科技項目

●  手自一體智能放風(fēng)器技術(shù)升級與推廣

●  新型內保溫日光溫室及配套智能裝備的推廣應用

●  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(wú)人農場(chǎng)

●  多胎多羔肉羊種質(zhì)創(chuàng )制與標準化、低成本飼養技術(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?jì)热菁?/strong>改進(jìn)點(diǎn)

1. 主要研究?jì)热?/strong>

       本項目主要研究?jì)热菔且匀展鉁厥覂韧鉁囟?、濕度以及溫室內CO2、NH3濃度等指標為依據執行風(fēng)口的開(kāi)閉，達到單臺手自一體智能放風(fēng)器智能控制120延長(cháng)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(shí)現了以日光溫室內外溫度、濕度等指標為依據執行封口的開(kāi)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。

       以?xún)让晒抛灾螀^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)歷了數年各種復雜天氣情況，基本實(shí)現風(fēng)口位置合理設置，有效提高日光溫室內濕度高、通風(fēng)不暢等問(wèn)題的解決能力，運行情況良好。

2. 突出點(diǎn)

       項目主要技術(shù)突出改進(jìn)點(diǎn)和先進(jìn)性在于該手自一體智能放風(fēng)器是以日光溫室內外溫度、濕度以及溫室內CO2、NH3濃度等參數指標為依據進(jìn)行控制，并能實(shí)現單機控制120延長(cháng)米單棟日光溫室或一臺控制多棟日光溫室的自動(dòng)通風(fēng)、排濕，智能防風(fēng)防雨等功能，通過(guò)與內蒙古農業(yè)大學(xué)農學(xué)院設施農業(yè)教研組合作，共同引進(jìn)現代優(yōu)化設計技術(shù)、現代信息技術(shù)、溫室環(huán)境調控技術(shù)，為項目實(shí)施提供了有力的技術(shù)保障。

二、新型內保溫日光溫室及配套智能裝備的推廣應用

       依據已有的幾項專(zhuān)利，利用自治區設施園藝工程技術(shù)研究中心平臺和內蒙古農業(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，在內蒙古高寒地區，根據地區氣候和經(jīng)濟條件推廣不同類(lèi)型的內保溫日光溫室和智能起放保溫被、智能放風(fēng)控制系統、水肥一體化系統，在推廣過(guò)程中再進(jìn)行不斷地改造升級，使溫室管理達到機械化、智能化、準確化和標準化，降低溫室作物病蟲(chóng)害發(fā)生的機會(huì )，減少農藥化肥用量，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。同時(shí)降低勞動(dòng)強度、節省人工，提高經(jīng)濟效益。

主要研究?jì)热菁巴怀鳇c(diǎn)

1.主要研究?jì)热?/strong>

       本項目主要推廣新型內保溫日光溫室及配套智能裝備，包括不同類(lèi)型內保溫日光溫室的建設、智能經(jīng)緯度卷簾控制器和智能放風(fēng)控制器的設計建造。能為農民及園區管理者提供多層次設施農業(yè)工程、產(chǎn)品、及技術(shù)的綜合解決方案，為我區設施農業(yè)冬季生產(chǎn)提供了實(shí)用裝備和可靠保障。

2.突出改進(jìn)點(diǎn)

（1）內保溫日光溫室通過(guò)將保溫系統內置于內層骨架，從而在外保溫膜與內置保溫被和內層保溫膜之間形成0.4m-1m的空氣隔熱層，有效降低熱量傳遞，提高保溫效果。內保溫日光溫室采用新型防水保溫覆蓋材料，導熱系數僅為0.038w/（㎡·k）。內置的保溫被不受雨雪風(fēng)和太陽(yáng)直射的影響，使用壽命延長(cháng)。冬季降雪時(shí)，積雪落在外棚膜上可以自動(dòng)滑落，避免雪災危害。極寒地區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)境調控等問(wèn)題。智能經(jīng)緯度卷簾控制器通過(guò)處理和分析日光溫室所處地區的經(jīng)緯度信息、日期信息、日光溫室內外的溫差信息，以及隨時(shí)獲得的未來(lái)天氣情況和對即將可能發(fā)生的不利于作物生長(cháng)的情況的判斷和預警等信息，隨時(shí)、自動(dòng)更改開(kāi)閉簾所依據的參數，實(shí)現真正的卷簾智能控制，從而達到日光溫室能大限度保溫和利用太陽(yáng)光的理想狀態(tài)。智能放風(fēng)器是以日光溫室內外溫度、濕度等參數指標的實(shí)時(shí)監測數據為依據，按不同使用要求設定限值，智能控制上下風(fēng)口的開(kāi)閉，實(shí)現自動(dòng)通風(fēng)、排濕，智能防風(fēng)防雨等功能的現代農業(yè)裝備。

