创新研发

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创新研发

科技项目


●  手自一体智能放风器技术升级与推广

●  新型内保温日光温室及配套智能装备的推广应用

●  粉煤灰制备新型装配式温室/畜牧棚舍墙体保温材料

●  玉米智慧生产模式改进与无人农场

●  多胎多羔肉羊种质创制与标准化、低成本饲养技术研发


一、手自一体智能放风器技术升级与推广


主要研究内容及改进

1. 主要研究内容

       本项目主要研究内容是以日光温室内外温度、湿度以及温室内CO2、NH3浓度等指标为依据执行风口的开闭,达到单台手自一体智能放风器智能控制120延长米单栋日光温室或一台智能控制多栋日光温室的通风换气、降温排湿、防风防雨。截止验收,各项研发工作均按计划进度保质保量的完成,实现了以日光温室内外温度、湿度等指标为依据执行封口的开闭,单台手自一体智能放风器智能控制120延米单栋日光温室的通风换气、降温排湿、防风防雨技术指标。

       以内蒙古自治区呼和浩特市为中心,向周边盟市辐射,已在包头市、鄂尔多斯市、赤峰市、巴彦淖尔市、通辽市建立推广基地。经历了数年各种复杂天气情况,基本实现风口位置合理设置,有效提高日光温室内湿度高、通风不畅等问题的解决能力,运行情况良好。

2. 突出点

       项目主要技术突出改进点和先进性在于该手自一体智能放风器是以日光温室内外温度、湿度以及温室内CO2、NH3浓度等参数指标为依据进行控制,并能实现单机控制120延长米单栋日光温室或一台控制多栋日光温室的自动通风、排湿,智能防风防雨等功能,通过与内蒙古农业大学农学院设施农业教研组合作,共同引进现代优化设计技术、现代信息技术、温室环境调控技术,为项目实施提供了有力的技术保障。


二、新型内保温日光温室及配套智能装备的推广应用


       依据已有的几项专利,利用自治区设施园艺工程技术研究中心平台和内蒙古农业大学的技术优势和各盟市学生的人力资源优势,在内蒙古高寒地区,根据地区气候和经济条件推广不同类型的内保温日光温室和智能起放保温被、智能放风控制系统、水肥一体化系统,在推广过程中再进行不断地改造升级,使温室管理达到机械化、智能化、准确化和标准化,降低温室作物病虫害发生的机会,减少农药化肥用量,提高产量和品质。同时降低劳动强度、节省人工,提高经济效益。

主要研究内容及突出点

1.主要研究内容

       本项目主要推广新型内保温日光温室及配套智能装备,包括不同类型内保温日光温室的建设、智能经纬度卷帘控制器和智能放风控制器的设计建造。能为农民及园区管理者提供多层次设施农业工程、产品、及技术的综合解决方案,为我区设施农业冬季生产提供了实用装备和可靠保障。

2.突出改进点

(1)内保温日光温室通过将保温系统内置于内层骨架,从而在外保温膜与内置保温被和内层保温膜之间形成0.4m-1m的空气隔热层,有效降低热量传递,提高保温效果。内保温日光温室采用新型防水保温覆盖材料,导热系数仅为0.038w/(㎡·k)。内置的保温被不受雨雪风和太阳直射的影响,使用寿命延长。冬季降雪时,积雪落在外棚膜上可以自动滑落,避免雪灾危害。极寒地区可以再加外层保温被,形成双层保温被,作物可以安全越冬。

(2)智能经纬度卷帘控制器和智能放风控制器是内保温日光温室的主要配套装备,主要解决日光温室保温和环境调控等问题。智能经纬度卷帘控制器通过处理和分析日光温室所处地区的经纬度信息、日期信息、日光温室内外的温差信息,以及随时获得的未来天气情况和对即将可能发生的不利于作物生长的情况的判断和预警等信息,随时、自动更改开闭帘所依据的参数,实现真正的卷帘智能控制,从而达到日光温室能大限度保温和利用太阳光的理想状态。智能放风器是以日光温室内外温度、湿度等参数指标的实时监测数据为依据,按不同使用要求设定限值,智能控制上下风口的开闭,实现自动通风、排湿,智能防风防雨等功能的现代农业装备。

       截止验收,通过项目的实施,完成了项目预期任务目标。截至2021年共示范推广不同类型内保温日光温室应用基地11个,推广应用面积40亩,通过配套安装智能装备,实现了精准管理温、湿度、水肥和光照等环境条件,真正实现了中国北方寒冷地区冬季不加热正常生产果菜类蔬菜,对于促进设施蔬菜产业发展及带动当地农民增收致富有着非常重要的意义。


