业或受控农业。指所有能通过人工调控方法，为生物（包括微生物、植物或动物）生长、发育、繁衍等过程提供适宜环境，实现高产优质的可持续生产的一种现代农业生产方式。其最高级的形式可以是植物工厂，能完全实现内部环境和生产作业过程的自动化控制和智能化管理。多年来，中国农业科学院孙忠富博士在这一领域不断开拓创新，成绩斐然。
 孙忠富博士是我国著名的农业环境控制与信息技术应用专家，他长期从事可控条件下环境与植物交互作用机理、系统模拟与优化控制、信息技术开发应用、以及农业低温灾害机理与调控技术等方面的研究与开发。研究和开发领域包括：设施农业系统模拟与控制技术，农业气象灾害机理与调控技术，农业环境数据采集与远程监控技术等。在中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所创建了可控环境农业实验室（CEAL-- Controlled Environment Agriculture Lab），任实验室主任和首席科学家。
 孙忠富认为，可控环境农业的基本特征是高产高效、高技术与资金密集、适合自动化控制、高效利用自然资源(如水和土地资源)等，因此是现代农业的一个重要发展趋势，也是一些发达国家抢占高科技农业竞争的重要制高点。显而易见，农业生产要真正实现人定胜天，就必须发展可控环境农业。可控环境农业集生物与环境、工程与材料、电子与信息等学科为一体，成为交叉综合型、知识与技术密集型产业，在农业领域的知识创新和科技引领地位不言而喻。
 近年来，孙忠富博士主持和参加国家“863”计划、国家自然科学基金、国家科技攻关和支撑计划、国家科技支撑计划、科技部仪器升级改造等科研项目20多项，农业部和北京市科研项目多项。
 在国家有关部门和国际合作项目的大力支持下，孙忠富在农业环境数据信息远程监控和诊断管理技术的研究方面取得突破性进展，并开发出系列实用化技术产品，已经在农业的不同领域示范应用。通过将网络通信技术、嵌入式技术、传感器等技术的集成创新，开发了“农业环境无线远程监控系统”，利用网络数据库平台，实现作业现场图像和环境要素信息的精准监测和远程传输，可对温室大棚、养殖棚舍、野外农林系统等场所的多种生态环境信息进行实时采集、远程传输和网络发布，管理者可在任何时间任何地点通过网络访问和使用各种信息数据，为进一步实现远程诊断与管理奠定了重要的基础。该项技术目前已经在北京、河北、山西、广东等地的温室大棚、沼气池、养猪场中进行示范应用，明显地提高了生产管理水平，有效地节约了人力物力资源。
 目前孙忠富博士主持国家自然科学基金与国家十五“863”支持的研究项目“研究温室系统模拟的理论与技术方法”，研究内容主要包括温室环境机理的分析与物理模型的建立，相关计算机模拟系统的研究与开发，温室园艺作物生长发育模型的建立与计算机模拟系统的研究与开发；温室环境优化控制与管理技术的研究，包括温室优化控制的理论和模式，相关控制设备与仪器的研制与开发；温室生态系统综合数据信息采集、传输、处理与应用等技术的研究；现代信息技术（3S技术、人工智能技术、图象识别与诊断技术、多媒体与网络技术等）在设施农业环境控制管理中的应用研究。
 他主持的“十五”国家科技攻关支持项目“我国主要农区低温冻害发生与发展规律、分布与危害机理研究”，探索了低温灾害防灾减灾的新途径和新型实用技术，研究生物与信息等高新技术在农业灾害监测与预警、评估与对策等方面的应用。
 人才是科技创新的第一要素，孙忠富博士领导的实验室具有一支善于创新和特别能攻关的科研团队，他们主要由不同领域专业的中青年科学家、博士后、研究生组成，学术气氛浓厚，科研条件优越，是展示个人才能和实现人生价值的理想场所。实验室欢迎多种形式的合作与交流，如以客座研究生、博士后、客座高级研究人员等形式参加实验室的各项科研工作和技术开发，目前已经以各种形式培养硕士博士研究生20余名。实验室重点在农业气象灾害监测预警与调控、农业环境信息远程获取与诊断、作物生态系统模拟、农业设施系统模拟与调控、微电子与网络信息技术开发应用等方面开展研究。
 孙忠富博士目前已发表相关学术论文70多篇，获得软件著作权19项，申请专利2项，主编或合作出版著作7部，获得省部级以上奖励7项。出版的专著有《计算机在建筑环境中的应用》，1994年北京大学出版社出版；《农业气象防灾减灾工程与技术系统》，2002年由,气象出版社出版；《当代温室气候与花卉》，1994年由中国农业科技出版社出版。主编《霜冻灾害与防御技术》，2001年由中国农业科技出版社出版。发表的相关论文有：《A simulation Model for Evaluating Solar Radiation Environment in a Chinese Style Lean-to Greenhouse》发表于《Computer in Agriculture》，《园艺作物模型研究的基本理论和技术方法》发表于《中国农业科学》，《温室番茄生产实时在线辅助决策支持系统的研制》发表于《农业工程学报》，《计算机在现代温室中的应用现状及前景》发表于《农业工程学报》，《日光温室中直射光的计算机模拟方法》发表于《农业工程学报》。
 孙忠富博士还积极参加国际学术交流，曾多次出访美国、加拿大、欧洲、日本等国家，经常与日本、欧美等发达国家同行领域专家保持技术合作，与国际同行建立了良好的合作关系，大大提高了学术水平与自主创新能力。
 专家档案：
 孙忠富，1957出生，籍贯辽宁省庄河市，博士、研究员、博士生导师、国家减灾委员会专家组成员。1982年毕业于沈阳农业大学农业气象专业，理学士学位；1987年毕业于中国农业科学院研究生院应用气象专业，理学硕士学位；1996年6月毕业于中国农业大学生物环境工程专业，获工学博士学位。曾于1998年和2005年分别在以色列和日本开展现代温室控制与环境远程监控等方面的学习与合作研究。兼任中国农学会农业气象分会秘书长、北京市农业工程学会常务理事、农业建筑与环境控制专业委员会副主任、中国农学会计算机分会常务理事、中国园艺学会设施园艺分会常务理事、中国农业工程学会设施园艺专业委员会委员、美国农业工程师学会会员（Member of ASAE-American Society of Agricultural Engineers）、国际园艺学会会员（Member of ISHS—International Society of Horticultural Sciences）。