科技項目
● 手自一體智能放風(fēng)器技術(shù)升級與推廣
● 新型內(nèi)保溫日光溫室及配套智能裝備的推廣應(yīng)用
● 粉煤灰制備新型裝配式溫室/畜牧棚舍墻體保溫材料
● 玉米智慧生產(chǎn)模式改進(jìn)與無人農(nóng)場
● 多胎多羔肉羊種質(zhì)創(chuàng)制與標(biāo)準(zhǔn)化、低成本飼養(yǎng)技術(shù)研發(fā)
一、手自一體智能放風(fēng)器技術(shù)升級與推廣
主要研究內(nèi)容及改進(jìn)點
1. 主要研究內(nèi)容
本項目主要研究內(nèi)容是以日光溫室內(nèi)外溫度、濕度以及溫室內(nèi)CO2、NH3濃度等指標(biāo)為依據(jù)執(zhí)行風(fēng)口的開閉，達(dá)到單臺手自一體智能放風(fēng)器智能控制120延長米單棟日光溫室或一臺智能控制多棟日光溫室的通風(fēng)換氣、降溫排濕、防風(fēng)防雨。截止驗收，各項研發(fā)工作均按計劃進(jìn)度保質(zhì)保量的完成，實現(xiàn)了以日光溫室內(nèi)外溫度、濕度等指標(biāo)為依據(jù)執(zhí)行封口的開閉，單臺手自一體智能放風(fēng)器智能控制120延米單棟日光溫室的通風(fēng)換氣、降溫排濕、防風(fēng)防雨技術(shù)指標(biāo)。
以內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市為中心，向周邊盟市輻射，已在包頭市、鄂爾多斯市、赤峰市、巴彥淖爾市、通遼市建立推廣基地。經(jīng)歷了數(shù)年各種復(fù)雜天氣情況，基本實現(xiàn)風(fēng)口位置合理設(shè)置，有效提高日光溫室內(nèi)濕度高、通風(fēng)不暢等問題的解決能力，運行情況良好。
2. 突出點
項目主要技術(shù)突出改進(jìn)點和先進(jìn)性在于該手自一體智能放風(fēng)器是以日光溫室內(nèi)外溫度、濕度以及溫室內(nèi)CO2、NH3濃度等參數(shù)指標(biāo)為依據(jù)進(jìn)行控制，并能實現(xiàn)單機(jī)控制120延長米單棟日光溫室或一臺控制多棟日光溫室的自動通風(fēng)、排濕，智能防風(fēng)防雨等功能，通過與內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院設(shè)施農(nóng)業(yè)教研組合作，共同引進(jìn)現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)、溫室環(huán)境調(diào)控技術(shù)，為項目實施提供了有力的技術(shù)保障。
二、新型內(nèi)保溫日光溫室及配套智能裝備的推廣應(yīng)用
依據(jù)已有的幾項專利，利用自治區(qū)設(shè)施園藝工程技術(shù)研究中心平臺和內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)的技術(shù)優(yōu)勢和各盟市學(xué)生的人力資源優(yōu)勢，在內(nèi)蒙古高寒地區(qū)，根據(jù)地區(qū)氣候和經(jīng)濟(jì)條件推廣不同類型的內(nèi)保溫日光溫室和智能起放保溫被、智能放風(fēng)控制系統(tǒng)、水肥一體化系統(tǒng)，在推廣過程中再進(jìn)行不斷地改造升級，使溫室管理達(dá)到機(jī)械化、智能化、準(zhǔn)確化和標(biāo)準(zhǔn)化，降低溫室作物病蟲害發(fā)生的機(jī)會，減少農(nóng)藥化肥用量，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。同時降低勞動強(qiáng)度、節(jié)省人工，提高經(jīng)濟(jì)效益。
主要研究內(nèi)容及突出點
1.主要研究內(nèi)容
本項目主要推廣新型內(nèi)保溫日光溫室及配套智能裝備，包括不同類型內(nèi)保溫日光溫室的建設(shè)、智能經(jīng)緯度卷簾控制器和智能放風(fēng)控制器的設(shè)計建造。能為農(nóng)民及園區(qū)管理者提供多層次設(shè)施農(nóng)業(yè)工程、產(chǎn)品、及技術(shù)的綜合解決方案，為我區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)冬季生產(chǎn)提供了實用裝備和可靠保障。
2.突出改進(jìn)點
