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(一)课题来源与背景：滚动轴承作为旋转机械核心零部件之一，被广泛在制造、交通、航空航天、化工、能源及农业机械等多个领域使用。但由于其对称式的结构布局和旋转式的工作方式和作用，导致其成为了机械装备中最易损坏的零部件之一，而且容易引起整机性能下降，甚至造成整机故障或人员伤亡。机械设备作为制造业发展的基础，随着工业4.0、中国制造2025战略的提出和制造业的不断发展，设备的工作环境也变得越来越复杂和苛刻，要求机械设备可以高效、安全和平稳运行且具有长服役寿命。因此，利用监测和诊断检测等技术对机械设备的早期故障和健康状态进行监测和评估变的越来越重要。基于监测或评估结果及时地对设备进行合理有效维护，尽可能在故障早期或故障尚未出现时排除故障、减缓故障的进一步发展，防止发生严重或灾难性的事故，以提升设备的可靠性和安全性，使设备在安全平稳运行的前提下，延长服役周期。 (二)研究目的与意义：滚动轴承被称为“工业的关节”，在航空航天、风力发电、加工制造等诸多工业领域广泛使用，其健康状态对机械装备安全服役性能起着十分重要的作用。滚动轴承故障引起整机故障率达30%，导致旋转机械和电机设备的故障率约达45%～55%和40%。轴承的运行状态对整个设备的精度、可靠性、运行平稳性和寿命等都有重要影响，其性能退化或严重故障会导致整机性能下降，引起设备非计划性停机，甚至造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此，对滚动轴承开展预测与健康管理，实时进行健康评估与预测，基于预测结果订购备件，制定预测性维护策略，对保障机械装备安全服役、提高生产效率和增加经济效益至关重要。 主要论点与论据：(1)针对滚动轴承早期故障微弱、噪声大，不易确诊，推衍出了最优分量EMD、权重EMD、最优分解水平MRSVD、最优细节分量、最大差的MRSVD和EMD-MFDFA方法，提出了LFIgram最优滤波带选取方法，能够对振动信号进行降噪处理、提取故障成分。相关研究成果已发表在《Structural Health Monitoring》、《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》、《IEEE Sensors Journal》、《Measurement Science and Technology》及《Journal of Vibroengineering》期刊。 (2)为快速准确识别滚动轴承初始故障时刻点，通过振动信号包络谱的统计特征构建了性能退化综合指标，计算了性能指标退化的速率，利用变异系数衡量了指标退化速率的变异程度。利用初始故障时刻点是性能退化的起始点，退化速率有较大变化的特点，对滚动轴承的初始故障时刻点进行了监测。结合二分法回溯追踪策略进一步确定准确的初始故障发生时刻。相关研究成果已发表在《Structural Health Monitoring》、《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》和《Measurement Science and Technology》期刊。 (3)为识别滚动轴承健康状态阶段，分别基于性能退化速率、性能特征差异性和多重分析特征，提出了基于性能退化速率的RIIHS指标、基于性能特征差异性的MI指标和基于改进EMD-MFDFA方法的实时健康状态评估指标和方法。结果表明：在不同的健康状态阶段，性能退化速率、性能特征差异性以及多重分形谱特征变化有一定的规律性。相关研究成果已发表在《Structural Health Monitoring》、《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》和《Measurement Science and Technology》期刊。 (4)为了定量评估滚动轴承的故障，通过有限元仿真技术，描述了基于接触响应的多事件现象，探讨了缺陷尺寸引起等效接触力大小变化趋势。另外，基于滚动轴承双冲击特征响应于滚动体滚过缺陷区域时的对应关系，结合轴承几何尺寸，提出利用权重EMD和Fast ICA结合方法分离提取振动信号中的双冲击特征响应，估算了缺陷尺寸大小。结果表明：(1)等效应力与振动信号随缺陷宽度的变化趋势之间有一定的对应关系。(2)提出的权重EMD和Fast ICA方法可以分离提取双冲击特征响应信号。相关研究成果已发表在《Journal of Vibroengineering》期刊。 (三)创见与创新： (1)故障特征提取技术：分别基于EMD和MRSVD方法，该项目，利用峭度、相关系数以及方差相对比例，推衍出了最优分量EMD、权重EMD、最优分解水平MRSVD、最大差的MRSVD和EMD-MFDFA方法，提出了LFIgram最优滤波带选取方法，能够很好的增强故障特征、降低噪声。 (2)提出了客观实时地健康状态评估方法。该项目基于信号自身，分别基于振动信号指标退化速率、指标特征差异性以及多重分形谱特点，多方位提出了滚动轴承健康状态阶段实时识别方法，依靠指标自身的变化趋势识别健康状态。 (3)自适应分离提取剥落缺陷的双冲击响应。现有提取方法多为联合提取双冲击，即使是分离提取、也需要靠经验去区分两者。该项目依靠双冲击的频率及能量强度不同，提出了自适应分离提取方法，是该项目的第三个创新点。 (四)社会经济效益：该研究针对旋转机械装备中的关键零部件滚动轴承展开研究，研究所得的信号处理方法能够丰富故障诊断信号处理方法；研究获得的自适应分离提取剥落缺陷的双冲击响应的信号处理方法，能够为滚动轴承缺陷的定量评估提供一定的理论支撑；获的初始故障点和健康状态阶段识别方法能够用于滚动轴承健康状态的实时监测，可以有效提高设备的安全性、降低维护成本、使设备经济收益实现最大化。该项目中的初始故障点和健康状态阶段的识别研究，不仅为基于状态的维护提供了维护措施制定的依据；还为预防性维护、特别是剩余使用寿命的确定中初始预测点和失效点的确定提供了理论基础。

一、草原鼠害应急防治及技术推广应用情况：2019年发生鼠疫疫情后，由锡盟草原工作站统筹推进，紧急筹备鼠害防治药品、机械设备、作业飞机，并调运至发生鼠疫旗县，盟、旗两级草原有害生物防治部门合力开展了草原鼠害应急防治工作，并形成相应防治技术。2019年应急防治工涉及正镶白旗、镶黄旗、苏尼特右旗、苏尼特左旗、二连浩特市、锡林浩特市等6个旗县市。鼠疫区防治面积9.526万公顷(142.89万亩)，防治结束后对6个旗市开展防效调查，调查区域涵盖18个苏木，21个嘎查，共设置调查样方60个。综合抽样调查结果表明，鼠害防治后效洞口密度最高的样地为70个/公顷。符合中华人民共和国农业行业标准《草原鼠荒地治理技术规范》NY/T1240-2006规定的长爪沙鼠Ⅰ级防治标准(最低级，200个/公顷)。该调查所有样点总体灭效均大于90%，符合《草原治虫灭鼠实施规定(修正)》(根据一九九七年十二月二十五日农业部令第39号修订)中的规定。2020年至2022年之间加强推广草原鼠害应急防治技术，在当年发生及往年发生鼠疫地区累计推广面积325.535万亩，其中：2020年推广应用286.355万亩、2021年推广应用29.18万亩、2022年推广应用10万亩。草原鼠害应急防治技术推广应用期间，为草原保护工作持续健康稳定发展，注重使用植物源农药及生物制剂等绿色防治药剂，如c型肉毒素、雷公藤甲素、α-氯代醇、莪术醇等，绿色防治比例从2020年的61.34%，2021年达到了100%。2020-2022年疫点区域防治效果分别为91.3%、87.9%、89.7%。