农业行业标准《数量化栽培的株型和熟性》编制说明.docx

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1、农业行业标准数量化栽培的株型和熟性编制说明编制单位：中国农业科学院棉花研究所2022年2月25日目录一、工作简况I二、标准制修订原则、主要内容及其确定依据X三、试验验证报告，技术经济论证，预期经济效果XV四、与国际国外同类标准的比对情况XV五、引用、采用或参考国际国外标准情况XVI六、与现行法律法规、强制性标准、相关标准的关系XVI七、重大分歧意见的处理经过和依据XVI八、涉及专利的有关说明XVII九、贯彻实施标准的建议XVII十、其他说明XVII数量化栽培的株型和熟性编制说明一、工作简况（一）项目任务来源项目立项年度：2021年；项目编码：NYB-21077；项目名称：制定数量化栽培的株型和

2、熟性标准；项目承担单位：中国农业科学院棉花研究所；项目批文序号：农质标函（2021）76号第186号；技术归口单位：市场与信息化司/农业农村部农业信息化标准化技术委员会；项目性质：农业行业标准制定；项目计划要求的起止时间：2021年1月-2021年12月。（二）制/修订背景1.项目目的当前我国农业发展趋势是由传统农业向现代农业发展，机械化、智能化设备的出现打破了传统农业一贯的生产方式，是农业发展的必然趋势。然而，我国农业生产管理多以人为经验为主，缺少数量化标准，制约农业生产实现轻简化，难以实现现代化管理。本标准的研制就是为了数量化作物的熟性和株型，提出可以量化的株型与熟性标准,从而实现农业生产

3、的数量化和智能化管理。随着物联网和传感器技术的不断发展与成熟，将有效地解决在传统农业中人们通过人工测量获取农作物生长环境信息的方式。通过使用无线传感器，可降低人力消耗和对农田环境的影响，获取精确的作物环境和作物信息。在各类控制系统中，物联网系统的温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、离子传感器、生物传感器、CO2传感器等设备，检测环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、C02浓度等物理量参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境，同时减少农业生产资料的投入并提高各种生产资料的利用效率。如何利用上述实时监测的

4、环境信息来管理作物生产，这就需要对作物长势信息进行实时量化监测和计算，特别是株型和熟性这两个重要的指标，因此提出作物株型和熟性的数量化标准，结合农田环境信息、作物长势信息的实时监测，有针对性的施以相应的栽培管理措施是实现作物生产标准化管理的基础。2 .标准化对象简要情况本标准主要用于支撑农作物生产管理的数量化和农业生产的现代化建设。作物生产管理的现代化建设离不开作物株型、熟性等关键性状的数量化标准，本标准以棉花为例，提出棉花群体光合有效辐射透射率为株型的数量化指标，棉花生育进程中累积积温和棉花株高、果枝、开花速率为熟性的数量化指标。合理的株型性状，一方面能构建良好的群体冠层结构，改善冠层透光条

5、件，提高光截获效率，另一方面,通过优化作物株型，采取科学的栽培措施,合理调节群体结构，协调田间条件下群体与个体的矛盾，改善群体内部生态环境，建立稳定、合理的冠层结构，从而最大限度的利用有效太阳辐射，尽量提高作物群体的光能利用率和单位面积上的光合产量，合理运输分配，最终获得最高经济产量的群体。熟性是指作物生长发育进程和生殖生长发生速度，农业生产上多以作物生育进程中积温的累积量为熟性指标,作物适宜的熟性性状是保证作物产量、品质的关键性指标。当前，许多的研究学者都开始了通过改进植物群体结构和叶片光截获能力从而提高群体光合效率的理想冠层结构的研究和实践。对于作物株型的量化方法，前人大多将目光集中在对群

6、体结构的相关描述及冠层结构对光分布的影响等方面。随着计算机和数字图像在作物研究领域的发展，研究者们开始根据在田间通过实时实地拍照获得株型实际形态，然后通过图形软件的分析来获取描述株型的具体参数。但是对于棉花来说，由于其无限生长习性和株型的可塑性，其在生育期内的不同阶段的株型特点受外界环境和栽培条件的影响极大，目前并没有一种能科学定量描述棉花株型的一种工具。在熟性评价方面，棉花复杂的成铃结构、环境对蕾铃脱落的影响以及棉花无限生长的特性使得生产者对棉花熟性的评价异常困难。棉花生长发育主要取决于温度，因此国外专家对棉花生长发育达到不同生育时期所需的积温开展了大量研究，建立了基于天数的棉花生长发育标准

7、曲线，形成了棉花全生育期熟性评价系统COTMAN,为棉花长势监测和生产管理提供了重要评价指标。而目前我国棉田熟性调控评价的主要方法是基于人工观察和经验判断，主观性较强，缺少基于长势监测和气候监测的定量评价标准。综上，目前作物生产管理中对株型和熟性的研究多集中在单一指标，缺少系统的数量化株型与熟性标准。为此，研究制定统一的作物数量化栽培的株型与熟性标准非常必要和紧迫，对于适应单位种植规模扩大，农业信息化发展，节本增效，快乐植棉等现代农业发展新趋势，实现作物生产管理的数量化和智能化具有重要的意义。3 .标准在体系中的位置和作用本标准在农业信息化标准体系框架中的位置如下:农业信息化标准体系框架C专业

8、性标淮KXfaM用崔区-Li,!cl,Qd具恬农业K黄fflJS化标凌 ic农业金融保ttR信息化标准 . 1 农业政篥法规信息化标准一 CDa衣业1识IK务信息化标I*Cc _ -JLCCd乳业风险ttlslK息化标准 F CCC农业科不管蜕饵|.6|化标准 * 6|8|农业|*主体”|信|*|化标|1| -LCCalllal电子政务：ll -4 C8 e其他改士lllffi息化标准C 8 d产品e* . CBC 衣亚电 Md!lEMA基旌林标准BAa杼议备标举本标准在农业信息化行业标准体系中属于专业性标准的层次，标准的编制以棉花为例，提出了棉花的株型和熟性的量化指标，明确规定了棉花不同生育