       截止驗收，通過(guò)項目的實(shí)施，完成了項目預期任務(wù)目標。截至2021年共示范推廣不同類(lèi)型內保溫日光溫室應用基地11個(gè)，推廣應用面積40畝，通過(guò)配套安裝智能裝備，實(shí)現了精準管理溫、濕度、水肥和光照等環(huán)境條件，真正實(shí)現了中國北方寒冷地區冬季不加熱正常生產(chǎn)果菜類(lèi)蔬菜，對于促進(jìn)設施蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展及帶動(dòng)當地農民增收致富有著(zhù)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

       粉煤灰是內蒙古自治區大宗工業(yè)固廢，目前主要以堆存為主，存在諸多環(huán)保問(wèn)題，亟需消納解決，而現有日光溫室/畜牧棚舍傳統后墻保溫材料存在保溫效果差、結構復雜及裝配成本高等問(wèn)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(guò)粉煤灰堿激發(fā)、水熱反應成型等工藝首先合成粉煤灰基保溫材料，然后通過(guò)結構研究形成裝配式成型保溫材料板塊，并將其應用于溫室/畜牧棚舍后墻墻體，建成產(chǎn)業(yè)示范基地，實(shí)現長(cháng)期連續穩定使用，提升現有溫室/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。

       項目主持單位內蒙古中天科技有限公司現已發(fā)展成為內蒙古自治區一家集設施農牧業(yè)工程設計施工一體化、技術(shù)研發(fā)、設備設施組裝、加工、資材銷(xiāo)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(shí)還聯(lián)合了內蒙古工業(yè)大學(xué)、內蒙古農業(yè)大學(xué)、內蒙古農牧業(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保溫日光溫室、新型畜牧棚舍后墻保溫材料結構性能存在的實(shí)際問(wèn)題和困難，結合跨學(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，解決現有材料安裝復雜、成本高的問(wèn)題，服務(wù)支持北方高寒地區冬季生產(chǎn)水果蔬菜，改善牛羊的生活繁育條件，提高牛羊養殖業(yè)的質(zhì)量和產(chǎn)量，為我國粉煤灰綜合利用及農牧業(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)內蒙古自治區設施農牧產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為當地農牧民脫貧致富奔小康，優(yōu)化園藝、畜牧設施結構起到科技示范作用。本項目是實(shí)現園藝、畜牧設施結構優(yōu)化調整的高效產(chǎn)業(yè)，能輻射帶動(dòng)呼市及其周邊地區、乃至自治區的設施農牧業(yè)科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有利于推動(dòng)新農村建設、構建和諧社會(huì )及農牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，具有較好的社會(huì )效益。

四、玉米智慧生產(chǎn)模式創(chuàng )新與無(wú)人農場(chǎng)示范

       智慧農業(yè)是自治區“科技興蒙”行動(dòng)的重要支持方向之一，行動(dòng)方案明確提出支持智能農業(yè)機械開(kāi)發(fā)、農業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)。當前農業(yè)的第四次革命——“農業(yè)數字革命”正在到來(lái)。立足我區第一大糧食作物玉米生產(chǎn)，瞄準農業(yè)現代化與鄉村振興戰略的重大需求，突破玉米智慧農作核心技術(shù)與短板技術(shù)，以信息和知識驅動(dòng)來(lái)應對耕地、水、生態(tài)環(huán)境的剛性約束以及農業(yè)勞動(dòng)力成本和種、肥、藥等農資價(jià)格攀升等現實(shí)難題，實(shí)現玉米生產(chǎn)“機器替代人力”、“電腦替代人腦”的轉變，提高生產(chǎn)精準化、智能化和經(jīng)營(yíng)網(wǎng)絡(luò )化水平，大幅度提高我區玉米生產(chǎn)質(zhì)量、效率、效能、效益，引領(lǐng)我區現代農業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

當前主導我國玉米生產(chǎn)的定性栽培技術(shù)與規模機械化發(fā)展和綠色高質(zhì)量發(fā)展需求不適應的問(wèn)題逐漸凸顯，主要表現為：

（1）田塊尺度粗略定量水肥藥投入與作物實(shí)時(shí)需求難以匹配，導致灌溉水和化學(xué)品投入過(guò)量，農機燃油及電力大量損耗，糧食生產(chǎn)環(huán)境代價(jià)偏高；