（1）內(nèi)保溫日光溫室通過將保溫系統(tǒng)內(nèi)置于內(nèi)層骨架，從而在外保溫膜與內(nèi)置保溫被和內(nèi)層保溫膜之間形成0.4m-1m的空氣隔熱層，有效降低熱量傳遞，提高保溫效果。內(nèi)保溫日光溫室采用新型防水保溫覆蓋材料，導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.038w/（㎡·k）。內(nèi)置的保溫被不受雨雪風(fēng)和太陽直射的影響，使用壽命延長。冬季降雪時，積雪落在外棚膜上可以自動滑落，避免雪災(zāi)危害。極寒地區(qū)可以再加外層保溫被，形成雙層保溫被，作物可以安全越冬。
（2）智能經(jīng)緯度卷簾控制器和智能放風(fēng)控制器是內(nèi)保溫日光溫室的主要配套裝備，主要解決日光溫室保溫和環(huán)境調(diào)控等問題。智能經(jīng)緯度卷簾控制器通過處理和分析日光溫室所處地區(qū)的經(jīng)緯度信息、日期信息、日光溫室內(nèi)外的溫差信息，以及隨時獲得的未來天氣情況和對即將可能發(fā)生的不利于作物生長的情況的判斷和預(yù)警等信息，隨時、自動更改開閉簾所依據(jù)的參數(shù)，實現(xiàn)真正的卷簾智能控制，從而達(dá)到日光溫室能大限度保溫和利用太陽光的理想狀態(tài)。智能放風(fēng)器是以日光溫室內(nèi)外溫度、濕度等參數(shù)指標(biāo)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，按不同使用要求設(shè)定限值，智能控制上下風(fēng)口的開閉，實現(xiàn)自動通風(fēng)、排濕，智能防風(fēng)防雨等功能的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備。
截止驗收，通過項目的實施，完成了項目預(yù)期任務(wù)目標(biāo)。截至2021年共示范推廣不同類型內(nèi)保溫日光溫室應(yīng)用基地11個，推廣應(yīng)用面積40畝，通過配套安裝智能裝備，實現(xiàn)了精準(zhǔn)管理溫、濕度、水肥和光照等環(huán)境條件，真正實現(xiàn)了中國北方寒冷地區(qū)冬季不加熱正常生產(chǎn)果菜類蔬菜，對于促進(jìn)設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展及帶動當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收致富有著非常重要的意義。
三、粉煤灰制備新型裝配式溫室/畜牧棚舍墻體保溫材料
粉煤灰是內(nèi)蒙古自治區(qū)大宗工業(yè)固廢，目前主要以堆存為主，存在諸多環(huán)保問題，亟需消納解決，而現(xiàn)有日光溫室/畜牧棚舍傳統(tǒng)后墻保溫材料存在保溫效果差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜及裝配成本高等問題。本項目針對粉煤灰綜合利用及溫室/畜牧棚舍墻體保溫材料升級改造雙重重大需求，擬通過粉煤灰堿激發(fā)、水熱反應(yīng)成型等工藝首先合成粉煤灰基保溫材料，然后通過結(jié)構(gòu)研究形成裝配式成型保溫材料板塊，并將其應(yīng)用于溫室/畜牧棚舍后墻墻體，建成產(chǎn)業(yè)示范基地，實現(xiàn)長期連續(xù)穩(wěn)定使用，提升現(xiàn)有溫室/畜牧棚舍墻體保溫材料保溫性能，降低生產(chǎn)成本，為我國粉煤灰綜合利用及農(nóng)牧業(yè)溫室/畜牧棚舍墻體保溫材料升級改造提供借鑒。
項目主持單位內(nèi)蒙古中天科技有限公司現(xiàn)已發(fā)展成為內(nèi)蒙古自治區(qū)一家集設(shè)施農(nóng)牧業(yè)工程設(shè)計施工一體化、技術(shù)研發(fā)、設(shè)備設(shè)施組裝、加工、資材銷售、技術(shù)推廣、示范于一體的高新技術(shù)企業(yè)企業(yè)。同時還聯(lián)合了內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)、內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)、內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院進(jìn)行申報，這些高等院校、科研院在此方面的研究基本成熟。
針對粉煤灰綜合利用及目前新型內(nèi)保溫日光溫室、新型畜牧棚舍后墻保溫材料結(jié)構(gòu)性能存在的實際問題和困難，結(jié)合跨學(xué)科研發(fā)、產(chǎn)學(xué)研合作的理念和固廢回收用于溫室墻體保溫的思路，本研究提出利用粉煤灰做原料合成新型裝配式保溫材料，解決現(xiàn)有材料安裝復(fù)雜、成本高的問題，服務(wù)支持北方高寒地區(qū)冬季生產(chǎn)水果蔬菜，改善牛羊的生活繁育條件，提高牛羊養(yǎng)殖業(yè)的質(zhì)量和產(chǎn)量，為我國粉煤灰綜合利用及農(nóng)牧業(yè)溫室/畜牧棚舍保溫材料提供借鑒，項目具有明顯的創(chuàng)新性與特色性。
