概述

寻求意向单位开展有关适机收玉米新品种选育及收获后干燥的关键技术研究与智能化装备研制

需求详情

【预期目标】针对关键问题（1）水分调控优质关键性状形成的遗传基础及分子机制：在研究重要水分调控优质性状基因/QTL定位的基础上，对目标基因/QTL进行精细定位，分离与玉米重要农艺性状形成相关的基因；通过反向遗传学、图位克隆和比较基因组学等方法克隆 控制水分调控优质重要性状形成的候选基因；研究水分调控优质重要性状形成关键基因的功能、等位基因序列变异和等位基因效应，阐明重要水分调控基因和品质性状形成的分子机理。针对关键问题（2）分子设计与多基因组装育种的理论和方法体系：通过分子设计和常规育种相结合，将水分调控优质性状基因/QTL聚合到优良玉米品种/自交系中，实现水分调控优质农艺性状基因的组装、获得脱水快、优质、多抗 创新型玉米新种质和材料，直接应用于育种实践。针对关键问题（3）机收粒玉米干燥过程中危害物产生途径和转化规律的微观机理：从机收粒玉米籽粒成分、介质与干燥微环境相互作用等层面，利用系统生物学技术和微传感技术研究干燥过程中危害物积累的微观基础及其全局调控机制；建立关联玉米籽粒生物生理特性与其危害物的原理与技术，研究机收粒玉米籽粒内部组分、工艺条件变化和干燥过程中温度和水分梯度变化之间的相互作用对应力裂纹产生的影响；通过能质传递、玉米干燥宏微观结构有机结合，分析机收粒玉米干燥过程的能质传递系数变化规律，在保持玉米组分不发生改变的前提下，实现安全的机收粒玉米干燥加工过程。针对关键问题（4）机收粒玉米干燥过程安全性预警机制与风险等级确定依据：针对危害物的生成、迁移和转化的关键问题，以微纳米技术探索危害物结构特征与敏感结构的识别、放大和降低基体干扰的作用机制，发展微纳米尺度上集成和优化危害物检测体系，建立性能稳定、重现性好的检测器阵列，构建感知干燥加工检测网络；根据机收粒玉米干燥加工过程中的关键控制点，结合危害物分型数据库，建立干燥过程中玉米安全敏感性指标；海量采集检测数据，利用特征提取、数据融合和模式识别理论，实时反映机收粒玉米干燥过程中由高含水率原料至含水率达标产品的品质变化，实现智能化监测、诊断、预警与精准溯源，保障机收粒玉米干燥加工质量安全。针对关键问题（5）机收粒玉米安全干燥过程全程优化原理与控制策略研究：针对机收粒玉米干燥过程中危害物的形成，在不同干燥条件下建立危害物的形成与关键变量之间的定量关系模型，预测危害物的产生规律；基于玉米干燥过程中危害物形成的特点，建立多尺度关联干燥加工条件与危害物消长规律的系统动力学模型，准确预测过程条件的最大信任度区间和危害物变化的动力学模型；建立以机收粒玉米干燥品质最佳和危害物产生水平最低为优化指标的多目标函数，建立最优控制策略；有机整合系统生物学、玉米籽粒组分变化状态模型、危害物分型数据库实时追踪、形成/消除动力学调控模式、集成多元目标的监测/诊断和预警系统、玉米干燥品质表征因子模型系统控制等技术，构建全程安全控制的机收粒玉米干燥加工过程设计与保障体系。【预期成果和效益】技术指标：（1）申请国家或省级区试玉米品种2个；（2）新建年加工量6000吨的玉米干燥样机1台；（3）在省内建立至少1个玉米干燥示范基地；（4）发表高水平论文2篇，申请国家专利2项，申请软件著作权2项。经济指标：根据国家统计局统计，2017-2020年安徽省玉米年产量依次为610万吨、595万吨、642万吨和663万吨。又根据国家粮食局最新抽样调查发现，因为自然晾晒及储粮设施简陋，粮食在晾晒、储藏过程中损失量高达1500万吨~2000万吨，年损耗率北方为3%~5%，南方为5%~8%。取2020年玉米产量663万吨计算，当年高含水率玉米的收购平均价格为1元/斤。如果损失率能够降低1%，则2020年安徽省的玉米产量将增产663万吨×1%=6.63万吨，当年新增加的经济收入为6.63万吨×1元/斤=1.33亿元，节本增资效果明显，所以发展机收粒玉米的高效机械化烘干装备非常迫切。本项目预计直接带动企业研发投入400万元，拉动产业投资2000万元。企业新增销售1000万元，新增利润300万元。社会效益：（1）改变传统晒粮晾晒空间不好找、晒粮时间长的问题；（2）减少高含水率玉米存储过程中出现发芽、霉烂、品质低的问题；（3）降低玉米干燥过程中的能源消耗；（4）增加劳动力就业。