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[成果] 1800120471 安徽
X53 应用技术 环境治理 公布年份:2017
成果简介:纳米材料与传统材料相比,纳米材料的尺寸小、比表面积高,其表面具有大量的悬挂键或未饱和键,对周围介质具有很强的吸附能力与很高的反应活性。这些性能使得纳米材料在POPs的快速痕量检测与POPs和重金属污染土壤的高效修复治理方面,有很大的优越性与广泛的应用前景。该项目重点解决4个关键科学问题:①俘获POPs和毒性重金属的敏感材料及其在纳米结构表面的修饰方法;②天然矿物纳米材料的活化原理,纳米材料降低或消除重金属毒性的原理以及重金属的回收方法;③纳米材料对POPs的降解机理;④纳米结构阵列对POPs快速响应的规律及其构筑方法,基于纳米结构快速痕量检测POPs的原型器件及试验样机的设计原理及其构筑方法与技术。结合中国环境污染现状及局部小范围土壤严重污染的实际情况,设置4个研究课题:①面向持久性有毒污染物检测与治理的纳米材料表面修饰改性与功能化;②微/纳米材料对重金属重度污染土壤修复的原理及其示范;③微/纳米材料对POPs重度污染土壤修复的原理及其示范;④快速检测痕量POPs的纳米结构敏感器件及试验样机。总体研究思路如图1所示。项目主要成果及创新点:(1)发展了1种利用微/纳米材料修复治理重金属污染土壤的有效方法。(2)发展了天然矿物蒙脱土、磁铁矿对POPs进行脱氯或降解的有效活化方法,微/纳米材料活化过硫酸盐或协同微生物高效降解POPs的方法,建立了多环芳烃、滴滴涕类POPs重度污染土壤的修复示范。(3)发展了基于纳米结构表面增强拉曼散射(SERS)效应和电学敏感特性快速检测痕量POPs的方法,构建了几种原型检测器件,研制了2种临场快速检测POPs的试验样机。
[成果] 1800120149 江苏
X52 应用技术 环境治理 公布年份:2017
成果简介:该项目针对金属冶选尾矿库渗漏对周边地下水造成的污染问题,以中国储量极为丰富的稀土金属尾矿库的管理为切入点,依托包钢尾矿库为研究示范基地,调查稀土金属冶选尾矿库周边地下水污染状况及其生物生态效应;明确地下水污染生态风险受体与生态风险暴露途径;建立反映污染程度和生态危害的生物监测方法,评价尾矿库周边地下水的污染程度,提出可操作的生态风险评价指标体系,建立尾矿库渗漏对周边地下水生态风险评价模型,划定尾矿库周边地下水安全警戒线;提出尾矿库渗漏的防控管理技术及已污染地下水的修复技术,为尾矿库周边地下水污染的防控与修复提供技术与管理支撑。构建了包钢稀土尾矿库周边地下水的动态监测系统。系统开展了包钢稀土尾矿库周边的污染状况调查。建立了一套可以反映地下水污染状况的发光菌毒性诊断方法。
[成果] 1800120337 北京
S15 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:土壤质量和污染物监测主要依赖常规实验室检测技术,而现有现场检测设备在检测灵敏度、精密度和准确度方面不能满足要求,且核心部件主要依赖进口。因此,研发和推广具有完全自主知识产权的高精度、集成化、智能化的土壤多参数现场快速检测技术和设备,实现土壤水分、pH、盐度、氮(有机)、磷、钾、挥发性有机物(苯)等常规指标和砷、镉、铅、铬、汞等毒性指标的现场快速检测势在必行。主要研究内容:(1)土壤营养成分现场快速检测设备。(2)土壤挥发性有机物现场快速检测设备。(3)土壤重金属现场快速检测设备。(4)土壤高精度多参数现场快速检测系统集成与应用示范。
[成果] 1700320641 山东
X17 应用技术 环境治理 公布年份:2016
成果简介:农田重金属污染是全球性土壤环境问题。中国耕地土壤仅镉的点位超标率就达7.0%,危及农产品安全,亟需治理与修复。迄今,在不影响土壤结构及肥力条件下实现重金属污染农田土壤的原位可持续修复还是一个世界性难题。该项目经过十多年的持续努力,系统采集分析了长江、珠江三角洲土壤剖面和表层土壤样品,研究了经济快速发展过程中农田土壤重金属污染特征,解析了复合污染来源与成因;研究了土壤中重金属的形态分配和界面过程,探明了土壤对重金属吸持的分子机制与生物有效性;调查发现并首次报道了中国原生的镉锌超积累植物和铜高积累植物,阐明了其超/高积累重金属的生理机制,创建了中轻度镉污染农田土壤的植物修复技术原理。主要发明点如下:1.揭示了经济快速发展过程中土壤重金属复合污染特征及分布规律,解析了污染来源与成因。查明了长江、珠江三角洲农田土壤的重金属复合污染特征、多源性和高风险区,证明土壤理化性质和污染物迁移性在区域尺度识别重金属来源中的作用,证实了成土母质和土壤类型差异对重金属环境地球化学基线的显著影响,建立了以土壤类型为基本统计单元的区域土壤重金属环境基线方法。2.探明了土壤对重金属吸持的分子机制、生物有效性及预测方法。建立了土壤中重金属形态分离与监测方法,量化了酸碱度、盐基离子、有机污染物对土-液界面重金属分配的影响;提出了土壤表面重金属微孔扩散和沉淀过程的老化机制,证实了金属-磷酸盐沉淀物的形成;建立了土壤重金属生物有效性和作物积累预测方法。3.发现了中国原生的镉锌超积累植物,探明了其超积累机制。首次报道镉超积累植物东南景天、伴矿景天和铜高积累植物海州香薷;认清了植物超积累镉的根系主动吸收、木质部快速装载、地上部微区隔和有机络合解毒等生理机制,提出了超积累镉的末端控制新解说;阐明了海州香薷高富集铜的生理过程。4.创建了典型重金属污染农田土壤的植物修复新原理和新方法。揭示了超积累植物对土壤镉锌的快速去除作用过程及形态与有效性变化机制,提出了强化植物修复过程中重金属的有机络合增溶新途径,验证了中轻度镉污染农田土壤的超积累植物修复技术原理,建立了生物监测评估及修复植物安全处置方法。该项目20篇核心论文被他引1303次,其中SCI他引999次;8篇代表性论文被他引769次,其中SCI他引583次,2篇论文SCI他引超过150次。研究成果为中国区域农田土壤环境管理提供了基础数据、理论依据和科学方法,为农田土壤重金属污染治理提供了既不影响土壤生产力又能净化污染的可持续修复新理论与新方法,提出了中轻度镉污染农田土壤的绿色植物修复新途径,突破了世界性难题,部分成果被国家重要咨询报告、学科战略发展报告和土壤污染调查与防治专项所采纳,推动了土壤污染与修复学科的发展。
[成果] 1700320624 江苏
X13 应用技术 环境治理 公布年份:2016