经几年有效开展草原鼠害应急防治，取得的成效，一方面是鼠疫疫点数量显著减少，2020年至2022年数量呈下降趋势，近两年未发生；另一方面鼠疫发生区内鼠密度显著减少，2020年-2022年鼠疫发生区内鼠密度平均有效洞口分别为228个/公顷、107个/公顷、105个/公顷，呈逐年减少趋势。 二、草原鼠害应急防治的目的与意义：开展草原鼠害应急防治，其最首要及最重要的目的是有效减少鼠类传播疾病的风险。鼠类活动频繁的区域，鼠疫等疾病的传播风险也会增加。通过控制鼠害，可进一步保障人民群众的生命安全和身体健康，维护社会稳定和经济发展。其次开展应急防治的目的与意义在于以下几点，一是保护草原植被、维护草原生态安全。草原鼠害的频繁发生会导致草原植被破坏，进而引发草原退化和沙化，这不仅破坏了草原的生态平衡，还对畜牧业和农牧民的收入产生负面影响。二是有助于促进草原畜牧业的可持续发展。草原鼠害会降低草原的载畜能力，影响畜牧业的发展。通过有效的防治措施，可以保护草原植被，提高草原的利用率，从而保障畜牧业的健康发展。三是防治草原鼠害对于保护生物多样性和维持生态平衡具有重要意义，鼠害会导致一些物种消失，破坏生态平衡，进而影响整个生态系统的稳定。

稀有金属广泛应用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、电气、农业、医药、轻纺等传统领域，更是发展新能源、新材料、节能环保、航空航天、电子信息等新兴产业的核心资源。未来国际资源竞争，将从大宗支柱矿产转向稀有金属矿产，稀有金属矿产是支撑中国占领科技和经济制高点的关键资源。内蒙古大兴安岭地区成矿地质条件优越，银、铅锌、铜、锡、钨、钼、铬、铷锂(铌钽)等金属矿产资源丰富，形成众多的大、中型矿床，是内蒙古东部地区重要的矿床集中区之一。大兴安岭地区不但是中国北方重要的铜多金属成矿带，还是中国北方最重要的稀有金属成矿集中区。 2014-2023年内蒙古地质勘查有限责任公司在大兴安岭地区分别开展了内蒙古自治区克什克腾旗维拉斯托矿区锂多金属矿勘探、内蒙古自治区镶黄旗加不斯矿区锂钽矿资源储量核实和内蒙古自治区新巴尔虎右旗浩勒包东锂多金属矿预查等三个稀有金属勘查项目。地勘公司不仅勘查发现了维拉斯托矿区超大型锂锡多金属矿床和加不斯矿区超大型锂钽矿床，而且还对矿床的成矿时代、物质来源、矿床成因等前沿科学问题进行了深入的研究，按照“三位一体”勘查区找矿预测理论与方法，对成矿地质体、成矿构造和结构面、成矿作用特征标志进行归纳，编制矿集区找矿预测信息表，建立找矿预测地质模型，为今后大兴安岭地区稀有金属找矿预测提供了行之有效的勘查技术方法。截止2021年12月31日，维拉斯托矿区累计查明资源量：总矿石量5175.9万吨，锡矿石量1261.3万吨，锡金属量122364吨，锡平均品位0.97%；氧化锂矿石量4197.6万吨，氧化锂金属量575971吨，氧化锂平均品位1.37%。截止2023年4月30日，加不斯矿区累计查明资源量：总矿石量7244.3万吨，Ta₂O₅矿石量6940.2万吨，Ta₂O₅金属氧化物量9448吨；Li₂O矿石量6677.5万吨，Li₂O金属氧化物量450682吨。根据当前金属价格计算，两座矿山潜在经济价值约3000亿元。矿山投产后，预计每年可实现产值80亿元、利税50亿元以上，矿山可稳产30年以上，产生就业岗位2000人左右，同时还将带动周边大批下游相关产业发展。此次在大兴安岭地区发现超大型稀有金属矿床，填补了国内对该类型矿床勘查和研究的空白，为寻找大中型稀有金属矿床工作展示了较好的找矿前景。大兴安岭地区稀有金属矿床的发现，打破了长久以来中国北方稀有金属矿产找矿僵局，形成新的稀有金属矿产资源基地，为最终完成找矿突破战略行动目标贡献了巨大的力量，对该区找矿工作具有重要指导意义。