項目建成后能促進(jìn)內(nèi)蒙古自治區(qū)設(shè)施農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民脫貧致富奔小康，優(yōu)化園藝、畜牧設(shè)施結(jié)構(gòu)起到科技示范作用。本項目是實現(xiàn)園藝、畜牧設(shè)施結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整的高效產(chǎn)業(yè)，能輻射帶動呼市及其周邊地區(qū)、乃至自治區(qū)的設(shè)施農(nóng)牧業(yè)科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有利于推動新農(nóng)村建設(shè)、構(gòu)建和諧社會及農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，具有較好的社會效益。
四、玉米智慧生產(chǎn)模式創(chuàng)新與無人農(nóng)場示范
智慧農(nóng)業(yè)是自治區(qū)“科技興蒙”行動的重要支持方向之一，行動方案明確提出支持智能農(nóng)業(yè)機(jī)械開發(fā)、農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)。當(dāng)前農(nóng)業(yè)的第四次革命——“農(nóng)業(yè)數(shù)字革命”正在到來。立足我區(qū)第一大糧食作物玉米生產(chǎn)，瞄準(zhǔn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化與鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重大需求，突破玉米智慧農(nóng)作核心技術(shù)與短板技術(shù)，以信息和知識驅(qū)動來應(yīng)對耕地、水、生態(tài)環(huán)境的剛性約束以及農(nóng)業(yè)勞動力成本和種、肥、藥等農(nóng)資價格攀升等現(xiàn)實難題，實現(xiàn)玉米生產(chǎn)“機(jī)器替代人力”、“電腦替代人腦”的轉(zhuǎn)變，提高生產(chǎn)精準(zhǔn)化、智能化和經(jīng)營網(wǎng)絡(luò)化水平，大幅度提高我區(qū)玉米生產(chǎn)質(zhì)量、效率、效能、效益，引領(lǐng)我區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
當(dāng)前主導(dǎo)我國玉米生產(chǎn)的定性栽培技術(shù)與規(guī)模機(jī)械化發(fā)展和綠色高質(zhì)量發(fā)展需求不適應(yīng)的問題逐漸凸顯，主要表現(xiàn)為：
（1）田塊尺度粗略定量水肥藥投入與作物實時需求難以匹配，導(dǎo)致灌溉水和化學(xué)品投入過量，農(nóng)機(jī)燃油及電力大量損耗，糧食生產(chǎn)環(huán)境代價偏高；
（2）區(qū)域尺度農(nóng)情實時監(jiān)測數(shù)據(jù)缺乏整體分析診斷決策平臺，導(dǎo)致生產(chǎn)宏觀決策缺乏定量依據(jù)和時效性，制約大面積提質(zhì)增效；
（3）適應(yīng)實時精準(zhǔn)管理的智能耕種管收作業(yè)裝備缺乏，無人化生產(chǎn)管控平臺和模式尚不成熟，制約勞動生產(chǎn)率和資源利用率提升。
本項目以推動玉米生產(chǎn)信息化、精準(zhǔn)化和智能化為目標(biāo)，通過田間傳感器、多平臺遙感和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)協(xié)同研究，突破玉米冠層耕層天空地一體監(jiān)測與實時診斷關(guān)鍵技術(shù)；構(gòu)建玉米生長發(fā)育診斷模型、定量調(diào)控模型，研發(fā)玉米精準(zhǔn)管理云決策支持系統(tǒng)；以此為基礎(chǔ)，通過研發(fā)無人作業(yè)環(huán)境感知、導(dǎo)航自動駕駛技術(shù)、智能作業(yè)農(nóng)機(jī)裝備、協(xié)同作業(yè)管控技術(shù)，創(chuàng)新玉米智慧農(nóng)作模式并建設(shè)無人農(nóng)場工程化示范。以此為引領(lǐng)，針對西遼河流域、河套灌區(qū)生態(tài)生產(chǎn)特點，構(gòu)建基于北斗自動導(dǎo)航、精量播種監(jiān)控、生長實時診斷、智墑水肥一體、變量施肥施藥、智能收獲測產(chǎn)等技術(shù)的玉米智慧精準(zhǔn)綠色高效生產(chǎn)模式并開展規(guī)模化示范。