成果简介:氮浓度高是水体污染的重要原因之一。随着工业和城市生活污水等点源氮污染得到有效控制,农业面源已成为水体氮污染的重要来源。据全国第一次污染源普查数据,农业源排放的总氮占总排放量的57.2%,其中来自农田的氮排放又占很大比例。因此,要实现水环境质量根本改善,有效控制农田氮排放是关键所在。项目组经过十多年的系统研究与技术攻关,提出了农田氮减排与区域联控的策略,集成创新了“源头减量-过程阻断-养分再利用-末端修复”的南方集约化农田氮减排技术体系,实现了工程化应用,并建立了相应的工程维护与长效运行机制,达到了农田氮减排与污染控制的总体目标。1.揭示了农田氮排放与沿程迁移转化规律,建立了氮排放量估算的验证方法。系统研究了农田氮素损失的过程、排放途径,获取了田块尺度上全部氮排放过程的相关参数,明确了氮素的沿程迁移转化规律,建立了小流域氮排放量的反演验证方法,估算了田块尺度、流域尺度和国家尺度上的农田氮损失量,为评估中国农田氮污染量提供了科学可靠的方法,为制定减排方案提供基础数据。2.构建了农田氮素源头减量技术体系,实现了高产条件下的农田氮素减排。通过长期定位试验和多点示范验证,明确了保证高产且环境友好的农田适宜施氮量,建立了基于新型缓控释肥、有机及环境源氮替代和精准施肥的减氮技术,及一级保护区轮作制度调整的减氮技术,为农田氮污染的源头控制提供了强有力的技术支撑。3.创建了流失氮在“农田-沟渠塘-河道”输移过程中的多重拦截技术,实现农田氮排放削减40%以上。研究构建了“农田内部原位隔离拦截”和“农田排水沟渠塘的生态拦截”相结合的多重拦截阻控技术系统,不额外占用或少占用农田,生态、环境和景观功能兼顾,实现氮减排过程的线性串联与全程防控。4.构建了环境源氮的农田安全回用技术体系,通过养分资源的再利用实现农田氮肥减量、区域氮污染负荷削减与农业高产优质的有机结合。通过对旱地径流排水、生活污水工程尾水以及秸秆炭化后的农田安全回用,实现环境源氮的循环利用并替代部分化肥氮,实现了区域氮污染减排与农业高产高效的双贏。5.提出了集约化农田面源污染联控策略,构建了“源头减量-过程阻断-养分再利用-生态修复”的农田氮减排“4R”技术体系及面源污染控制工程的长效化运行机制,在苏、滇等地进行了工程化应用,区域水环境质量提高1-2个等级。该项目取得了32项知识产权,其中授权发明专利19项,实用新型专利12项,软件著作权1项。共发表科学论文249篇,其中SCI论文62篇,EI论文13篇。出版专著2部。获得省级科技进步二等奖2项。该成果已在苏、赣、滇、皖、湘、浙、鄂、渝等地推广应用,近3年多来累计应用面积8927. 5万亩,节约化肥氮42. 81万吨(以0.4万元/吨计),节支总额达17.12亿元,氮素减排9.14万吨,参照苏政办发【2007】149号规定的补偿标准,可减少环境污染治理成本达91. 4亿元。
[成果] 1500520047 江苏
X53 应用技术 环境治理 公布年份:2015
成果简介:中国土壤重金属污染问题严重,开展土壤中重金属界面过程、环境效应及其修复原理的研究对于认识重金属在土壤中的迁移转化行为、评价其环境风险并发展相关修复技术等具有十分重要的意义。该项目自1994年起到2011年底历经17年完成,属地球科学领域,通过系统研究,取得了一系列创新性研究成果:1.揭示了土壤中重金属的界面分配、竞争及其交互作用机制。发展了土壤重金属形态分析和土-液界面分配系数预测方法:首次发现了土壤悬液中存在Wien效应,并研制出一套强电场直流电导测量装置,实现了离子与土壤间能量关系的直接测定,获得了多种重金属离子与不同类型土壤胶粒间的平均结合自由能与平均吸附自由能数据:首次提出了Pb-Cd共存土壤体系中Pb对Cd的竞争吸附作用,所得结果比其他学者发表的类似结果早8年;系统揭示了土壤中重金属间及重金属与有机污染物间的交互作用分子机制;探讨了重金属污染与土壤退化间的关系,并明确了土壤中重金属与养分元素之间的交互作用机制。2.探讨了不同生物对土壤重金属毒性的响应机制及其量化表征。首次采用通道抑制剂方法探明了蚯蚓吸收Cd和Zn的途径,发展了基于蚯蚓作为指示生物的重金属污染土壤评估方法;建立了细胞膜表面Zeta电势的测量方法,创建了基于细胞膜表面电势预测土壤重金属生物(植物、动物和微生物)毒性和吸收的理论模型并进行了模型验证。该方法克服了传统生物配体模型只能用于阳离子而不能用于阴离子重金属毒性预测的缺陷;建立了表征重金属复合污染土壤的综合污染指数(CPI),成果被引入到中华人民共和国环境保护行业标准HJ/T 166-2004《土壤环境监测技术规范》。3.发展了重金属污染土壤修复的原理与技术。较早发现土壤中活性硅显著影响重金属污染土壤的改良效果;将香根草成功用于重金属污染土壤或尾矿废弃地的复垦,该成果获得了2003年度国际香根草协会奖;揭示了多种新型材料对重金属污染土壤修复的分子机制;率先在中国系统开展了重金属污染土壤的电动力学修复研究,并将电动修复技术与化学修复、植物修复和纳米技术等相结合发展联合修复技术;开创了电动修复后土壤生态功能恢复的评价工作,推动了污染土壤电动修复理论和技术的发展。至2011年底,8篇代表作被SCI论文他引427次,总他引848次;20篇代表作被SCI论文他引655次,总他引1124次;出版了《土壤-植物系统中的重金属污染》、《土壤中化学物质的行为与环境质量》和《环境土壤学》3部专著,其中《环境土壤学》已成为国内很多科研院校本科生和研究生的教科书;培养国家杰青、优青项目获得者各1名,全国优博论文获得者1名,中国科学院院长特别奖3名、优博论文获得者4名。《土壤-植物系统中的重金属污染》获中国科学院自然科学二等奖(1998)、《土壤重金属污染及修复原理研究》获中国土壤学会科技奖一等奖(2007)等。该项目研究成果为解决中国土壤重金属污染问题、保障农产品安全与生态环境健康等提供了重要科学依据。
[成果] 1700320108 安徽