1.课题来源与背景：该课题为甘肃晟源祥农林生态有限公司自设科研项目。在农业种植中，农药喷洒对于作物的生长具有极其重要的作用，采用喷洒农药的方法，对于防止虫害和提高农作物的抗病性具有关键作用，进而对于农业增产增收提供保障，喷洒农药是植物保护的一种重要手段，农药的喷洒长期以来是依靠人工背负喷雾器来实现的。但是，现有的无人机药液混合装置调制好后不会再对其进行混合，如此使得农药在装箱后容易沉淀，导致防虫抗病的药效降低，因此，现提出一种无人机药液混合装置。 2.技术原理与性能指标：一种植保无人机药剂混合装置，包括外壳，电机，进料口和出料管；所述外壳内的下部设置为混合腔，在混合腔内对应的传动轴侧壁上固定安装有多个水平的搅拌杆；所述混合腔对应的外壳内壁上固定安装有回流罩，在回流罩的侧壁上以及底部上安装有若干个回流口，位于侧壁上的回流口水平朝向混合腔的中心轴，位于底部的回流口竖直朝上，回流罩内通过管道连通位于外壳外侧的循环泵.该实用新型通过在混合腔内设置位于侧壁以及底部的回流罩，将位于侧壁以及底部的药液抽出，使其流动，减少在侧壁以及底部的堆积，避免搅拌死角，提高混合效果。 特点：1)使用药液对假性团聚打散解聚效果；2)匀化速度快；3)可大容量混合；4)低耗能，低成本；5)微负压运行，无大面积污染；6)智能化、自动化、一键操作无人化作业。 3.技术的创造性与先进性：国外的药液混合装置已经取得了一定的发展，他们可以进行精密混合，从而实现液体各种特性的完美结合，增强物质的性能。药液混合装置分为几大类，主要有叶片搅拌器、A-M共振混合器和A-M流变搅拌器。这些装置可以混合药液，以便达到预期的特性要求，比如药液的稠度、抗菌率、抗氧化性等。此外，国外的药液混合装置也可以搅拌、混合、研磨药液，以便达到预期的特性要求，比如均匀度、平滑度、光泽度等。总的来说，药液混合装置在国外得到了较好的发展，技术水平已经成熟，不仅能够满足客户的特殊需求，还可以提高药液的性能，从而更好地服务于客户。 4.技术的成熟程度，适用范围和安全性：技术成熟。根据查询药液混合装置资料介绍得知，药液混合装置在国内外得到了较好的发展，技术水平已经成熟，不仅能够满足客户的特殊需求，还可以提高液体的性能，从而更好地服务于客户。药液混合装置是用于将两种以上的药液混合或药液和固体之间的混合与溶解。 5.应用情况及存在的问题：中国农民的思想还是过于保守，受传统思想的影响，像无人机药液混合装置这种高科技的新事物要想在农业上得到广泛的应用，还是缺少专业型的技术人才和科学技术的依靠，所以并没有得到广泛的应用。而且中国地大物博，地形复杂，所以作物的结构业比较繁杂，每一个地方对于无人机的需求也是大不相同，所以药液混合装置需要也较少。家庭为单位的生产是中国主要的农业生产方式，各家各户之间的合作很少，自力更生的农业发展限制了大型设备的使用，与其他一些发达国家相比，中国对于农业在大型科技设备上的支持相对较弱。由于中国缺少研究型的技术人员，市场应用较低，导致市场需求低，在导航和燃料方面缺乏成熟的技术支持。 但是随着城镇化的发展，很多农民都从农村走向城市，开始解放生产力并且提高生产的效率，在产业倒逼的影响下，中国各个农业大学开始致力于无人机药液混合装置的研究，并且取得优异的成果。伴随着中国的农业向精准化、有机化的发展，无人机药液混合装置的使用已经成为未来农业发展的趋向。 6.历年获奖情况：无。

该设备通过压电雨量接收传感器接收一个固定区域雨量，当雨水击中雨量接收传感器时，产生电信号，电信号通过信号处理单元转换为一个可以表示雨量的信号，转换后的信号被送到主控板处理器内进行雨量数据机器学习算法处理，处理后的雨量数据可以通过4G模组传输到云平台。 主要性能指标： 1.降雨量范围：0～37.8mm/min； 2.降雨量精度：±4%； 3.降雨量分辨率：0.01mm； 4.采集间隔范围：10～600s； 5.采集间隔最小单位：1s，默认300s； 6.上报间隔范围：5～360min； 7.上报间隔最小单位：1min，默认360min(无降雨)60min(有降雨)； 8.工作条件：-30～70℃，100%RH； 9.平均无故障工作时间：25000h。 适用范围：适用于水资源管理和水库监控、城市排水和洪水控制、农业和灌溉管理、环境监测和生态研究、航空和航海。