9、时期数量化的标准，基于本标准可以对棉花实行数量化管理。（三）主要工作过程1 .预研究阶段我国农业生产管理多以人为经验为主，缺少数量化标准，制约农业生产实现轻简化，难以实现现代化管理，迫切需要作物数量化栽培的株型与熟性标准。适应我国传统农业向现代化农业发展的新形势，中国农业科学院棉花研究所棉花智慧栽培创新团队围绕“棉花轻简化、智能化栽培技术及机理”的研究方向，长期致力于光、温、水、肥的时空数量化技术和利用途径，智慧农业技术开发与应用和大数据的采集，分析与智能化管理等方面的研究工作。采取空间网格取样法，基于空间统计学的理论和方法，运用克里金插值法，精准量化棉田光温水肥等资源的时空分布以及与棉花产量

10、品质形成的关系。在理论突破的基础上，提出棉花株型与熟性的量化标准，建立基于棉花株型与熟性数量化标准的轻简化栽培技术规程。同时系统梳理了前人在量化棉花株型和熟性的方法、相关指标的选择等方面的研究进展，认为由于棉花的无限生长习性和株型的可塑性，其在生育期内的不同阶段的株型特点受外界环境和栽培条件的影响极大，目前并没有一种能科学定量描述棉花株型的一种工具；在熟性评价方面，棉花复杂的成铃结构、环境对蕾铃脱落的影响以及棉花无限生长的特性使得生产者对棉花熟性的评价异常困难，目前我国棉田熟性调控评价的主要方法是基于人工观察和经验判断，主观性较强，缺少基于长势监测和气候监测的定量评价标准,难以满足数量化生产、

11、智能化管理的需求。在充分研究的基础上，中国农业科学院棉花研究所于2020年向农业农村部农业信息化标准化技术委员会提出了有关行标的立项申请，并获批成为2021年立项标准。制标团队随即编制标准规范实施方案推进有关工作，2021年3月签订数量化栽培的株型和熟性标准的项目实施方案。2 .起草阶段(1)制标工作组成员构成及分工情况本标准由农业农村部市场与信息化司提出，农业农村部农业信息化标准化技术委员会归口。由中国农业科学院棉花研究所起草。制标工作组成员构成及分工情况如下表1：表1制标工作组成员构成及分工情况主要起草单位主要起草人员职称任务分工中国农业科学院棉花研究所李亚兵研窕员全面负责标准总体框架、主

12、要内容的确定、撰写，标准文稿的统稿。主要起草单位主要起草人员职称任务分工中国农业科学院棉花研究所杨北方助理研究员负责项目的协调管理工作，参与棉花数量化栽培的株型和熟性标准的研究编制。中国农业科学院棉花研究所韩迎春副研究员参与标准的调研分析，棉花不同生育期株型与熟性标准的研究编制、专家意见处理等。中国农业科学院棉花研究所冯璐副研究员参与资料收集与调研分析，棉花化学调控标准研究与编制等。中国农业科学院棉花研究所王国平副研究参与资料收集与调研分析，专家意见处理等。中国农业科学院棉花研究所雷亚平副研究员参与棉花株型数量化指标的研究。中国农业科学院棉花研究所王占彪副研究员参与标准框架研讨，以及棉花熟性标

13、准的编制。中国农业科学院棉花研究所李小飞副研究参与标准框架研讨，以及棉花熟性标准的编制。中国农业科学院棉花研究所范正义高级实验师参与标准的调研分析与修改。中国农业科学院棉花研究所熊世武助理研究中参与资料收集，专家意见处理等。中国农业科学院棉花研究所邢芳芳助理研究中参与资料收集、实施方案制订、专家意见处理等。中国农业科学院棉花研究所辛明华助理研究中参与资料收集，专家意见处理等。（2）概述调查研究过程及关键问题调研情况2021年开始，标准编制工作组进一步收集整理了国内外与棉花株型和熟性相关的文献资料，研究了现有与棉花株型、熟性相关的数量化指标和相关指标的数量化方法，确定了数量化栽培的株型和熟性标准

14、的框架。2021年1月-3月，制标团队完成相关科技文献、技术资料、本团队相关的多年的试验材料梳理，并开展有关技术调研，形成数量化栽培的株型和熟性标准（初稿）。并向中国农业科学院棉花研究所相关团队进行了第一轮的意见征询。2021年4月-6月，制标团队根据第一轮反馈意见，进一步对标准规范初稿进行了修改完善，形成数量化栽培的株型和熟性标准（修改稿）。2021年7T0月，继续对形成的数量化栽培的株型和熟性标准（修改稿）进行广泛的征询，并根据征询意见及修改，形成数量化栽培的株型和熟性标准（征求意见稿）。3 .征求意见阶段（1）说明时间节点；介绍标准征求意见情况2021年11月，将形成数量化栽培的株型和熟性标准（征求意见稿）以电子邮件的形式发送到25家相关单位的27位专家，有针对性地进行了更广泛的意见征询。（2）意见反馈情况截止2021年11月28日，共收到25家单位27位专家的153条反馈意见，其中：大专院校7家、科研院所17家、农业技术推广部门1家（表2）,发送征求意见稿的单位和专家全部回函。表2送审专家姓名与工作单位序号专家姓名工作单位职称1杨国正华中农业大学教授2田晓莉中国农业大学教授3杜明伟