S43 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:沿淮地区涉鄂豫皖苏4省126县(区),是重要粮食主产区,耕地面积约1. 4亿亩。流域洪涝灾害多发,建国以来年均成灾面积2468万亩、占全国同期39%。频繁复杂的涝渍灾害顽症与加重的次生病害,成为制约作物稳产高效的瓶颈。针对涝渍、病害不同灾期的共性减灾技术薄弱,水稻、小麦、玉米不同易灾期的个性减灾技术缺乏,品种抗灾能力弱,技术集成度低等突出问题,按照“结构避灾、生物抗灾、技术减灾、复合增效”新思路,突破两大灾害减灾关键技术,集成创新三大作物减灾增效技术体系,主要创新如下:1.攻克作物涝渍减灾增效关键技术5项。探明作物涝渍致灾减产机理和易灾关键期特征;突破旱稻“机直播旱管盈亏补灌”轻简化栽培技术,创建了行蓄洪区“旱稻—小麦”结构避灾增效主推新模式;研制深度可调式开沟机和玉米涝渍后生理恢复生化制剂,创新农田排水与土壤调水相结合的水分调控、灾后“机追补氮—化促防衰”营养补偿等减灾共性技术。创制电动可调高速水稻插秧机、玉米免耕精量播种机,创新水稻“长秧龄—机增密”栽插、玉米“一免两机壮苗”播种等易灾环节关键个性技术。破解了涝渍避灾防灾救灾技术薄弱、水稻易涝期秧苗迟栽减产、玉米苗期涝渍重损失大等难题。2.突破作物病害高效防控关键技术4项。探明作物病害易灾关键期及其特征,创新预测预警方法、模型和信息系统为核心的作物病害精准测报技术,预测时效性和可靠度提高30%以上,防治预报准确度达95%以上;攻克纳米级凝结核和固体颗粒乳化相结合技术,创制出与多种农药剂型相容性好、防烟雾飘逸的热雾施药稳定剂,突破热雾技术在大田作物上应用的瓶颈。发明履带自走式热雾机以及含丙环唑和毒死蜱等农药的玉米专用热雾剂,创新玉米中后期病虫害热雾施药高效绿色防控技术,较弥雾施药提高工效8-10倍、防效3-5个百分点,土壤沉积药量降低88. 5%;发明含戊唑醇和三唑磷等农药的小麦专用热雾剂,创新小麦赤霉病手持式热雾轻简化高效防控技术,被农业部作为全国小麦赤霉病防治技术展示推广;有效解决了玉米和小麦病害前期难预测、中后期病害重难以轻简高效防控等难题。3.集成创新水稻、小麦、玉米减灾增效技术体系。育成抗病抗逆作物新品种9个,其中“新两优6号”超级稻和“皖麦52”为国审、农业部主导品种;研制农机新装备8种。通过良种良法结合、农机农艺融合,集成涝渍和病害减灾共性与个性关键技术及其相关配套技术,创新三大作物减灾增效技术体系和新型技术应用服务模式,通过“三区”熟化,在沿淮地区推广1.51亿亩,其中近三年应用8564万亩、增效123.98亿元;支撑了沿淮地区农作物减灾增效,为易灾地区良种化、机械化、信息化、标准化、轻简化减灾增效提供借鉴。共获发明专利10项、软件著作权6项,制定行业和地方标准9项,出版专著1部,发表论文80篇。获安徽省科学技术一等奖2项、二等奖4项,全国农牧渔业丰收推广合作奖2项。
[成果] 1600140087 云南
S5 应用技术 谷物及其他作物的种植 公布年份:2015
成果简介:云南是中国最大的优质烟主产区,烟草产业的健康发展对于该地区农村稳定和经济发展具有重要意义。有机烟叶生产可在保护烟区生态环境的同时,提高烟叶安全性,从而满足烟草行业对特色优质、生态、安全烟叶原料的需求,促进其可持续发展。要有效提高有机烟质量和工业可用性,需要突破以下技术难点:如何确定有机烟的适宜产地环境与关键影响因素;如何建立符合有机要求的有机烟种植关键技术体系,包括有机育苗、施肥、病虫害防治、烘烤等核心技术;如何实现有机烟生产过程有效管理和质量控制。针对上述技术难点,该项目自2010年以来开展系统研究,获得了具有自主知识产权的系列创新成果。开发矿物型包衣种子、全营养育苗基质和全水溶育苗肥,从生产过程源头保障有机;创制高水溶性氮和硝态氮的有机专用肥,提高养分的速效性和有效性,满足烟叶氮肥需求“前富后贫”和喜硝特点;建立有机基肥+全水溶有机追肥的施肥模式,解决常规有机烟后期贪青不能正常落黄难题;完成核心示范区土壤肥力的定级分区,提出合理施肥与土壤肥力提升的技术措施;确定有机烟生产前作适宜作物和年际最佳轮作模式;明确核心示范区主要病虫害发生流行规律,构建有机烟叶病虫害立体生物防治技术体系;针对有机烟叶烘烤中期排水慢的特点,制定《有机烟叶烘烤技术规程》;在此基础上,建立完整的有机烟生产核心技术体系,为有机烟叶生产标准化、优质化提供有力技术支撑。该项目在行业内率先建立了覆盖有机生产全过程的技术规范与标准化管理体系。开发《红塔集团有机生产管理系统》;编制《有机烟叶生产技术规程》、《有机烟叶知识手册》、《有机烟叶生产管理考核办法》;发布包括烟叶生产各关键环节的《有机烟叶综合标准》企业系列标准;创新有机生产体系的标准化管理与推广运作机制。该项目申请国家发明专利5项,已授权2项;申请并授权实用新型专利1项;出版专著2部,编写专著1部,发表科技论文8篇;制定企业标准1项,授权软件著作权1项。项目研究期间,在云南玉溪、楚雄、大理、昭通、普洱、德宏六个地(州)及贵州遵义建立了19个有机烟叶生产基地。2011-2014年,累计推广种植有机生态烟叶30425.70亩,入库有机烟叶51233.1担;烟农增收4522.45万元。成功研发了中国第一包有机烟叶卷烟“玉溪(庄园)”,2012-2014年,累计生产销售有机烟叶卷烟10591.84箱,销售收入12.9亿元,利税12.33亿元;有机烟叶卷烟生产规模行业第一;取得了巨大的经济、生态和社会效益。
[成果] 1600100518 江苏
S34 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:不断提高稻麦产量是实现中国粮食安全的重要途径。稻麦两熟是江苏主要的耕作制度,周年平均产量为981公斤/亩,高于全国平均水平785公斤/亩(2012年统计数据)。如何持续保持稻麦两熟高产区周年增产是生产上面临的难题。因稻麦生育期偏长,江苏光热资源相对紧张,茬口衔接季节性矛盾十分突出;现有机械化水平和栽培技术与高度集约化稻麦周年高产需求不配套等问题,继续大面积增产十分困难,靠单一技术或措施难有突破。有关单位在稻麦周年高产方面进行了大量研究,取得了不少成果,但多为单项技术和小面积试验,提供大面积稻麦周年高产高效的系统性技术仍然鲜见。为此,该项目从种子、机械、栽培技术、管理模式等方面进行了系统研究,研发并集成了高度集约化条件下稻麦周年高产的技术体系,并在江苏农垦百万亩农田推广应用,周年平均亩产量达1100公斤。其中万亩高产示范区小麦平均亩产589.2-621.7公斤,水稻平均亩产701.7-738.0公斤。2014年百亩示范方小麦实收产量高达每亩695.8公斤,创江苏省小麦单产最高记录。主要成果如下:1)研发了有效协调茬口矛盾的稻麦品种调节技术体系。围绕稻麦“早熟、高产、优质、抗病”的目标,培育了5个小麦品种和2个水稻品种,研发了冷等离子体种子处理技术,构建了“大麦-杂交籼稻-小麦”和“小麦-中熟中粳水稻-大麦”品种搭配模式。2)集成了规模化稻麦高效种植标准化栽培技术。