该项目针对石墨烯材料及其导电/导热应用需求，开展低耗规划化的氧化还原石墨烯制备工艺和应用研究，突破高品质石墨烯可控制备、低耗规划化石墨烯规划化制备、导电/导热精确控制和应用等关键技术，解决了板框高压洗涤过程中氧化石墨含氧官能团水解导致水以及金属杂质难以分离和去除、石墨烯易团聚、与碳纳米管界面作用差的瓶颈，大幅降低了生产过程能耗水耗，且每反应釜从原来的44小时降低到7小时，实现高品质氧化石墨烯、高品质石墨烯、高比能量锂电浆料和高效石墨烯散热膜等产品研制，在锂离子动力电池、手机电子产品、机翼散热等领域应用。 1)技术创新程度：开发了热酸抑制氧化石墨水解技术、大容量艾奇逊炉法高温石墨化石墨烯结构修复工艺、石墨烯散热膜低温预还原工艺技术，填补了行业技术空白，为石墨烯在新能源锂离子电池导电剂及手机电子电器导热散热领域应用开拓新思路，经鉴定评价技术创新程度高。 2)技术经济指标的先进程度：实现了氧化石墨烯含氧量49At.%、氧化石墨烯杂质总含量97ppm、石墨烯结晶程度(ID/IG)0.02、石墨烯导电剂浆料电导率比同类产品提高33%以上、石墨烯散热膜导热率1642W/(m·K)、耐弯折次数21.3万次，与国内氧化石墨烯制造同类企业相比节能50%以上、节水70%以上，生产效率提升80%以上，石墨烯导热膜热导率提升10%以上，经鉴定评价经济技术指标先进。 3)技术难度和复杂程度：各环节涉及材料、化工、物理多领域交叉知识，从微观结构调控到宏观性能实现，需多环节协同，研发壁垒高。技术难度大、复杂程度高。 4)技术重现性和成熟度：项目技术具备良好重现性与成熟度。技术重现性好、成熟度高，已经规模化生产，产生了良好的经济效益。 5)技术创新对推动行业科技进步和提高市场竞争能力的作用：推动了石墨烯制备技术进步、规模化制备产业升级；支持绿色工业转型得以加速。产品具有市场竞争优势。 6)经济、社会效益：实现经济效益9.2亿元，节能节水效应突出，建成了年产2000吨手机散热膜用石墨烯氧化物浆料生产线，解决120人当地就业，带动了当地传统石墨工业转型升级和散热、发热、防腐等产业发展，经济和社会效益显著。 经中国有色金属学会组织鉴定，项目整体技术达到国内领先水平，氧化石墨烯含氧量、结晶程度(ID/IG)等部分指标达到了国际先进水平。

为响应总书记关于鼓励科学普及的号召、为深入贯彻落实《全民科学素质行动计划纲要》，“地空一体化科学探究普及”团队于2016年成立了科普志愿服务队，将单位的专业优势、人才优势转化为科普教育优势，最专业的机器人和航天科普队伍。 团队通过颁布《科普志愿服务章程》等，建立专业、规范、长效的团队运行机制；强化基础工作，将机器人科普与航空航天科普结合，并形成结构化的大中小学一体化的科普体系，可满足不同受众的不同需求；开放科普资源，邀请公众参观内蒙古科技馆、航天博物馆、航天一院总体设计部展厅，并将航天一院总体设计部展厅打造为航天科普教育和航天精神教育基地，勇于承担高校和央企社会责任；重视创新科普形式，丰富科普讲座内容、自主研发VR体验项目，撰写多本机器人和航天科普书籍，开展了全国青少科普作品及暨实验大赛、航天创意大赛、航天小创客夏令营等科普活动，开通网络直播、微信、博客等线上科普平台，极大拓展受众范围；与内蒙古科学技术协会、内蒙古科学科技馆、航天国际人才交流中心等单位紧密合作，将高校和科研院所的专业优势与教育的实际需求深度融合，实现教育效益与企业效益、社会效益的共赢。在志愿服务的同时，展现内蒙古科学技术协会、中国航天研究院科研工作者良好形象，树立领航科普志愿服务品牌，扩大中国科学技术协会和航天院的社会影响力和美誉度。 