項目牽頭單位和主持人單位在作物信息化栽培方面具有良好研究基礎(chǔ)，開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)化“玉米優(yōu)化栽培管理決策支持系統(tǒng)”成果水平居國內(nèi)領(lǐng)先，其實用性和易用性達(dá)到了國際先進(jìn)水平。項目參加單位農(nóng)芯科技（北京）有限責(zé)任公司、中國農(nóng)科院作物科學(xué)研究所、北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心、內(nèi)蒙古師范大學(xué)在作物監(jiān)測診斷、決策系統(tǒng)開發(fā)和智能農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)方面均居于國內(nèi)領(lǐng)先水平。
通過項目研究，建立“天空地”一體化玉米農(nóng)情信息監(jiān)測平臺1項；集成栽培方案數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)或田間管理定量決策云服務(wù)系統(tǒng)1項；申報專利或軟件著作權(quán)2-3項；構(gòu)建基于智慧農(nóng)作的玉米精準(zhǔn)高效綠色技術(shù)模式1-2項，制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2-3項；建設(shè)玉米無人農(nóng)場1個、百萬畝玉米綠色智慧生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化基地1個。實現(xiàn)土地產(chǎn)出率、勞動生產(chǎn)率、水肥藥利用率分別提升5%、15%、10%以上，生產(chǎn)成本降低10%以上。
五、多胎多羔肉羊種質(zhì)創(chuàng)制與標(biāo)準(zhǔn)化、低成本飼養(yǎng)技術(shù)研發(fā)與示范
研究目標(biāo)
基于內(nèi)蒙古的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)——肉羊產(chǎn)業(yè)的兩大發(fā)展方向，針對農(nóng)區(qū)舍飼多胎多羔羊和牧區(qū)放牧為主的蒙古羊在種質(zhì)資源、營養(yǎng)飼料、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)施裝備及疫病防控四個方面存在的關(guān)鍵核心技術(shù)問題，開展技術(shù)攻關(guān)，組建多胎多羔羊和高繁短尾羊核心群；構(gòu)建不同生理階段肉羊營養(yǎng)供給模型，開發(fā)非常規(guī)飼料資源，通過精準(zhǔn)營養(yǎng)搭配及飼喂節(jié)約飼料成本，改善羊只健康狀況；研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化智能化設(shè)施裝備，構(gòu)建規(guī)模化養(yǎng)殖疫病防控技術(shù)模式，項目實施一體兩翼的布局，通過示范輻射，構(gòu)建現(xiàn)代肉羊生產(chǎn)體系標(biāo)準(zhǔn)化范式，支撐內(nèi)蒙古肉羊生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，由大區(qū)向強(qiáng)區(qū)轉(zhuǎn)變，形成肉羊千億級產(chǎn)業(yè)群。
研究內(nèi)容
種質(zhì)資源方面，通過對內(nèi)蒙古現(xiàn)有的優(yōu)質(zhì)綿羊品種資源的多胎性狀和短尾性狀進(jìn)行遺傳解析，雜交導(dǎo)血結(jié)合現(xiàn)代化的育種技術(shù)，最終培育優(yōu)質(zhì)多胎多羔舍飼肉羊母本品種和高繁短尾型蒙古羊，從根本上解決舍飼肉羊種源匱乏和牧區(qū)肉羊生產(chǎn)效率低的問題。營養(yǎng)與健康養(yǎng)殖方面，構(gòu)建多胎多羔羊不同生理階段營養(yǎng)供給模型及營養(yǎng)精準(zhǔn)飼喂技術(shù)模式，開展短尾型蒙古羊營養(yǎng)檢測技術(shù)研究應(yīng)用和枯草期營養(yǎng)調(diào)控飼喂技術(shù)，進(jìn)行肉羊養(yǎng)殖重要疫病防控技術(shù)集成及健康養(yǎng)殖模式示范。飼料資源開發(fā)方面，開展秸稈、灌木等非常規(guī)飼料發(fā)酵菌種篩選、發(fā)酵飼料制作、質(zhì)量評判，開發(fā)檸條等功能性產(chǎn)品。設(shè)施設(shè)備及智能化管理方面，研發(fā)適合高寒地區(qū)節(jié)能裝配式日光羊舍的配套智能化設(shè)施設(shè)備和管理系統(tǒng)。