采用生态系统整体论原理,以改革水田整地程序为突破口,以创造“良田”、“良法”为目标,研发了水稻旱整水栽技术、机械化秸秆全量还田技术、钵苗机插技术、钵形毯状苗机插技术、缩行缩株增密技术等,并结合全程机械化栽培管理技术,集成了稻麦周年高产增效技术体系。3)研发了与大马力农机相配套的系列农具。研发了反旋-施肥-播种-开沟-镇压联合作业机、单片机控制的播量控制器、秸秆捡拾-旋耕-施肥-播种-草覆盖联合作业机、高地隙通用底盘配套的宽幅植保施肥机械、水田旋耕激光平地机、双轴流滚筒式复脱分离器、横置双轴流滚筒脱粒机等与大马力农机相配套的系列农机具,破解了规模化、标准化稻麦生产中实现全程机械化的难题。4)创新了规模化农区可持续生产管理模式。建立了“农场、农业中心、管理区、大队”四级农业技术推广服务体系;形成了“统一作物布局、统一良种供应、统一生资供应、统一农艺措施、统一作业标准、统一产品销售”的田间标准化管理制度;制定了“集体经营、统一管理、责任到人、奖惩兑现”激励机制;实行“农场、管理区、大队”三级管理、“农场、管理区”两级核算”运行机制,保证了集约化农区稻麦周年高产高效目标的实现。该项目申请专利17项(PCT专利3项),已授权发明专利2项、实用新型专利9项;培育稻麦新品种7个;出版专著1部;制定技术规范8项;获江苏省名牌产品5个。在江苏农垦12个农场和连云港地区近三年累计推广482.39万亩,周年亩产量稳定在1100公斤以上,比项目实施前亩增90公斤、比江苏省平均产量高120公斤以上,新增收益148942.23万元。
[成果] 1600180052 河南
S15 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:立项依据和项目来源:由于传统的土壤调查制图理论与技术存在缺陷与不足,限制了其输出结果的精度和质量,无法满足现代土壤资源利用与管理实践的现实需求;传统土壤图的矢量化仅仅改变土壤空间信息的管理手段;基于传统技术体系,单纯依靠提高采样密度和调查强度已不能提高土壤信息获取的精度,因此必须进行土壤调查制图技术革新。在三个国家自然科学基金项目的连续支持下,开展了基于混合模型的土壤空间预测、数字化制图及其应用研究。研发内容与技术路线:在南京市东郊低山丘陵黄棕壤分布区、河南封丘县黄河冲积平原潮土分布区分设研究区,观测典型土壤剖面和土钻芯样、采集和分析土壤分层样品,获取土壤形态特征与理化、生物学性状等土壤发生与诊断特性基础信息;基于高分辨率卫星影像和DEM获取包括地形参数、土地利用在内的一系列环境协变量信息,并进行量化与标准化处理。在此基础上,实施土壤剖面数值化分类,构建空间预测随机模型、混合模型,实施土壤空间预测,研发预测结果的可视化技术;最终产出真正意义上的区域尺度数字化土壤图,并研发在土地资源评价与管理领域的实际应用技术。研究结果与技术创新:完善了土壤剖面数值化分类算法模型输入变量与参数控制技术,提高了模型运行的效率和连续性分类结果的质量;构建了基于分类距离-环境协变量的空间回归模型,首次有效克服了土壤观测变量空间依赖关系对地理空间分析的影响,更好地诠释了土壤空间分布的连续和渐变的特征;提出了色彩合成可视化表达技术,首创了轮式模糊度量色彩图例,丰富了土壤空间分布的连续性和渐变性特征表达的技术体系。扩展了定量分析土壤成土环境对土壤发生和分布影响的技术途径。社会与经济效益:该项目的相关技术与输出结果可望在土地资源可持续利用、土壤资源精细化管理、生态环境监测与保护等领域发挥重要作用。部分成果已应用于河南省大范围耕地地力评价、耕地资源与施肥管理系统建设。河南省79个县域、18个省辖县市域和省域的耕地地力评价采用了该项目的土壤空间预测相关技术;在65个县、5个省辖市耕地资源与施肥管理信息系统建设中,应用了该项目的数字化土壤图创制技术与土壤属性推绎技术,累计应用面积2658万亩。该项目研究促进了信息科学与技术在土壤学科中的应用,对土壤地理学、土壤调查制图学和计量土壤学等相关分支学科有重要贡献。发表论文28篇,其中英文SCI论文2篇、EI论文2篇,中文核心24篇(其中国家一级学报16篇,包括土壤学报8篇)。培养2名博士和6名硕士。
[成果] 1500520436 湖北
S27 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:该项目属水利工程学科领域的应用基础研究。土壤盐溃化是中国北方灌区粮食增产的重要障碍,由于水资源日益短缺,以大水淋洗排盐为核心的传统盐溃化防治策略难以实施,节水控盐是灌区可持续发展的必然选择。该项目由中国农田水利和土壤盐溃化研究领域的核心科研团队,依托国家“863”计划、科技支撑计划等50余项课题,历时近三十年,通过理论研究、技术研发与工程应用相结合,系统研究了土壤水盐运动的精确描述、运动过程的精细模拟、水盐信息的快速获取、水盐动态的精量调控等关键科技问题,建立了灌区节水控盐的多尺度土壤水盐精量调控理论与技术体系。主要创新成果如下:在水盐运动理论和模拟方法方面,揭示了土壤微观结构对水盐运动的影响规律,精确描述了非均质土壤中水盐运动机理、控制方程和参数结构,提出了水盐运动由微观尺度向区域尺度提升的随机分析方法,解决了不同尺度上水盐运动精确描述的科学问题;提出了固液二相耦合模拟模型、多随机场地下水-土壤水随机数值方法和区域拟三维土壤水盐模拟模型,构建了高效的多尺度精细模拟平台,为预测盐溃化演变、制定节水控盐措施提供了定量分析工具。在水盐信息获取方面,发明了四电极式零滞后土壤盐分测量方法和传感器,发展了磁感式大地电导仪和遥感监测相结合的区域盐分快速解译和评估新技术;提出了非均质土壤水盐运动参数的瞬时剖面测定法,研发了基于显色示踪、流动模式识别和基质流分析的等效水动力参数反演技术及成套测量设备。填补了中国土壤盐溃化动态监测和水盐运动参数精准测定领域的多项空白,为快速评估灌区盐溃化状态和精细模拟水盐动态提供了可靠信息。在水盐调控理论与技术方面,提出了从灌区到田间的多尺度水盐耦合调控理论;发展了补排平衡的井渠结合技术、明暗结合的排水控盐技术和区域水盐均衡的干排水控盐技术,形成了灌区尺度节灌减盐、快速排盐、荒地蓄盐的节水控盐技术体系;研发了分次分区的高效淋盐、抑制毛细作用的减蒸阻盐、浅沟诱盐集中冲的定向排盐等田间尺度精量调控技术措施;成功地解决了节水、控盐和生态相互协调的技术难题,为灌区多尺度水盐精量调控提供了有效手段。该成果已成功应用于内蒙、河南、宁夏、新腫等地多个大型灌区,每年节水8亿方,增产3亿斤,增收4亿元,灌区土壤盐溃化得到有效控制,为灌溉农业可持续发展提供了重要保障。该项目获批国家发明专利9项,新型实用专利4项,软件著作权2项,出版专著4部,发表论文200余篇,其中EI收录107篇,SCI收录57篇。成果总体达到国际领先水平,获得了2012年教育部科技进步一等奖、2011年教育部自然科学二等奖、2003年湖北省自然科学二等奖和2009年江苏省科技进步三等奖。在灌溉土壤水盐运动理论、参数测定、过程模拟、精量调控等方面都取得了重要进展与突破,显著提高了中国防治土壤盐渍化的科技水平。
