由我室张佳宝研究员(排名第四)参与完成的“土壤作物信息采集与肥水精量实施关键技术及装备”科技成果荣获2011年度国家科技进步二等奖。该成果在国家863等课题的支持下,围绕精准施肥的土壤作物信息获取、施肥处方生成、变量作业三大环节的核心技术,通过上海交通大学、北京农业智能装备技术研究中心、中国科学院南京土壤研究所、南京农业大学、上海市农业机械研究所以及上海恺擎软件开发有限公司共同合作,历经十余年产学研持续攻关取的。该成果的主要创新包括:

   1.针对国外基于振动解析的冲量式产量传感器无法与国产收割机型配套的难题,率先提出了振动解耦隔离新方法,攻克了收割机强振动环境下非平稳、微弱谷物流量冲击信号共振增强分离提取核心技术,发明了平行梁振动消解冲量式产量传感器,研制出了我国首台智能测产系统–“精准1 号”,解决了产量高精度测量难题,为肥力分析、处方生成提供了关键数据。

    2.针对土壤参数独立测量需要传感器多,而且受其他参数影响大,难以提高精度等难题,提出了土壤水势-温度-电导率同步采集、相互校正、多参数解耦精确测定新方法,建立了土壤强耦合多理化参数解耦模型,发明了适于多种土壤、分布式多点的高性能土壤水、热、盐复合传感器及配套设备,研制了田间土壤参数信息无线传传输网络及远程监控平台,为水分精准管理提供了关键设备和技术系统。

    3.针对变量施肥装备缺乏处方的难题,构建了基于产量图、养分图、墒情图及作物生长发育模型等多信息融合的肥水处方生成平台,攻克了农田空间信息多尺度参数矢量化等三大核心技术,研制出了变量施肥专用CPA-GIS 平台及处方图生成工具,为变量施肥机提供了精细处方。

    4.针对我国缺乏适用的变量施肥装备难题,创造性地提出适合国情的变量施肥智能控制三模式,攻克了负载观测补偿的电液混合驱动、开口转速双变量精密控制关键技术,建立了多变量协同最优施肥量控制模型,研制了模块化可重构的GPS-GIS 变量施肥、旋耕、播种复合机,实现了肥料按需精准变量投送。

    该成果拥有34项发明专利,14项实用新型专利,34项软件著作权以及92篇学术论文(其中SCI 43 篇)的自主知识产权。