研究基礎(chǔ)和團(tuán)隊
本項目構(gòu)建了一支產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，“育、選、繁、推”一體化的研究團(tuán)隊。牽頭單位內(nèi)蒙古杜美牧業(yè)生物科技有限公司和主要參加單位內(nèi)蒙古金草原生態(tài)科技集團(tuán)公司分別是東部和西部肉羊主產(chǎn)區(qū)最大的多羔羊養(yǎng)殖企業(yè)，內(nèi)蒙古蒙源肉羊種業(yè)（集團(tuán)）有限公司是中部最大的短尾羊生產(chǎn)和育種企業(yè)，目前建有標(biāo)準(zhǔn)化羊場10個，存欄多羔羊18萬只，短尾羊6000只。內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院擁有自治區(qū)遺傳育種與繁殖（家畜）重點實驗室、反芻動物營養(yǎng)工程重點實驗室，長期從事肉羊繁育、營養(yǎng)調(diào)控及疫病防控的科研工作。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)依托內(nèi)蒙古自治區(qū)草食家畜飼料工程技術(shù)研究中心著力開展綠色、安全、高效的生物飼料產(chǎn)品創(chuàng)制與應(yīng)用研究，在飼養(yǎng)管理、飼料資源的開發(fā)和應(yīng)用方面優(yōu)勢明顯。內(nèi)蒙古中天科技有限公司一直致力于現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)牧業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)與推廣，已取得了4項授權(quán)專利證書，其中涉及設(shè)施養(yǎng)殖棚舍的專利有4項，在肉羊養(yǎng)殖設(shè)施設(shè)備方面具有突出的優(yōu)勢。
預(yù)期成果和效益
建立多胎多羔羊良種繁育新型關(guān)鍵技術(shù)模式1套，篩選2-3個雜種優(yōu)勢持續(xù)利用組合，建立多胎多羔母羊配套系1個，多胎多羔羊核心群達(dá)到1萬只，母羊胎產(chǎn)羔數(shù)達(dá)2.5個以上；建立多胎多羔羊標(biāo)準(zhǔn)化示范場2-3個，示范多胎多羔羊2萬只，優(yōu)勢雜交組合20萬只。構(gòu)建短尾型蒙古羊優(yōu)勢雜交組合產(chǎn)業(yè)化示范模式1套，建立核心育種場4-6個，核心群達(dá)到5萬只以上，推廣短尾羊10萬只。制定肉羊飼養(yǎng)管理技術(shù)規(guī)程3個，建立主要病原快速檢測和疾病診斷快速技術(shù)2套，構(gòu)建肉羊疫病防控與健康養(yǎng)殖技術(shù)體系和管理模式1套，開發(fā)相關(guān)疫苗產(chǎn)品2個，養(yǎng)殖效率提高15%，發(fā)病率與死亡率降低10%。根據(jù)肉羊不同生理階段開發(fā)非常規(guī)飼料產(chǎn)品10個，開發(fā)低蛋白飼料3個，無抗飼料添加劑2-3個，建立低蛋白和低成本飼料生產(chǎn)示范基地2-3處，生產(chǎn)專用飼料10000噸以上，示范肉羊20萬只以上。研發(fā)高寒地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化羊舍建設(shè)方案及配套智能化設(shè)施設(shè)備1套，示范推廣20處以上；開發(fā)智能化羊場管理系統(tǒng)1套，勞動力成本節(jié)省50%以上，養(yǎng)殖效率提高30%。
本項目的建設(shè)，將覆蓋西部巴彥淖爾市肉羊主產(chǎn)區(qū)、東部興安盟肉羊發(fā)展?jié)摿^(qū)和中部短尾型蒙古羊放牧區(qū)，以點帶面進(jìn)行技術(shù)集成與示范，創(chuàng)建內(nèi)蒙古肉羊全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)模式，進(jìn)而輻射到全區(qū)其他肉羊生產(chǎn)區(qū)，大造千億級肉羊產(chǎn)業(yè)群，為現(xiàn)代肉羊生產(chǎn)體系提供技術(shù)支撐。提高綜合生產(chǎn)效益的同時，降低基礎(chǔ)母羊群體數(shù)量，減輕草場壓力，維持草畜平衡，助力生態(tài)優(yōu)先的畜牧業(yè)發(fā)展，也為解決“三農(nóng)”問題、帶動農(nóng)民致富、鄉(xiāng)村振興等方面將有極大貢獻(xiàn)。
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