[成果] 1600310070 北京
X82 应用技术 环境监测 公布年份:2015
成果简介:针对中国环境保护和环境标准制修订亟需环境基准提供科技依据的突出问题,项目以“发展完善理论方法—研发突破关键技术—典型案例示范应用”为主线,开展了长期、系统和综合的对比研究,取得如下重要成果:在引进、消化和集成创新国内外环境基准研究成果和经验的基础上,发展完善了水、土壤和大气环境基准理论与方法,揭示了重金属、有机污染物和纳米材料等几大类污染物的环境行为和毒性效应,构建了重金属的毒性预测模型,形成了中国环境基准体系基本框架,影响和促进了中国环境基准研究进程。研发和综合集成了基准目标污染物筛选识别、毒性测试、暴露和环境风险评价等关键共性支撑技术,明确了优先纳入环境质量监管的污染物名单,形成了中国环境基准关键技术的标准规范,为环境基准及其相关领域研究提供技术支撑。以保护生态系统和人群健康为目标,开展了锌、镉等10多个污染物水、土壤和大气环境基准应用示范研究,获得了20多个重要目标污染物环境基准建议值,提交中国水、气、土壤环境基准制定技术指南和规范,组织编制了中国环境基准体系中长期路线图。项目是理论创新、技术研发、综合应用的有机结合,成果提升中国环境标准和环境质量评价的实用性和科学性,促进了国内外环境基准科学研究的交流和合作,直接应用于中国地表水和环境空气质量标准制修订和评估,为土壤质量标准和应急管理标准的制修订创造了有利条件。成果为实施“科技兴环保”战略、提升中国环境保护科技创新和监管能力能力做出贡献。
[成果] 1600240122 江苏
S15 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:课题来源:“广西红壤肥力与生态功能协同演变机制与调控”(U1033004)项目是国家自然科学基金重点项目。技术原理及性能指标:技术原理:研究方法采用:1)定位动态示踪观测和模拟试验相结合。对土壤肥力和生态功能演变的关键过程进行室内和田间的模拟研究,确定导致土壤肥力和生态功能退化的主导因素和调控措施。2)时空信息分析与多学科模拟相结合。建立土壤肥力演变和生态系统演替的动态监测体系;建立红壤退化评价指标体系和评价模型,针对恢复重建模式的生态、社会、经济效益进行系统分析。3)模式试验与集成研究相结合。建立土壤肥力和生态功能协同演变的退化生态系统恢复重建模式。在对不同模式进行长期试验研究的基础上,从化学、生物、工程3个方面集成恢复红壤肥力和生态功能退化的技术体系,并进行分区优化。性能指标:1)针对多地点试验,指出广西复合林生态系统土壤侵蚀、水土流失的现状与成因,利用土壤侵蚀、水土流失预测模型对广西农林生态系统土壤侵蚀、水土流失分析探讨;2)通过数据收集和实地调研取样,综合多年数据对比分析,完成了广西红壤肥力和生态系统功能;3)退化的时空分布模式和评价指标体系,编制1:50万广西红壤、广西土壤有机质变化、广西生态功能演变和广西土地利用发展布局四个图;4)构建了多套广西红壤地区主要类型退化生态系统的回复重建技术和模型,主要包括红壤缓坡旱地甘蔗优化平衡施肥技术,广西区测土施肥的土壤测试指标体系,筛选出多种石山地区适生树种、经济果木和中药材,在红壤区发展种植桉树、西南桦、芒果及桑树等林果种植模式;同时在喀斯特石灰土条件下,构建了基于种植牧草的脆弱生态系统快速回复与生态重建模式。技术的创造性与先进性:1.首次通过多点、多地调查,结合广西近50年的空间数据,建立了1:50万的土壤图,在典型红壤区建立了NDVI数值与土壤肥力的耦合关系,建立NDVI时间序列数据研究土壤肥力变化分析模式。2.系统阐明了广西红壤区甘蔗地优化施肥能够改善广西红壤区甘蔗地土壤肥力,提高作物养分吸收;同时能明显减少地表径流和土壤养分流失,有利于水土保持。3.指出广西红壤区种植玉米实行分根区交替灌溉能够改善土壤质量,提高玉米产量和品质,分根区交替灌溉和80%水肥一体化施肥组合是一个适宜的水肥供应模式。4.系统研究了广西桉树人工林的土壤与生态环境效应,指出不同林分的土壤孔隙度随着土壤剖面深度的增加而降低,土壤水分含量与土壤孔隙状况呈显著正相关;桉树人工林的土壤养分随着土层的增加而降低,“炼山”显著降低表层土壤细菌的丰度和均匀度,但其影响效果随着时间的推移而减弱;土壤理化特性变化受到不同植物种类和管理措施影响,频繁炼山对林业土壤的可持续发展不利;酸雨淋洗可能是影响速生桉林系统中营养元素迁移转化的重要原因。5.首次揭示了广西红壤区土壤养分的流失规律。混交林<龙眼林或速生桉林;红壤旱地土壤养分量流失规律:种植甘蔗田<木薯或玉米田。6.探索了广西石灰土土壤肥力演变机制与生态功能的耦合关系。桂西北喀斯特典型生态系统随着群落的逐渐演替,植物科、属、种数逐步增加,科的优势先增加后减少,种的优势度呈下降趋势。不同生态系统土壤养分和微生物数量也存在一定差异。技术的成熟程度、适用范围和安全性:该项目研究广西红壤肥力演变对生态功能的影响规律,建立广西不同类型退化红壤肥力及生态功能的协同恢复重建创新体系。国内外尚无系统的研究成果。研究生态功能关键技术并大面积推广应用。应用情况及存在的问题:该成果主要应用于广西区及南方红壤及石灰岩地区土壤肥力和生态功能恢复与重建,适合在广西红壤全区,以及南方红壤类似地区(如云南、贵州、福建、海南、江西、湖南、湖北等省)推广应用,必将产生良好的经济效益、社会效益和生态效益。历年获奖情况:无。
[成果] 1600100516 江苏