领航科普志愿服务队是以机器人技术、航天知识、以及精神的宣传普及为特色，面向全国的公益性科普组织，也是成立最早、规模最大、实力最强、运行最规范、特色最鲜明、服务次数最多、收效最好、最具品牌价值和影响力的科普组织。科普报告已经全部覆盖包含澳门、香港、台湾、省(区、市)和新疆生产建设兵团各省，面向350余所大中小学开展了1500余场的科普讲座或活动，平均每周一次，尤其注重内蒙古偏远郊区的科普服务，受益大中小学生达几十万人。通过梳理知识体系、总结经验成果，相应成果得到中央台13套新闻报道，团队在《中国教育报》、《中国校外教育》杂志发表论文两篇，出版《Ardunio机器人系统设计及开发》《出发去火星》《飞天神器寻梦太空》《跟航天人探索飞天路》等科普读物。在团队不断努力下，科普服务站于2016年被评为“全国文明单位”，获得全国文明委及社会各界的高度认可。

农业强国是社会主义现代化强国的根基。为此，农业农村部出台《农业农村部关于大力发展智慧农业的指导意见》，提出共建农业农村用地“一张图”，开发一批智慧农业基础模型和数字化工具，为各类智慧农业应用提供技术底座，推动农业生产经营主体实现低成本数字化转型。 在这一背景下，卫星遥感技术作为农业现代化的重要手段，已经成为推动智慧农业发展的核心技术之一。该项目围绕卫星遥感技术、农业大数据与智慧农业的深度融合，致力于提升精准农业定量监测模型在复杂地理条件和复杂气候条件下的可靠性和精度，提出创新的技术方案，为提升四川及全国其他类似地区的农业监测能力提供了强有力的技术支撑。主要技术创新如下： 1、精准农业定量监测模型建立了以多模态遥感影像为输入的精准农业定量监测模型，针对农业生产的关键指标进行动态监测与量化分析。通过物候自适应对齐、多源数据深度融合与定量遥感处理等技术手段，实现了从遥感观测数据到农业关键参数的准确映射，提升了遥感影像对农业生产各要素的量化监测精度。 2、农业遥感观测数据特征提取技术研发了一种基于数字高程模型的地形分层策略与多尺度融合的特征提取技术，该技术能够动态适应多样化地形环境，自适应地校正地形起伏对遥感影像特征的干扰。通过地形分层和多尺度特征融合，该技术显著提升了监测模型在复杂地理条件下提取农业观测数据特征的精度，建立了更精准的特征映射，为精准农业提供了更可靠的地形适应性遥感数据支持。 3、光学-多光谱-SAR多模态融合技术发明了一种基于光学、多光谱与SAR(合成孔径雷达)多模态数据融合的遥感监测技术，突破了传统光学遥感技术在多云、多雾等复杂气象条件下无法监测地面情况的技术瓶颈。该技术通过结合光学影像的高分辨率与SAR影像的全天候观测优势，叠加不同数据同一时期的多模态信息，确保了在复杂气象条件下农业监测数据的稳定性。再结合长时序多光谱影像，进一步丰富了农业遥感数据在时间及光谱层面的特征表达，实现了多维度的特征增强，为复杂气象条件下的精准农业监测提供了更加完整的遥感信息支持。 4、星瞰农业智能分析一体化平台研发了数据“采集-存储-处理-应用”全流程管理的一体化智慧农业平台，集成了物候自适应影像时序对齐、智能算法、多模态融合等核心技术，构建了标准化和流程化的集成作业体系，在相同的处理流程下效率提升30%，同时与国产人工智能硬件深度融合，实现国产化适配。 该项目取得已授权发明专利13项，软件著作权3篇，发表学术论文7篇，并成功在该公司及其他合作单位生产经营活动中转化、推广，推动了相关企业的产品创新、研发和技术迭代升级，产生了约2.8亿元的经济总效益。项目所取得的成果在四川多个地区被推广应用，取得了良好的社会、环境效益。

