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[成果] 1800300127 江苏
X703 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2018
成果简介:所属类别:农村农业污染控制技术适用范围:稻田的污染减排基本原理: 针对太湖流域的稻田实际生产情况,充分挖掘稻田这一人工湿地的功能,结合太湖污染治理的需求,根据稻田离河湖的远近,有针对性地提出了不同的稻田污染减排技术。在太湖流域一级保护区或沿河/湖区域,采用轮作制度调整技术;在对非沿河湖区域的稻麦轮作田,采用基于叶色的按需施肥技术或新型缓控释肥技术;对临近菜地、桃园或等农村生活污水处理工程、重污染河流(无其他重金属等污染)的稻田,采用稻田人工湿地的低污染水净化技术。 轮作制度调整技术在太湖流域传统稻麦轮作的基础上,改冬季种植冬小麦为种植紫云英绿肥或豆科等具备固氮功能的植物,因此冬季无需施肥,从而能有效削减冬春季的径流排放,而紫云英稻季还田,因其碳氮比适宜以及养分易分解释放等特点,能带入稻田优良的有机氮源,减少稻季氮肥用量,降低稻季径流排放,从而达到稳产高产。 化肥科学减量技术则利用先进的光谱探测技术对水稻的生长营养状况进行实时无损快速诊断,并在高产目标的指导下进行按需精确施肥,可有效提高氮肥利用率,从而有效避免施肥不足造成的产量损失以及过度施肥造成的环境污染,保证高产的同时减少污染。 稻季湿地净化低污染水技术,主要利用稻田人工湿地这一功能,通过土壤吸附作用、硝化反硝化作用以及水稻植株的吸收利用等去除净化污水中的氮磷,实现生产与环境的双赢。 关键技术: 1.稻田轮作制度调整技术; 2.稻田按需施肥技术; 3.稻季湿地净化低污染水技术。
[成果] 1800300128 江苏
S158.3 基础研究 农业科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:所属类别:农村农业污染控制技术技术来源:自主研发集成。 适用范围:设施菜地氮磷污染的控制一、基本原理: 针对太湖流域设施菜地化肥投入量高(年投入量1310kg N ha-1、450kg P2O5 ha-1)、肥料利用率低(<20%)、土壤养分累积率高(一年3季蔬菜作物轮作后土壤硝态氮含量从84mg/kg增加到241mg/kg,累积率达187%)等特点,研发了基于总量削减-盈余回收-流失阻断的两低两高型菜地氮磷污染综合控制技术。包括(1)化肥源头优化减量技术(总量削减),即在保证作物产量的情况下,基于作物的养分吸收特点和土壤肥力状况,从肥料的用量上进行优化,从而减少化肥投入,降低养分流失风险;(2)填闲作物原位阻控技术(盈余回收),对设施菜地休闲期土壤的氮磷养分进行原位拦截;(3)生态拦截带技术(流失阻断),在设施菜地的排水沟渠内设计生态拦截框,从而有效降低氮磷排放;(4)稻田湿地技术(流失阻断),在整个设施菜地示范区的总排水口处设计稻田工湿地,消纳净化设施菜地排水。 二、工艺流程: 河水灌溉——设施菜地源头减量技术——填闲作物原位拦截—生态拦截沟渠——稻田湿地——河道。 三、关键技术: 1、设施菜地化肥投入减量技术; 2、夏季揭棚期的填闲作物原位阻控技术; 3、稻田人工湿地净化技术。
[成果] 1800240606 江苏
S154.3 基础研究 农业科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:黄淮海平原分布着2.5亿亩潮土,其中苏北3811万亩。因一年二熟,潮土是中国粮食生产贡献最大的土类。但潮土总体肥力水平不高,粮食生产长期依赖大水大肥维持。扩增潮土水碳氮库容、提高水养供给能力是解决上述问题的根本。然而,潮土质地轻、层状土,导致土壤水运移复杂、有机碳增加困难、硝化强氮素移动性大等问题,对现有理论形成挑战。该项目针对层状土水运移过程、轻质碱性土有机碳积累过程、氮循环限速步骤—氨氧化过程等国际重点问题进行探索,阐明潮土水循环规律和碳氮转化机理。自1999年,在973项目等支持下,以潮土系列长期试验为基础,通过长期观测以及NMR、同位素示踪、宏基因技术等现代手段,围绕上述关键过程开展了系统深入研究,取得了下列重要创新成果: 1、水:最先建立了非均匀初始含水量、非稳态供水层状土入渗的“双非”模型,并突破了与Richards方程及水力特征参数不兼容难题;基于氢氧同位素创建了不同土层根系吸水对蒸腾贡献率分割法,发现吸水最多土层随作物生育期加长而下移,修正了基于根密度的分割法,推动了连接土壤、地表、地下和大气四水相互转化的两个关键过程—土壤入渗和腾发下土壤水运移的创新。