S15 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:属农业与林业领域。滨海盐碱地是中国重要的现实和潜在农业资源,其治理利用是解决中国耕地紧缺、保障国家粮食安全与农产品供给的重要途径,随着江苏沿海开发上升为国家战略、滩涂围垦力度增强,滨海盐碱地这一新生障碍土地资源的加速治理培育与农业高效利用愈加迫切。项目自2003年起,先后在3个国家“863”计划课题和多个省科技项目的支持下,系统研究解决了一直阻碍滨海盐碱地治理利用的难题,如:土壤含盐量高,季节与年际间波动大,自然脱盐周期长;土壤基础地力贫瘠,正常条件需要8年以上才能满足农业种植;已有的相关改良利用研究在加速脱盐、长效培肥、耐盐品种、轻简栽培等方面缺乏系统性等问题,实现了滨海盐碱地的加速治理改造与沿海地区耕地的“扩容、提质、增效”。项目具体创新成果如下:研制了瞬变土壤盐分的零滞后监测传感器,构建了滨海盐碱地土壤盐碱化多尺度实时监测评估新技术。研制原位土壤盐分含量传感变送器,克服了土壤盐分动态实时、精确监测难题,对土壤盐渍化实时动态响应频率达到1秒,数据采集效率提高10倍;发展了一种结合磁感式快速解译测评和遥感技术的区域尺度土壤盐分监测新技术,可准确获取区域土壤盐分三维信息,实现了点-田块-区域多尺度信息融合,为盐碱地合理种植布局与农业高效利用提供了有力支撑。发明有效增强盐分淋洗、维持长效“水肥保蓄层”的节水控盐技术,解决了盐碱地农业利用的首要技术难题。在多年土壤水盐运动规律研究的基础上,结合“代换、洗脱、排盐”为核心的水田灌排与调理剂结合增强脱盐,研制盐碱地专用改良调理剂产品,提高耕层土壤淋盐效率30%-45%、盐分淋洗所需水量减少30%以上;通过优化组合可降解膜覆盖阻盐、秸秆翻埋隔盐和精量水分管理控盐,降低耕层返盐25%-40%,维持耕层水盐平衡并节约水资源20%-40%。创建加速腐殖化过程、提升水养容量的盐碱地增碳地力培育技术和产品,极大地加速土壤培育熟化进程。通过微生物高腐解菌、覆盖增温增湿,实现当季秸秆分解率达70%以上;基于有机物料资源化利用提高有机物的腐殖化进程,使土壤有机质年增加3-5g/kg,新垦滩涂盐碱地2-3年达到江苏省补充耕地质量要求;盐碱地绿肥翻压快腐熟化增肥技术,应用2年后,滨海中、重度盐碱荒地土壤有机质可提升至10g/kg以上,综合地力提升1个等级。构建与耐盐作物/经济植物新品种(品系)配套的创新耕作与高效种植制度,实现滨海盐碱地农业高效利用与盐土农业直接利用。筛选出适宜滨海盐碱地种植的水稻、大麦、油菜等耐盐作物品种(品系)10种,选育的“苏啤5号”、“南菊芋1号”等5个品种通过了品种鉴定,“南盐油1号”申请品种权保护。研发并应用了滨海盐碱地高耐盐作物/经济植物新品种(品系)的高产配套栽培技术和优化耕作、种植制度,提高作物产量10%-20%,减少水肥投入量20%。项目成果已在盐城、南通等地近10个县进行规模化推广应用,累计推广805万亩、累计增效11.2亿元,改良剂、专用有机肥等技术产品累计销售逾7万吨。
[成果] 1600100517 江苏
X83 应用技术 环境监测 公布年份:2015
成果简介:随着工业和城市生活污水等点源得到有效控制,农业面源污染已成为水环境污染的重要来源。据全国第一次污染源调查数据,农业源排放的总氮、总磷占总排放量的57.2%和67.4%,控制农业源氮磷排放是实现水环境质量根本改善的核心。然而,在农业源氮磷排放中,来自农田的氮磷排放又占很大比例。因此,要实现农业面源污染的有效控制,必须首先控制农田面源污染。项目组经过十多年的系统研究与技术攻关,提出了“源头减量-过程阻断-养分再利用-末端修复”的农田面源污染防治总体思路,系统集成农田面源污染控制的各项技术,并实现工程化应用,建立相应的工程维护与长效运行机制,最终实现农田面源污染防治、改善水环境质量的总体目标。1.系统研究了农田氮磷损失的过程、排放途径,明确了氮磷排放的相关参数,建立了农田面源污染负荷的估算方法。通过田间观测、定位试验、模型计算等方法,系统研究了中国集约化农田面源污染形成的过程与机制,提出了农田面源污染形成的相关参数,建立了小流域反演验证方法,从田块尺度、流域尺度和国家尺度估算了农田面源污染负荷及其对水环境的污染负荷,估算结果与三大流域水质监测数据相关性达到90%以上,为准确评估农田污染负荷提供了科学可靠的方法。2.创新性地构建了“农田氮磷减量化施用-损失过程阻断-损失氮磷(养分)再利用-生态系统修复”的农田面源污染防治的技术系统,实现了农田面源污染治理的全过程、全空间(区域)覆盖,及氮磷污染控制与资源利用的结合。该技术系统已成为中国农田面源污染防治的核心技术,在集约化农区得到了广泛应用,引领了农田面源污染防治技术的发展。3.首次提出了集约化农田面源污染防治的区域联控策略,构建“氮磷减排-区域联控-长效运行”的集约化农田面源污染防治一体化技术,有效衔接各节点技术,实现技术的工程化应用,使控制工程在流程上互连、时间上衔接、空间上全覆盖;构建了治理工程的长效化运行机制,保障农田面源污染治理工程的规范化、实效化与长效化。该成果已在江苏、云南等地推广应用,区域水环境质量提高1-2个等级。该项目取得了30项知识产权,其中授权发明专利20项,授权实用新型专利9项,地方标准1项。共发表科学论文182篇,其中SCI论文35篇(TOP期刊论文8篇),EI论文7篇,中文核心期刊147篇。近3年来该成果已在江苏、江西、云南、重庆、黑龙江等5个省市推广应用,累计应用面积5250万亩,节约化肥氮磷7.02万吨,节支总额达3.02亿元,氮磷减排4.34万吨,由于氮磷减排而减少的环境污染治理成本(间接经济效益)达44.61亿元,节支成本和间接经济效益合计46.44亿元。
[成果] 1400190639 江苏
X53 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 环境治理] 公布年份:2013
成果简介:随着长江三角洲地区快速的工业化、城市化和农业集约化发展,农田土壤复合污染日趋严重,已威胁到农产品安全与生态系统健康。揭示高强度人类活动下农田土壤复合污染形成机制,建立土壤污染诊断与风险评估方法,阐明生物修复技术原理,是认识土壤环境质量演变规律、防治农田土壤污染的关键科学问题,也是中国土壤环境保护的重大现实需求。项目组主要以经济持续快速发展的长江三角洲(江苏、浙江等地)典型高风险区为例,以重金属和持久性有机污染物复合污染农田土壤为研究对象,围绕土壤复合污染特征、微界面过程、生物有效性、生物修复主线开展了长期而系统的研究,在典型区土壤复合污染特征与源解析、土壤组分与污染物相互作用机制、污染物在食物链传递与健康风险、生态毒理和风险评估方法、生物修复资源与修复机理等方面取得了创新性成果。