（2）區域尺度農情實(shí)時(shí)監測數據缺乏整體分析診斷決策平臺，導致生產(chǎn)宏觀(guān)決策缺乏定量依據和時(shí)效性，制約大面積提質(zhì)增效；

（3）適應實(shí)時(shí)精準管理的智能耕種管收作業(yè)裝備缺乏，無(wú)人化生產(chǎn)管控平臺和模式尚不成熟，制約勞動(dòng)生產(chǎn)率和資源利用率提升。

       本項目以推動(dòng)玉米生產(chǎn)信息化、精準化和智能化為目標，通過(guò)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測與實(shí)時(shí)診斷關(guān)鍵技術(shù)；構建玉米生長(cháng)發(fā)育診斷模型、定量調控模型，研發(fā)玉米精準管理云決策支持系統；以此為基礎，通過(guò)研發(fā)無(wú)人作業(yè)環(huán)境感知、導航自動(dòng)駕駛技術(shù)、智能作業(yè)農機裝備、協(xié)同作業(yè)管控技術(shù)，創(chuàng )新玉米智慧農作模式并建設無(wú)人農場(chǎng)工程化示范。以此為引領(lǐng)，針對西遼河流域、河套灌區生態(tài)生產(chǎn)特點(diǎn)，構建基于北斗自動(dòng)導航、精量播種監控、生長(cháng)實(shí)時(shí)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)的玉米智慧精準綠色高效生產(chǎn)模式并開(kāi)展規?；痉?。

       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，開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò )化“玉米優(yōu)化栽培管理決策支持系統”成果水平居國內領(lǐng)先，其實(shí)用性和易用性達到了國際先進(jìn)水平。項目參加單位農芯科技（北京）有限責任公司、中國農科院作物科學(xué)研究所、北京農業(yè)信息技術(shù)研究中心、內蒙古師范大學(xué)在作物監測診斷、決策系統開(kāi)發(fā)和智能農機裝備研發(fā)方面均居于國內領(lǐng)先水平。

       通過(guò)項目研究，建立“天空地”一體化玉米農情信息監測平臺1項；集成栽培方案數字化設計系統或田間管理定量決策云服務(wù)系統1項；申報專(zhuān)利或軟件著(zhù)作權2-3項；構建基于智慧農作的玉米精準高效綠色技術(shù)模式1-2項，制定技術(shù)標準2-3項；建設玉米無(wú)人農場(chǎng)1個(gè)、百萬(wàn)畝玉米綠色智慧生產(chǎn)標準化基地1個(gè)。實(shí)現土地產(chǎn)出率、勞動(dòng)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 )制與標準化、低成本飼養技術(shù)研發(fā)與示范

研究目標

       基于內蒙古的主導產(chǎn)業(yè)——肉羊產(chǎn)業(yè)的兩大發(fā)展方向，針對農區舍飼多胎多羔羊和牧區放牧為主的蒙古羊在種質(zhì)資源、營(yíng)養飼料、標準化設施裝備及疫病防控四個(gè)方面存在的關(guān)鍵核心技術(shù)問(wèn)題，開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，組建多胎多羔羊和高繁短尾羊核心群；構建不同生理階段肉羊營(yíng)養供給模型，開(kāi)發(fā)非常規飼料資源，通過(guò)精準營(yíng)養搭配及飼喂節約飼料成本，改善羊只健康狀況；研發(fā)標準化智能化設施裝備，構建規?；B殖疫病防控技術(shù)模式，項目實(shí)施一體兩翼的布局，通過(guò)示范輻射，構建現代肉羊生產(chǎn)體系標準化范式，支撐內蒙古肉羊生產(chǎn)方式轉變，由大區向強區轉變，形成肉羊千億級產(chǎn)業(yè)群。

研究?jì)热?/strong>

       種質(zhì)資源方面，通過(guò)對內蒙古現有的優(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，雜交導血結合現代化的育種技術(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肉羊生產(chǎn)效率低的問(wèn)題。營(yíng)養與健康養殖方面，構建多胎多羔羊不同生理階段營(yíng)養供給模型及營(yíng)養精準飼喂技術(shù)模式，開(kāi)展短尾型蒙古羊營(yíng)養檢測技術(shù)研究應用和枯草期營(yíng)養調控飼喂技術(shù)，進(jìn)行肉羊養殖重要疫病防控技術(shù)集成及健康養殖模式示范。飼料資源開(kāi)發(fā)方面，開(kāi)展秸稈、灌木等非常規飼料發(fā)酵菌種篩選、發(fā)酵飼料制作、質(zhì)量評判，開(kāi)發(fā)檸條等功能性產(chǎn)品。設施設備及智能化管理方面，研發(fā)適合高寒地區節能裝配式日光羊舍的配套智能化設施設備和管理系統。

