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寒冬已至，地處帕米爾高原的塔什庫爾干縣，上百座溫室大棚里的櫻桃樹進入盛花期；地處沙漠邊緣的和田縣，一筐筐螺絲椒從溫室大棚里裝車，“奔向”千家萬戶。

近年來，新疆設施農業(yè)克服沙漠戈壁和高寒地區(qū)的惡劣自然條件，在天山南北創(chuàng)造了一個個農業(yè)奇跡。這些奇跡的背后，離不開科技創(chuàng)新的有力支撐。今年，由自治區(qū)農業(yè)科學院牽頭申報的《新疆現代設施農業(yè)發(fā)展關鍵技術及智能裝備研究與集成應用》，獲得2024年度自治區(qū)科技進步獎一等獎。

“這項成果歷時十余年，我們通過政產學研用聯合攻關，在設施農業(yè)理論、技術及裝備方面取得了一大批創(chuàng)新成果，多項技術指標達到國際領先水平?！痹摮晒谝煌瓿扇恕⒆灾螀^(qū)農業(yè)科學院研究員王國強告訴記者，通過大力推廣示范，近三年來技術成果累計應用面積達到20萬畝，新增產值達到19億元，為產業(yè)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興注入了新活力。

打造綠色高效智能溫室

近日，走進烏魯木齊縣水西溝鎮(zhèn)大廟村的一座日光溫室，紅彤彤的草莓格外引人注目。得益于一套高效的供暖系統(tǒng)，即便室外氣溫降至-20℃，大棚里也能保持適宜作物生長的溫度?！靶陆禾抠Y源豐富，因此以前大部分溫室都采用燃煤加溫，但存在能耗高、環(huán)保性差等明顯缺陷。”王國強說，十多年前，為響應國家環(huán)保要求，團隊摒棄已經成熟的燃煤加溫技術，向綠色環(huán)保技術轉型。

在經過反復考察研究和技術論證后，王國強帶領團隊創(chuàng)制了適用于日光溫室深冬生產的高溫空氣源熱泵主動蓄熱供熱系統(tǒng)。

王國強介紹，這套系統(tǒng)的最大特點就是空氣回收和循環(huán)利用。白天光照強烈，溫室內溫度可達40℃以上?？諝庠礋岜脤⒖諝庥酂崾占饋聿⑥D化，再通過地埋水管把熱量傳遞到土壤中儲存起來，在深達60厘米的地下“休眠”。到了夜晚，隨著溫室溫度下降，這套設備又會將儲存的熱量“喚醒”，持續(xù)輸送回地面。

“這套系統(tǒng)解決了-25℃條件下喜溫果菜安全越冬的難題，甚至能抵御-30℃的極寒天氣?！蓖鯂鴱娬f，這套系統(tǒng)不用燒煤，而是依靠少量電力驅動設備，運營成本降低了30%。與此同時，精準的溫度控制也提供了更好的生長環(huán)境，作物產量平均提高15%以上。

在破解溫室加溫難題的同時，王國強帶領的團隊針對溫室結構及材料也進行了大膽創(chuàng)新。

“部分溫室大棚使用幾年后就會出現鋼結構變形，保溫性降低等問題，嚴重制約設施農業(yè)可持續(xù)發(fā)展?！蓖鯂鴱娊榻B，團隊通過與上海孫橋溢佳農業(yè)技術股份有限公司深度合作，共同研發(fā)出適合新疆的新型溫室—高效能組裝式深冬生產型日光溫室。

項目團隊成員、上海孫橋溢佳農業(yè)技術股份有限公司董事長卜崇興告訴記者，新型溫室具有低能耗、高儲能、宜機化等特點。經過測算，該溫室整體采光量提高了12.2%，溫度提高了3.6℃，溫室使用面積達到90%以上，與傳統(tǒng)日光溫室相比土地利用率提高30%。

“新型溫室還有一個特點就是裝配式，可以像搭積木一樣造溫室?！蓖鯂鴱娬f，這種溫室可以四季施工，建造周期也將明顯縮短。

此外，為解決溫室覆蓋材料保溫性能差的問題?？蒲袌F隊還發(fā)明了復合保溫隔熱材料，創(chuàng)制了納米級柔性保溫被及保溫墻體，保溫率達到96.3%，使用壽命達10年以上，且具有良好的防火性能。

智能裝備補齊設施農業(yè)關鍵環(huán)節(jié)

嫁接技術以其抗病、抗蟲害等抗逆特性，在設施農業(yè)生產中應用十分廣泛。在新疆，目前大部分嫁接仍以人工為主。

“嫁接是一個細活，切面切得不到位，粘接不牢靠，都會影響嫁接效果，從而影響作物生長?！蓖鯂鴱娬f，為補齊嫁接機械化這個關鍵環(huán)節(jié)，自治區(qū)農業(yè)科學院聯合合肥佳富特機器人科技有限責任公司，以《環(huán)塔里木盆地現代設施農業(yè)發(fā)展關鍵技術研發(fā)》項目為支撐開展科研攻關，成功研發(fā)出全自動嫁接機器人。

王國強介紹，借助機器視覺系統(tǒng)，嫁接機器人的機械臂可以模仿人的手部動作，精準無誤地完成嫁接全過程。與人工相比，機器人每小時的嫁接量可達到1200株，效率提高3到4倍，成功率可達98%以上，各項指標遠超國際同類產品。

目前，團隊已成功研發(fā)出全自動茄果類蔬菜和瓜類嫁接機器人，并在新疆多家農業(yè)龍頭企業(yè)進行推廣應用。

在移栽環(huán)節(jié)，王國強帶領的團隊也實現了突破，研制出蔬菜雙行全自動移栽機。王國強介紹，這臺移栽機通過動態(tài)協作機制和多維傳感器監(jiān)測裝備，實現了定點、定時、定位高效取苗和栽植。機械抓手能精準地把蔬菜幼苗按設定間距和深度栽入土中，同步完成覆土、澆水。不僅生產效率較人工提高了6倍以上，還能確保幼苗均勻整齊，從而提升成活率。

在溫室大棚葉菜集中成熟階段，需要大量人工采摘。如果提高采摘效率，王國強帶領的團隊研制出高效葉菜收獲機。

該機械可實現對土上及土下葉菜的全面收獲，通過智能仿型提高了不同葉菜作物的適應性和收獲完整性，作業(yè)效率可達每小時近2畝地。

“目前，我們研發(fā)的農機設備已經基本覆蓋了設施農業(yè)作物生長全過程，目前正在溫室大棚進行示范應用?！蓖鯂鴱姼嬖V記者。

近期農業(yè)農村部、自治區(qū)人民政府研究制定了《推動南疆現代設施農業(yè)高質量發(fā)展工作方案》，方案明確提出，遴選并推廣一批適合南疆地區(qū)成熟穩(wěn)定的先進經濟適用設施裝備，全鏈條提升作業(yè)效率，降低生產成本。

“新疆設施農業(yè)機械化起步晚，且面臨復雜的地形、氣候等自然因素，因此設施裝備研發(fā)和推廣任重道遠。我們團隊將堅持‘四個面向’，繼續(xù)扎根一線，借助人工智能技術，不斷提升設備的技術性能和市場屬性，推進新疆現代設施農業(yè)高質量發(fā)展。”王國強說。

（受訪者供圖）