重要发现包括:(1)揭示了高风险区土壤复合污染特征,采用稳定同位素、污染物指纹图谱等方法解析了污染物来源,阐明了污染物在颗粒表面以及土壤组分中的作用机制;(2)改进了道南膜平衡技术(DMT),测定土壤溶液重金属(镉、汞等)自由离子,建立了污染区稻米中重金属积累的预测模型,揭示了电子垃圾污染农田土壤持久性有机污染物的作物富集规律,率先在国内建立了基于食物链安全的农田土壤健康风险评估方法。(3)构建了一套从基因、细胞、个体、种群、群落等不同层面的复合污染土壤生物生态研究方法和生态风险评估方法,确定了土壤污染临界值和预测模型;(4)发现了中国原生的镉、锌超积累植物伴矿景天(Sedumplumbizincicola)、镉超积累植物皖景天(Sedumjinianum),揭示了超积累植物体内重金属的微区分布、吸收积累规律及解毒机制,阐明了重金属复合污染土壤的有机配位强化植物修复机理;首次分离到以苯并[a]芘为唯一碳源的高效降解噬氨副球菌(Paracoccusaminovorans),提出了有机复合污染土壤的微生物、植物及其联合修复技术原理。该成果在土壤复合污染的源解析方法、道南膜技术测定土壤溶液中自由金属离子、漆酶氧化修复、豆科植物-根瘤菌联合修复等重要基础性科学问题上取得了突破,揭示了经济快速发展过程中典型区土壤复合污染特征和成因,建立了复合污染土壤的健康与生态风险评估方法,提出了复合污染土壤生物联合修复技术的新原理,为中国土壤环境管理和修复技术发展提供了新理论和新方法,推动了土壤污染与修复等学科的发展。发表了一批有影响力的论文,20篇代表性论著总他引583次(其中SCI他引494次),获授权发明专利8项。研究成果受到国内外同行广泛关注与肯定,已被国家重要咨询报告、学科战略发展报告和土壤污染调查与防治专项等所采纳,并得到了同行验收、鉴定专家组的高度评价。
[成果] 1600060113 北京
X84 应用技术 环境监测 公布年份:2015
成果简介:农田面源氮磷流失引起的水环境污染日益引起社会关注。但因缺乏全国尺度的核算方法、规范可行的监测技术和长期系统的科学观测,一直难以准确把握中国农田面源污染底数与流失规律,也难以提出针对性减排策略。项目历经十三年努力,创建了集监测、减排于一体的全国农田面源污染监测网络平台,积累了中国唯一的国家尺度面源污染数据资源,在监测方法、流失规律和减排技术等方面取得了重大突破:创建了农田面源氮磷流失核算方法与监测技术体系。首次建立了以分区分类为指导、以种植模式为单元的全国农田面源氮磷流失核算方法,自主研发了农田氮磷流失监测技术体系并制定了6项技术规范,构建了以北京为核心、覆盖全国31个省的农田面源氮磷流失监测网络平台并实现了同步联网观测,成为世界首个国家尺度的农田面源污染监测平台,推动了中国农田面源污染研究基础设施的建设,引领了全国科研队伍的发展。基本查清了全国农田面源氮磷流失底数与规律,对中国农田面源污染有了全新认识。全国农田氮、磷年均流失量分别为176.8万吨和11.6万吨,流失强度为17.0kg N/hm<'2>和1.11kg P/hm<'2>,仅占当年氮、磷施肥量的4.92%和1.10%,远低于以往估测值;黄淮海平原等高度集约化农区是中国农田面源污染防治的重点区域;粮田污染较轻,稻田甚至对周边水体有净化功能;菜田污染突出,以占全国8%的农田面积贡献了全国24%和21%的氮、磷流失量;面源污染本底效应突出,仅三分之一源于当年施肥;同一模式不同监测点、同一监测点不同年际间差异明显,证实了全国同步联网、长期监测至关重要。部分成果已由国务院、农业部对外发布。揭示了北京平原农区地下水硝酸盐污染特征及成因。北京平原农区地下水硝酸盐氮含量平均5.74mg.L-1,超标率达21.0%;地下水位越浅,硝酸盐污染越严重;过量灌溉施肥尤为突出的集约化菜区污染最重。农田氮素淋失是地下水硝酸盐污染的重要成因。4.提出了“节水治标、控肥治本,节水控肥、标本兼治”的农田面源污染防控新理念。揭示了各项农艺措施的减排效果和作用机制,创建了农田面源污染最佳农艺减排技术体系,全国累计推广1.8亿亩,节约氮、磷化肥59.6万吨和54.5万吨,减少氮、磷流失69066吨和2736吨。其中北京推广210万亩,减少氮流失3441吨,节水1.5亿立方米。研究获授权专利17项,软著17项,技术规范7项,培训127万人次。成果对提升全国面源污染防治能力,推动节水农业发展,建设资源节约型、环境友好型社会具有重大理论和实践价值。
[成果] 1500020329 江苏
S15 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2014
成果简介:滨海盐碱地的治理利用是解决中国耕地紧缺、保障国家粮食安全与农产品供给的重要途径,随着江苏沿海开发上升为国家战略、滨海滩涂围垦力度增强,滨海盐碱地这一新生障碍土地资源的加速治理与高效利用愈加迫切。传统做法是将新围垦滩涂盐碱地引淡淋盐至轻度盐渍化土再种植作物,该方式效果显著,但因投资大、周期长,推广应用受到制约,导致水土资源利用效率低。同时,已有的相关改良利用研究在加速脱盐、长效培肥、耐盐品种、轻简栽培等方面缺乏系统性。该项目自2003年起,先后在3个国家“863”计划课题和10余个省科技项目的支持下,以加速脱盐与地力培育、高效栽培与耕种为创新突破,全面、深入地开展了滨海盐碱地加速治理培育与高效种植技术的研究和轻简化配套模式的推广应用,历时九年,取得了如下创新成果:1)突破了滨海盐碱地土壤快速脱盐治理的水-肥-盐耦合精量调控技术体系。创新研发基于水盐动态实时调控的精量灌排、“代-洗-排”结合的加速脱盐、阻盐-隔盐结合的土壤高效控抑盐等核心关键技术,显著加速了滨海盐碱地脱盐利用。在中重度盐碱地应用技术后,比常规脱盐提速1倍以上,水资源利用效率提升30%以上。2)创建了滨海盐碱地生物-农艺-调理综合改土加速地力培育技术体系。创新研发秸秆直接还田快速催腐、有机物料资源化利用快速培育、绿肥翻压增碳等快速改土培肥关键技术,显著提速了滨海盐碱地熟化增肥和地力培育进程,应用该技术地力培育进程比常规提速2-3倍,土壤有机质含量提高30%。3)构建了滨海盐碱地作物高产栽培与耕种技术体系。丰富了针对滨海盐碱地常规作物的共性耕种制度与高产栽培技术;认定了5个耐盐作物/经济植物品种(系);分别创建了耐盐作物/经济植物品种的配套抗盐高产、轻简化高效耕种技术体系,有效实现了滨海盐碱地的高效种植利用。作物耐盐性提高了2g/kg以上,产量提升15%以上。4)创新了滨海盐碱地特质盐土植物安全、优质、高效种植技术体系。创新研发滨海盐碱地咸水资源安全利用、盐土农业安全高效种植、盐土植物品质调控等核心关键技术,实现了滨海盐碱地安全、优质、高效盐土农业的种植利用。盐生经济植物增产15%以上,活性物质含量提高了30%。5)研发了滨海盐碱地土壤盐碱化多尺度实时监测和定量评估新技术。研制的新型四电极式复合传感器超越了同类仪器的实时监测精度,创建的土壤盐碱化多尺度定量评估新技术,实现了点-田块-区域评估的多尺度信息融合,在50多万亩滨海盐碱地进行了应用,为滨海盐碱区优化作物布局与高效种植提供技术支撑。该项目成果已在江苏盐城、南通等地区近10个县域的滨海盐碱地开展了规模化推广应用,九年来已累计推广应用975万亩、累计增效10.85亿元,已获授权发明专利8项、发表论文254篇,培养研究生60名、基层技术骨干280名,培训农民1万多人次,对保障国家后备耕地资源与粮食安全及农产品供给有重大的技术支撑意义。