三、粉煤灰制备新型装配式温室/畜牧棚舍墙体保温材料


       粉煤灰是内蒙古自治区大宗工业固废,目前主要以堆存为主,存在诸多环保问题,亟需消纳解决,而现有日光温室/畜牧棚舍传统后墙保温材料存在保温效果差、结构复杂及装配成本高等问题。本项目针对粉煤灰综合利用及温室/畜牧棚舍墙体保温材料升级改造双重重大需求,拟通过粉煤灰碱激发、水热反应成型等工艺首先合成粉煤灰基保温材料,然后通过结构研究形成装配式成型保温材料板块,并将其应用于温室/畜牧棚舍后墙墙体,建成产业示范基地,实现长期连续稳定使用,提升现有温室/畜牧棚舍墙体保温材料保温性能,降低生产成本,为我国粉煤灰综合利用及农牧业温室/畜牧棚舍墙体保温材料升级改造提供借鉴。

       项目主持单位内蒙古中天科技有限公司现已发展成为内蒙古自治区一家集设施农牧业工程设计施工一体化、技术研发、设备设施组装、加工、资材销售、技术推广、示范于一体的高新技术企业企业。同时还联合了内蒙古工业大学、内蒙古农业大学、内蒙古农牧业科学研究院进行申报,这些高等院校、科研院在此方面的研究基本成熟。

       针对粉煤灰综合利用及目前新型内保温日光温室、新型畜牧棚舍后墙保温材料结构性能存在的实际问题和困难,结合跨学科研发、产学研合作的理念和固废回收用于温室墙体保温的思路,本研究提出利用粉煤灰做原料合成新型装配式保温材料,解决现有材料安装复杂、成本高的问题,服务支持北方高寒地区冬季生产水果蔬菜,改善牛羊的生活繁育条件,提高牛羊养殖业的质量和产量,为我国粉煤灰综合利用及农牧业温室/畜牧棚舍保温材料提供借鉴,项目具有明显的创新性与特色性。

       项目建成后能促进内蒙古自治区设施农牧产业的发展,为当地农牧民脱贫致富奔小康,优化园艺、畜牧设施结构起到科技示范作用。本项目是实现园艺、畜牧设施结构优化调整的高效产业,能辐射带动呼市及其周边地区、乃至自治区的设施农牧业科技产业的发展,有利于推动新农村建设、构建和谐社会及农牧业产业化进程,具有较好的社会效益。


四、玉米智慧生产模式创新与无人农场示范


       智慧农业是自治区“科技兴蒙”行动的重要支持方向之一,行动方案明确提出支持智能农业机械开发、农业互联网关键技术开发。当前农业的第四次革命——“农业数字革命”正在到来。立足我区第一大粮食作物玉米生产,瞄准农业现代化与乡村振兴战略的重大需求,突破玉米智慧农作核心技术与短板技术,以信息和知识驱动来应对耕地、水、生态环境的刚性约束以及农业劳动力成本和种、肥、药等农资价格攀升等现实难题,实现玉米生产“机器替代人力”、“电脑替代人脑”的转变,提高生产精准化、智能化和经营网络化水平,大幅度提高我区玉米生产质量、效率、效能、效益,引领我区现代农业高质量发展。

当前主导我国玉米生产的定性栽培技术与规模机械化发展和绿色高质量发展需求不适应的问题逐渐凸显,主要表现为:

(1)田块尺度粗略定量水肥药投入与作物实时需求难以匹配,导致灌溉水和化学品投入过量,农机燃油及电力大量损耗,粮食生产环境代价偏高;

(2)区域尺度农情实时监测数据缺乏整体分析诊断决策平台,导致生产宏观决策缺乏定量依据和时效性,制约大面积提质增效;

(3)适应实时精准管理的智能耕种管收作业装备缺乏,无人化生产管控平台和模式尚不成熟,制约劳动生产率和资源利用率提升。

       本项目以推动玉米生产信息化、精准化和智能化为目标,通过田间传感器、多平台遥感和物联网技术协同研究,突破玉米冠层耕层天空地一体监测与实时诊断关键技术;构建玉米生长发育诊断模型、定量调控模型,研发玉米精准管理云决策支持系统;以此为基础,通过研发无人作业环境感知、导航自动驾驶技术、智能作业农机装备、协同作业管控技术,创新玉米智慧农作模式并建设无人农场工程化示范。以此为引领,针对西辽河流域、河套灌区生态生产特点,构建基于北斗自动导航、精量播种监控、生长实时诊断、智墒水肥一体、变量施肥施药、智能收获测产等技术的玉米智慧精准绿色高效生产模式并开展规模化示范。

       项目牵头单位和主持人单位在作物信息化栽培方面具有良好研究基础,开发的网络化“玉米优化栽培管理决策支持系统”成果水平居国内领先,其实用性和易用性达到了国际先进水平。项目参加单位农芯科技(北京)有限责任公司、中国农科院作物科学研究所、北京农业信息技术研究中心、内蒙古师范大学在作物监测诊断、决策系统开发和智能农机装备研发方面均居于国内领先水平。

       通过项目研究,建立“天空地”一体化玉米农情信息监测平台1项;集成栽培方案数字化设计系统或田间管理定量决策云服务系统1项;申报专利或软件著作权2-3项;构建基于智慧农作的玉米精准高效绿色技术模式1-2项,制定技术标准2-3项;建设玉米无人农场1个、百万亩玉米绿色智慧生产标准化基地1个。实现土地产出率、劳动生产率、水肥药利用率分别提升5%、15%、10%以上,生产成本降低10%以上。