研究基礎和團隊

       本項目構建了一支產(chǎn)學(xué)研結合，“育、選、繁、推”一體化的研究團隊。牽頭單位內蒙古杜美牧業(yè)生物科技有限公司和主要參加單位內蒙古金草原生態(tài)科技集團公司分別是東部和西部肉羊主產(chǎn)區最大的多羔羊養殖企業(yè)，內蒙古蒙源肉羊種業(yè)（集團）有限公司是中部最大的短尾羊生產(chǎn)和育種企業(yè)，目前建有標準化羊場(chǎng)10個(gè)，存欄多羔羊18萬(wàn)只，短尾羊6000只。內蒙古農牧業(yè)科學(xué)院擁有自治區遺傳育種與繁殖（家畜）重點(diǎn)實(shí)驗室、反芻動(dòng)物營(yíng)養工程重點(diǎn)實(shí)驗室，長(cháng)期從事肉羊繁育、營(yíng)養調控及疫病防控的科研工作。內蒙古農業(yè)大學(xué)依托內蒙古自治區草食家畜飼料工程技術(shù)研究中心著(zhù)力開(kāi)展綠色、安全、高效的生物飼料產(chǎn)品創(chuàng )制與應用研究，在飼養管理、飼料資源的開(kāi)發(fā)和應用方面優(yōu)勢明顯。內蒙古中天科技有限公司一直致力于現代設施農牧業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)與推廣，已取得了4項授權專(zhuān)利證書(shū)，其中涉及設施養殖棚舍的專(zhuān)利有4項，在肉羊養殖設施設備方面具有突出的優(yōu)勢。

預期成果和效益

       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(gè)雜種優(yōu)勢持續利用組合，建立多胎多羔母羊配套系1個(gè)，多胎多羔羊核心群達到1萬(wàn)只，母羊胎產(chǎn)羔數達2.5個(gè)以上；建立多胎多羔羊標準化示范場(chǎng)2-3個(gè)，示范多胎多羔羊2萬(wàn)只，優(yōu)勢雜交組合20萬(wàn)只。構建短尾型蒙古羊優(yōu)勢雜交組合產(chǎn)業(yè)化示范模式1套，建立核心育種場(chǎng)4-6個(gè)，核心群達到5萬(wàn)只以上，推廣短尾羊10萬(wàn)只。制定肉羊飼養管理技術(shù)規程3個(gè)，建立主要病原快速檢測和疾病診斷快速技術(shù)2套，構建肉羊疫病防控與健康養殖技術(shù)體系和管理模式1套，開(kāi)發(fā)相關(guān)疫苗產(chǎn)品2個(gè)，養殖效率提高15%，發(fā)病率與死亡率降低10%。根據肉羊不同生理階段開(kāi)發(fā)非常規飼料產(chǎn)品10個(gè)，開(kāi)發(fā)低蛋白飼料3個(gè)，無(wú)抗飼料添加劑2-3個(gè)，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(zhuān)用飼料10000噸以上，示范肉羊20萬(wàn)只以上。研發(fā)高寒地區標準化羊舍建設方案及配套智能化設施設備1套，示范推廣20處以上；開(kāi)發(fā)智能化羊場(chǎng)管理系統1套，勞動(dòng)力成本節省50%以上，養殖效率提高30%。

       本項目的建設，將覆蓋西部巴彥淖爾市肉羊主產(chǎn)區、東部興安盟肉羊發(fā)展潛力區和中部短尾型蒙古羊放牧區，以點(diǎn)帶面進(jìn)行技術(shù)集成與示范，創(chuàng )建內蒙古肉羊全產(chǎn)業(yè)鏈標準化技術(shù)模式，進(jìn)而輻射到全區其他肉羊生產(chǎn)區，大造千億級肉羊產(chǎn)業(yè)群，為現代肉羊生產(chǎn)體系提供技術(shù)支撐。提高綜合生產(chǎn)效益的同時(shí)，降低基礎母羊群體數量，減輕草場(chǎng)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”問(wèn)題、帶動(dòng)農民致富、鄉村振興等方面將有極大貢獻。