[成果] 1300291922 江苏
S14 应用技术 [农业科学研究与试验发展, 农业服务业] 公布年份:2011
成果简介:化学氮肥为粮食增产所必需,但不合理施用又带来环境问题。至2007年中国化学氮肥的年使用量已达2800万吨N左右,接近世界总使用量的30%。按当前损失率50%估算,农田中氮肥的损失量约为1400万吨N,不仅造成每年约600亿元的直接经济损失,而且还付出了沉重的环境代价。太湖地区和华北平原高产区一年两季作物化学氮肥的投入量高达500-600kgN/hm<'2>。氮肥投入量高但作物利用率低,损失量大,环境压力增大的问题更为突出。化学氮肥的优化管理已成为一个国家层面的问题,并受到国际关注,2004年在南京召开的第三次国际氮素大会,发表了公告世界的《南京氮素管理宣言》(NanjingDeclarationonNitrogen)。近60年来,中国的化学氮肥议题,经历了两个不同的历史阶段,转折点在1980年前后。此前,农田氮素投入以有机肥料为主,此后,随着氮肥使用量的快速增加,在增加作物产量的同时,出现了氮肥增产效果下降、环境压力加大的局面,特别是高产地区。化学氮肥的高效利用和降低环境风险的议题日益突显。中国不同于欧洲,它们地多人少,为了环境达标,采取了降低产量目标,限制氮肥用量的政策。中国人多,人均耕地少,确保13亿人口的粮食安全是课题组的国策,务求产量与环境双赢是课题组面临的挑战和难题。为解决这一难题,上世纪80年代初开始,课题组在太湖平原和华北平原的高产地区进行了一些探索。1997-2006年在国家两个重大基金项目的资助下,进行了田间原位观测,观测范围涵盖土壤、植物、水体和大气;并配合农村调查和实验室研究,取得了一些创新性成果,把农田氮循环研究推进到一个新阶段。揭示了太湖地区和华北平原高产地区农田中氮肥的利用率和损失率与施氮量的关系,为确定氮肥适宜施用量提供了理论依据。探明了太湖地区和华北平原高产地区农田中氮肥去向定量分配的区域特征,提出了减少氮肥损失的分区对策。发现人为活动扰乱了的生物地球化学氮循环,改变了农田氮平衡,加重了水体氮污染。立足国情,提出了推荐氮肥施用量的“区域总量控制与田块微调相结合”的理念和方法。至2009年,先后发表论文184篇,其中91篇被SCI收录。出版专著8本,其中两本为中英文版。论著被总引4090次,其中他引3577次,占总引次数的87%;93篇(部)英文论著被SCI总引2051次,他引1626次,占79%。代表性论文受到国际学术界的高度评价。主持重大国际学术会议两次,2004年在南京召开第三次国际氮素大会,朱兆良为主席。2005年在北京召开了第12次国际植物营养学大会,张福锁为主席。
[成果] 1500250328 江苏
S14 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2014
成果简介:黄淮地区(豫中南、鲁南、苏北、皖北),地势平坦,水热资源胜过北部,光照资源优于南方,是中国的重要粮食产区,却分布着近亿亩中低产田。缩小中低产田与高产田差距,实现大面积均衡增产,潜力非常巨大。该项目针对黄淮地区中低产田治理和高标准农田建设中所面临的问题,开展了历经十余年的系统研究,取得了如下创新成果:研究了潮土质量及其演变规律,发现微碱性土壤因能中和化肥酸化,有效阻控了长期(平衡不过量)施用化肥引起的一系列土壤退化过程,修正了“长期施用化肥不能持续”的一概而论观点。新认知了地力衰减经历快慢两个阶段,逆向还原发现是速效性和稳定性地力,速效性地力占比越高对化肥依赖越强,培育地力的核心是提升稳定性地力。叠加求交划分地力评价单元和多法耦合的属性陚值技术创新,突破了高分辨率壁垒,开发出了地块级县域耕地信息管理和地力评价系统,成为两千多个县使用的软件,为详解中国耕地地力等级和障碍因子分布提供了强力支撑。提出了土壤障碍因子分类消减法,对衍生性障碍类建立了标准化的长效控制现代共性技术,对属性障碍类研制了个性靶向技术分别消减。发现调低O<,2>分压、增加微生物繁殖、减少物理干扰能增进有机质积累和结构形成,研制出了激发式枯秆还田和五季免一季深翻培育地力技术,发明了高腐解菌有机肥生产连续好氧快速发酵技术,解决了激发式秸秆还田有机肥源问题。研发了与地力培育相向的水肥高效与作物高产关键技术,即地块级数字化测土配方施肥技术、智能配肥机、高效能配方肥,以平衡促增效防退化;品种适应性差异潜力挖掘技术;灌溉水输-灌-耗多级增效技术。提出了关键技术分层次集成、接力式推进、后台支撑前台的创新思路,通过后台高新技术服务,支持田间一体化精准操作,创建了既轻简又现代化的中低产田“地力-产量双跨越技术体系”,实现了大面积均衡增产增效。该项目取得了48项知识产权,其中授权发明专利16项,授权实用新型专利10项,软件著作权21项,行业标准1项。在EST、SBB、土壤学报等杂志发表学术论文227篇,其中SCI68篇,EI15篇。获得省级科技进步一等奖1项,二等奖1项。2009年农田地力提升与大面积均衡增产技术被河南省政府采用并在5县示范推广,2012年已扩大到16个粮食生产大县,实现了大面积均衡增粮。单项技术数字化测土配方施肥技术已被江苏和河南农业主管部门采用,分别于2005年和2007年全面推广。上述技术近3年累计推广面积2.07亿亩,新增粮食60.7亿公斤,直接经济效益为156.7亿;县域耕地资源信息管理和地力评价系统是农业部农业技术推广中心唯一推荐的软件系统,已在2498个县(市/区)使用。该技术体系在中低产田治理、提升地力、水肥高效和大面积增产方面具有广阔的应用前景。
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