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

2、和熟性标准；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L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

3、株型与熟性标准, 从而实现农业生产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、 CO?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、CO2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

4、提高各种生产资料 的利用效率。如何利用上述实时监测的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

5、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

6、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

7、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

8、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专业性标准CE其他专业性标准8农业服务信息化标准 丁.LXXJ.CDd其他农业服务信息化标准CD C农业金融保险服务亶化标准CDb农业政策法规服务信息化标准CDa农业知识服务信息化标准I-I CCe其他农业管理信息化标准农业管理信息化标准 WXCCd农业风险管理信息化标准CCC农业科研管理信息化标准美 Cb新型农业经营主体管理信息化标推一q8农业经营信息化标准I B通用性标准IU JZCA农业生产信息化标准BE其他通用性标准BD农业信息化产品标准K检测试装方法标准BB关键技术标

9、准IBA支撑平台标准 丁-LJl I A基础性标准I_1_IAF其他基础性标准 IAEI领域农业体系标准 _1_IADI农业信息安全标准 -IIACI农业标识标准 -IIABI农业数据标准 -IAAI农业信息化名词术语标准CBe其他农业经营信息化标准 CBd农产品质量安全追溯标准C B C农业电子商务标准CBb农产品市场信息化标准CBa农产品加工流通信息化标港CA g其他农业生产信息化标准CAf渔皿信，息化标准CA e畜牧业信息化标准CAd种植业信息化标准CA C设施农业信息化标准CAb种业信息化标准CA a农机奘备信息化标准BBd智能赋能 BB C智能服务 BBb智能生产 BBa智能装备BA

10、d其他支撑平台标准BA C集成应用支撑平IHl标准BAb网络基础设施标BAa硬件设备标准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

11、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

12、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、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

13、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L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究员全面负责标准总体框架、主要内容的 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

14、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 员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 准的编制。中国农业科学院棉花研究所李小飞副研究 员参与标准框架研讨，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

15、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7-10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