五、多胎多羔肉羊种质创制与标准化、低成本饲养技术研发与示范


研究目标

       基于内蒙古的主导产业——肉羊产业的两大发展方向,针对农区舍饲多胎多羔羊和牧区放牧为主的蒙古羊在种质资源、营养饲料、标准化设施装备及疫病防控四个方面存在的关键核心技术问题,开展技术攻关,组建多胎多羔羊和高繁短尾羊核心群;构建不同生理阶段肉羊营养供给模型,开发非常规饲料资源,通过精准营养搭配及饲喂节约饲料成本,改善羊只健康状况;研发标准化智能化设施装备,构建规模化养殖疫病防控技术模式,项目实施一体两翼的布局,通过示范辐射,构建现代肉羊生产体系标准化范式,支撑内蒙古肉羊生产方式转变,由大区向强区转变,形成肉羊千亿级产业群。


研究内容

       种质资源方面,通过对内蒙古现有的优质绵羊品种资源的多胎性状和短尾性状进行遗传解析,杂交导血结合现代化的育种技术,最终培育优质多胎多羔舍饲肉羊母本品种和高繁短尾型蒙古羊,从根本上解决舍饲肉羊种源匮乏和牧区肉羊生产效率低的问题。营养与健康养殖方面,构建多胎多羔羊不同生理阶段营养供给模型及营养精准饲喂技术模式,开展短尾型蒙古羊营养检测技术研究应用和枯草期营养调控饲喂技术,进行肉羊养殖重要疫病防控技术集成及健康养殖模式示范。饲料资源开发方面,开展秸秆、灌木等非常规饲料发酵菌种筛选、发酵饲料制作、质量评判,开发柠条等功能性产品。设施设备及智能化管理方面,研发适合高寒地区节能装配式日光羊舍的配套智能化设施设备和管理系统。


研究基础和团队

       本项目构建了一支产学研结合,“育、选、繁、推”一体化的研究团队。牵头单位内蒙古杜美牧业生物科技有限公司和主要参加单位内蒙古金草原生态科技集团公司分别是东部和西部肉羊主产区最大的多羔羊养殖企业,内蒙古蒙源肉羊种业(集团)有限公司是中部最大的短尾羊生产和育种企业,目前建有标准化羊场10个,存栏多羔羊18万只,短尾羊6000只。内蒙古农牧业科学院拥有自治区遗传育种与繁殖(家畜)重点实验室、反刍动物营养工程重点实验室,长期从事肉羊繁育、营养调控及疫病防控的科研工作。内蒙古农业大学依托内蒙古自治区草食家畜饲料工程技术研究中心着力开展绿色、安全、高效的生物饲料产品创制与应用研究,在饲养管理、饲料资源的开发和应用方面优势明显。内蒙古中天科技有限公司一直致力于现代设施农牧业领域的研发与推广,已取得了4项授权专利证书,其中涉及设施养殖棚舍的专利有4项,在肉羊养殖设施设备方面具有突出的优势。


预期成果和效益

       建立多胎多羔羊良种繁育新型关键技术模式1套,筛选2-3个杂种优势持续利用组合,建立多胎多羔母羊配套系1个,多胎多羔羊核心群达到1万只,母羊胎产羔数达2.5个以上;建立多胎多羔羊标准化示范场2-3个,示范多胎多羔羊2万只,优势杂交组合20万只。构建短尾型蒙古羊优势杂交组合产业化示范模式1套,建立核心育种场4-6个,核心群达到5万只以上,推广短尾羊10万只。制定肉羊饲养管理技术规程3个,建立主要病原快速检测和疾病诊断快速技术2套,构建肉羊疫病防控与健康养殖技术体系和管理模式1套,开发相关疫苗产品2个,养殖效率提高15%,发病率与死亡率降低10%。根据肉羊不同生理阶段开发非常规饲料产品10个,开发低蛋白饲料3个,无抗饲料添加剂2-3个,建立低蛋白和低成本饲料生产示范基地2-3处,生产专用饲料10000吨以上,示范肉羊20万只以上。研发高寒地区标准化羊舍建设方案及配套智能化设施设备1套,示范推广20处以上;开发智能化羊场管理系统1套,劳动力成本节省50%以上,养殖效率提高30%。

       本项目的建设,将覆盖西部巴彦淖尔市肉羊主产区、东部兴安盟肉羊发展潜力区和中部短尾型蒙古羊放牧区,以点带面进行技术集成与示范,创建内蒙古肉羊全产业链标准化技术模式,进而辐射到全区其他肉羊生产区,大造千亿级肉羊产业群,为现代肉羊生产体系提供技术支撑。提高综合生产效益的同时,降低基础母羊群体数量,减轻草场压力,维持草畜平衡,助力生态优先的畜牧业发展,也为解决“三农”问题、带动农民致富、乡村振兴等方面将有极大贡献。

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