杜仲是中国特有的单科单属单种的活化石植物，也是世界上适应范围最广的胶源植物。作为传统药用资源，杜仲被《神农本草经》、《本草纲目》等医书列为“药之上品”。杜仲全身是宝，其皮、根均能入药，树叶、种子、雄花可作为保健品或食品，木材可制作家具或造纸，同时杜仲叶、树皮、种皮中均含有丰富的白色丝状杜仲胶。杜仲胶与天然橡胶互为同分异构体，是世界上仅次于三叶橡胶最具有开发价值的第二天然胶源。杜仲胶具有抗撕、耐扎、耐磨、消音、减震等特点，在特种轮胎、潜艇消音瓦、航空密封件等国民经济和国防军工领域发挥重要而独特的作用。中国杜仲资源占全球的98%以上，仅陕西略阳地存杜仲60万亩，占全国总量的1/8，但由于其主要分布在秦巴山区，难以规模化采收，导致杜仲胶产量低、成本高，无法缓解中国对天然橡胶进口依存度超过87.0%的困境。为促进杜仲产业健康稳定发展，国家发改委《产业结构调整指导目录(2024年本)》将天然橡胶及杜仲种植生产列为鼓励发展的产业。《全国杜仲产业发展规划(2016-2030)》提出，到2030年建成5000万亩杜仲高效栽培产业基地，为杜仲产业发展提供原料保障。 杜仲产业面临多重挑战：一方面，现有栽培技术与规范不完善，采收与加工机械化程度低，致使原料品质均一性差，关键组分难以达到国际标准；另一方面，杜仲次生代谢产物积累机制尚不明确、高值利用技术滞后，阻碍了其在食品、保健品和战略储备资源杜仲胶等领域的深度开发，制约杜仲产业可持续发展。 针对以上问题，在国家重点研发计划等项目的支持下，团队以杜仲细胞壁结构形成和有效成分生物合成积累规律为切入点，经过30余年持续攻关，以杜仲胶为纽带，全方位推动产业高质量发展，在种质创新、丰产栽培和高效利用等领域取得重要突破，实现资源集约化、采收机械化、过程绿色化和产品高值化全产业链技术跨越，显著提升了资源利用率与产品附加值，推动了杜仲产业提质增效和行业科技进步，助力“两山”和“双碳”战略实施，保障橡胶资源安全。主要创新性成果如下： 1.创制高胶高药型杜仲新种质，建立高密度宜机化叶林丰产栽培模式，开发出“林草间作、以草养地”生态种植方法。相比传统乔林，叶林丰产栽培模式下杜仲叶片光合效率提高128.4%，桃叶珊瑚苷、绿原酸和京尼平苷酸含量分别提升75.8%、39.0%和94.2%，生物量与固碳量均提高3倍以上。构建了外源激素、微量元素与剥皮强度对杜仲次生代谢物调控技术，实现有效成分定向积累与采收期协同优化。揭示了杜仲不同器官有效成分的合成积累规律，为丰产栽培技术推广提供了科学依据。 2.率先发现杜仲叶、皮均含环烯醚萜类、黄酮类、苯丙素类、木脂素类等活性成分；绿原酸富集于叶，黄酮集中于雄花，果实富含桃叶珊瑚苷与杜仲胶；此外，果仁中α-亚麻酸占比超50.0%。确立了“以叶代皮”和“叶皮同效”的理论基础，推动杜仲叶载入《中国药典(2005版)》，并促进杜仲叶纳入药食同源目录，杜仲雄花和籽油列入新食品原料，开发出杜仲食品与保健品系列产品。 3.首次发现了杜仲含胶细胞由原始细胞发育形成，经历橡胶颗粒产生、积累与融合过程，最终形成高分子杜仲胶，构建了杜仲胶三阶段生物合成模型。通过继代组织培养，发现愈伤组织在3～5天开始合成杜仲胶、16～20天达到代谢高峰，其中绿原酸含量最高，且分化后下胚轴中总黄酮含量最丰富，为体外合成次生代谢产物提供了新路径。 4.构建了杜仲标准化农机农艺融合技术体系，研制了播种、采收与加工核心装备。依据翅果扁平特性，研制了基于柔性精量排种模式的杜仲播种机，其作业效率是人工的3倍，发芽率提高1倍以上；研制的叶林机械化采收装置，实现了叶、皮、木精准分离；研制的锤片冲击式杜仲剥壳装备，出仁率是现有行业水平的4倍。基于不同干燥方式对杜仲叶、花活性成分保留模型，建设了蒸汽杀青-微波热风干燥联合生产线，实现了原料中有效成分高效保留；基于此，建成年利用杜仲树叶4000吨的精粉生产线1条，推动产品工业化。 5.创新性地将杜仲叶与乳酸菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌混合发酵，率先开发了杜仲微生物生长促进剂，使活性菌量增加40.0%以上、发酵时间缩短14.0%～29.0%。