近日,黑龙江大学与绥化市黑龙江东部节水科技集团股份有限公司携手合作灌溉装备研究与产业化项目,将实验室里的前沿科技转化为推动寒地农业发展的强大动力,为黑龙江农业现代化注入新活力。
移动式灌溉设备
实验室里的“智慧引擎”:解码寒地灌溉技术创新密码
走进黑龙江大学电子工程学院的智能灌溉实验室,团队的成员正调试着最新研发的多通道智能施肥机。“看,这个传感器能实时监测土壤墒情和作物需肥量,通过算法精准配比肥料。”黑龙江省智慧节水灌溉工程技术研究中心主任、黑龙江省智慧灌溉企业技术中心主任,黑龙江大学电子工程学院副教授刘勇指着屏幕上不断变化的曲线向记者介绍,“现在我们研发的设备,肥料配比误差能控制在1.5%以内。”
实验室的另一侧,技术人员正在组装搭载LoRa物联网通信模块的智能阀门控制器,“以往寒地农田灌溉人工调节阀门耗时耗力,如今通过这套系统,阀门响应速度能缩短至0.3秒,真正实现远程智能控制。”技术员边操作边说,成功突破光伏喷灌机、水肥协同、智能控制三大核心技术,光伏喷灌机实现智能化升级,有效节约人力与能源。同时,利用水肥协同技术,构建玉米全生育期需肥模型,使氮肥利用率从30%提升至55%,研发的“星-空-地”立体监测系统让灌溉决策准确率超92%。
黑龙江省作为我国重要的农业大省,农业生产在全国占据着举足轻重的地位。然而,传统灌溉方式长期存在的高耗低效、技术滞后和人力掣肘等问题。根据黑龙江省农业农村厅2023年报告显示,黑龙江省玉米田亩均用水量达220立方米,水分利用率却不足40%;企业实测数据表明,卷盘式喷灌机均匀度仅65%;寒地作物灌溉需人工调节阀门,每亩年均用工成本超300元。
试验田里的玉米植株
黑土地上的“科技试验田”:校地携手重塑农业生产模式
面对这些难题,黑龙江大学积极发挥自身科研、学科和人才优势,通过构建“需求共研、平台共建、人才共育、成果共享”的校地协同创新生态,促进学校智力资源与地方产业深度融合,为服务区域发展提供了示范样本。黑龙江大学电子工程学院凭借“三核驱动”精准破题,从机制、路径、文化等多维度发力,形成了可借鉴、可推广的经验做法。刘勇介绍,团队研发的“多变量精准调控模型”为解决实际问题提供了有力支撑;全国首个寒区智能灌溉装备概念验证中心及田间模拟实验室的建成,更是为技术研发和实践搭建了优质平台。
在北大荒集团的“技术试验田”里,绿油油的玉米植株长势喜人。“这片地安装了智能灌溉系统,从播种到现在,不用操心浇水施肥的问题。”农场技术员一边操作平板电脑查看灌溉数据,一边向记者介绍,“系统会根据天气、土壤湿度自动开启喷灌,肥料也能精准送达作物根部。这些光伏板为喷灌机提供清洁能源,实现了智能化升级。和以前灌溉靠柴油机,噪音大、成本高相比,现在用光伏驱动,不仅节省人力,还环保。”
在合作过程中,校企双方紧密配合,“问诊、把脉、开方”,为企业提供20万亩农田实测数据,锁定12项技术瓶颈,并投入400万元研发资金;学校开放3个省级重点实验室,将科研资源优势与企业资金相结合,成功申报入选中央引导地方科技发展专项,获得100万元政策扶持资金,为合作提供了坚实的技术和资金保障。
黑龙江省智慧灌溉水肥一体化产业创新联盟大会现场
全链条上的“产业蝶变”:创新范式赋能寒地农业振兴
为破解校地合作中的诸多难题,黑龙江大学电子工程学院积极探索创新实践,形成了独具特色的校地合作“黑大范式”。刘勇告诉记者,在机制创新方面,构建“三螺旋”动力模型,以需求为导向建立“技术需求池”,实行动态更新;采用“5+2”突击队模式进行敏捷研发;联合各方组建创新联合体,打通“研发-中试-推广”链条。在路径创新上,打通成果转化“最后一公里”,设立100万元种子基金用于22项专利可行性评估和概念验证,在北大荒集团建设“技术试验田”开展大量对比试验,累计开展77次对比试验,以场景驱动成果转化,建立产品迭代快速响应机制,让客户反馈直达研发端,实现市场反哺。在文化创新领域,培育“扎根黑土”创新基因,实施“双走进”计划,整合电子工程、农业、水利工程等多学科力量,开发“传感器-控制器-云平台”系统解决方案,并建立服务黑龙江的科技分队。
通过全链条创新,该合作项目在科研创新、人才培育、社会服务与产业发展等领域多点开花,助力乡村振兴。
科研创新方面:成功突破光伏喷灌机、水肥协同、智能控制三大核心技术,相关技术大幅提升了农业生产效率和资源利用率,同时获批多项课题,发表大量高水平论文,孵化众多专利,位居国内灌溉领域第一梯队。
人才培养方面:共建东水智慧农业研究生产教融合工作站,实现高校人才培养与企业实际需求的深度对接,培养了一批高素质专业人才。
社会服务成果斐然:智能灌溉系统推广面积达60万亩,节水超35%,节肥、节省人工均超50%,服务超10万人次农户,肇东市玉米单产达1026.78公斤,提升了农业生产效益与农民收入。
产业发展成果突出:成功孵化4家企业,年产值达2370万元。形成完整产业链,实现多项专利转化和产品产业化,为企业带来显著经济效益,助力企业在新三板挂牌,企业累计产值5亿元,新增税收1800万元,北大荒示范区玉米亩产最高达1000公斤,实现农田亩产提升20%至30%。
校企合作参观种植品种
从实验室里的精密调试,到黑土地上的实际应用;从科研人员的日夜攻坚,到农户们的丰收笑颜,黑龙江大学与企业的合作项目以科技赋能农业,实现了智慧灌溉领域的技术攻坚与产业蝶变。这不仅提升了黑龙江大学在智慧农业领域的学科影响力,更为黑龙江农业现代化提供了可复制、可推广的“黑大模式”,为推动我国寒地农业高质量发展提供了宝贵经验,助力黑龙江农业现代化高质量发展。