探索出杜仲叶提取残渣与粪肠球菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌混合发酵生产饲料添加剂的技术路线，提升了副产物的利用率，推动了无抗鸡蛋规模化生产。 6.创建了基于“油粕联产”式杜仲籽资源化利用模式，验证了杜仲籽油辅助降血脂、提高免疫力等功能作用，开发出杜仲西洋参软胶囊(国食健字G20080126号)、杜仲籽油亚麻籽油软胶囊(国食健字G20120447号)等健康产品。 7.首创“物-化-生”协同的杜仲胶绿色分离技术，精准解析了不同器官含胶细胞中高分子量杜仲胶合成规律，揭示了杜仲胶和细胞壁组分解离机制，攻克传统酸碱法污染重、胶质纯度低的行业难题，建成年产300吨的杜仲胶绿色提取生产线，开发出具有电磁屏蔽、形状记忆等功能的杜仲胶基复合材料。 项目执行期间，发起组建了杜仲国家林业和草原局重点实验室、协助成立了国家杜仲资源高值化利用产业技术创新联盟；发表研究论文148篇，授权发明专利19项，出版著作11部，制订地方标准1项，培养研究生29名。项目建立试验示范基地8个，在新疆、河南和陕西等地区建成杜仲丰产基地14.1万亩并改良低产林20.0万亩，其中在新疆和田、昌吉种植抗寒抗旱型良种6.5万亩，助力新疆绿色锁边工程。近三年技术辐射主产区，累计新增销售额9.4亿元，培训2.0万余人次，带动近万人脱贫，经济、社会与生态效益显著，推进杜仲产业高质量可持续发展。

①课题来源与背景：该项目为2021年平凉市科技计划项目。平凉市果农绿色生产意识不强，苹果绿色防控技术缺乏，过分依赖和使用化学农药，果品农残、资源浪费、环境压力和生产成本增加等问题突出。因此，绿色、经济、安全、高效的控制苹果叶部病害的发生与危害，减少农药用量，确保苹果生产安全，已成为平凉市苹果产业健康发展亟待解决的关键问题。 ②技术原理及性能指标：该项目以确保果树优质安全生产、果品质量安全和果园生态环境安全为目标，以减少和替代化学农药使用为目的，在明确平凉市苹果主要叶部病害种类、地理分布及发生规律的基础上，确定防控关键时期，进一步开展免疫诱抗、生物防治、高效药械等绿色防控技术研发，集成创新以植保无人飞机低容量喷洒纳米农药、非农药化合物高效防控苹果黑星病、绿色杀菌剂混配增效、延长喷药间隔期至20d、推迟首次喷药期至败花80%后15d等苹果叶部病害绿色防控新技术，制定了平凉市苹果叶部病害绿色防控技术规程，形成了苹果主要叶部病害绿色防控技术体系，较常规技术年均减少喷药2次、减少农药施用量20%～30%，防治效果可达到80%以上。 ③技术的创造性与先进性：该项目进一步明确了平凉市苹果叶部11种病害的分布特点和危害程度，特别对苹果黑星病的年消长动态进行了研究，试验筛选出美国8号和皮诺瓦2个免疫品种，静宁1号、瑞阳等12个高抗品种。针对本地苹果叶部病害，筛选出安全高效的15%苯甲•吡唑酯ME等纳米杀菌剂6种、黄腐酸钙钾AS等生物功能肥4种、寡雄腐霉菌WP等生物菌剂2种和亚磷酸钾AS非农药化合物1种，研发中草药源杀菌剂配方1种并初步明确了其作用机理。 ④技术的成熟程度，适用范围和安全性：该项目研发技术已处于成熟应用阶段，属植物保护学技术领域，适用于苹果生产过程中苹果黑星病、锈病、斑点落叶病等重大叶部病害的绿色防控，对苹果植株及果实安全性高，在平凉苹果种植区进行了示范和推广应用，取得了显著的经济、生态和社会效益。该项目根据研究内容发表学术论文9篇，其中国家核心期刊论文5篇，授权实用新型专利5件。 ⑤应用情况及存在的问题：该项目技术具有显著减少果园农药施用量、降低生产成本、减轻环境污染的作用效应。项目实施期间累计示范0.32万亩，辐射推广2.06万亩，提高工效19倍、减少防治成本247.94元/亩，节约防治成本590.10万元。下一步将拓宽研究领域，继续开展相关研究，持续完善该项目绿色防控技术，进一步降低技术使用成本。