基于流域潮土属性数据建立了土壤水力特征转换函数和平台,解决了流域巨量参数测定难题,探明了潮土持水性能、供水能力,以及持水动态、作物耗水规律和深层渗漏发生的条件,为农田水资源高效利用提供理论指导。 2、碳:探明了潮土有机碳提升过程,发现平衡施用化肥刺激作物输碳,促进潮土有机碳积累,但有机碳平衡饱和点较低,增施有机物料是突破低平衡点扩增土壤碳库的需求。探明了增加大团聚体是提高潮土有机碳主要途径,揭示了大团聚化促进有机碳积累分子尺度机制,发现甲氧基/N-烷基碳是直接影响大团体形成关键有机碳官能团。阐明了促进潮土有机碳转化积累的微生物机理,群落结构和关键微生物种群,首次分离到碳磷高效转化的关键微生物类阿氏芽孢杆菌。证实了土壤有机碳提升需降低微生物多样性,提高碳转化微生物种群的丰富度。 3、氮:基本与国际同步,最先检测到了碱性潮土存在丰富的氨氧化古菌,证实了潮土主导氨氧化过程的是氨氧化细菌,认清了氨氧化细菌和氨氧化古菌具有各自生态位分化特征及激活的环境条件。创新发展了耦合激光光谱和反向拉格朗日扩散理论的土壤氨挥发测定方法,解决氨挥发长期不能在线监测难题。系统观测和定量阐明了潮土氮循环过程,明确了氨挥发、反硝化、硝态氮渗漏损失量,在氮肥施用量超过230kg/hm2,损失迅速上升,揭示了氮碳水耦合增效机制。 发表SCI论文108篇,8篇代表性论文SCI他引964次,总他引1214次,单篇最高他引362次,1篇代表性论文入选“ESI高被引论文”。获授权专利6项,软件著作权4项。3名主要完成人获得国家杰出青年基金资助。卓有成效为潮土水碳氮库容扩增、水肥高效利用、产能提升提供了关键理论指导,得到了国内外同行的广泛认同。
[成果] 1900010762 江苏
S158 基础研究 农业科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属于土壤生态科学技术领域。广西地处热带亚热带地区,是中国西部资源型经济与东南开放型经济的结合部,处于“一带一路”交汇对接与陆海统筹的重要节点,在维护我国西部生态安全战略中占有特殊地位。广西地质地貌结构独特,水热资源丰富,生物多样性高,但土壤退化严重,生态环境脆弱,是我国亚热带脆弱生态区的典型代表。为实施国家“西部大开发”战略,确保广西乃至中国西部地区粮食安全和生态安全,以及推动区域扶贫开发,多年来,在国家和地方政府项目的支持下,通过宏观调査、基础试验、关键技术研发和成果示范推广,揭示了广西红壤肥力与生态功能演变规律,集成了红壤旱地土壤酸化阻控与养分高效利用技术体系,优化了广西农林复合生态系统结构,构建了广西红壤和石灰土肥力与生态功能协同提升的应用模式。项目取得了重大创新和突破: 1.探明了广西红壤肥力与生态功能演变规律,丰富和发展了红壤生态学学科体系,完善了生态高值农业理论,为红壤区土壤肥力提升和生态功能改善提供了理论依据。项目探明了阻碍广西红壤肥力提升和生态功能恢复的关键因子,揭示了植被覆盖变化、施肥和地形因子与广西红壤旱地多元素转化的关系,首次绘制了土壤肥力因子演变等级图,阐明了上世纪80年代以来广西土壤肥力变化特征;揭示了红壤生态系统的结构、功能、演变规律,完善了生态高值农业理论,为实现红壤资源的高效开发和可持续利用提供了科学依据。 2.研发集成了红壤旱地土壤酸化阻控与养分高效利用关键技术体系,在木薯、玉米、甘蔗等主要作物上进行了大面积推广应用,取得了显著的经济、 生态和社会效益。构建了红壤酸化阻控生物-化学耦合关键技术,提出了木薯、甘蔗种植区土壤肥力分级指标体系,研发了木薯深耕深松-黑膜覆盖-一次性施肥技术、甘蔗一次性平衡施肥推荐技术,并提出了玉米分根区交替灌溉和水肥调控方案,建立了以氮、钾促微生物活性和多样性为核心的贫瘠红壤肥力与生态功能协同提升技术体系。 3.构建了桉树人工林生态恢复技术模式,优化了广西农林复合生态系统结构。探明了桉树人工林土壤侵蚀过程并建立了预测模型,研发了适合广西地区退化农林生态系统土壤肥力和生态功能协同提升关键技术,构建了5种优化模式,为广西桉树的生产布局、经营管理及产业战略调整提供了关键技术和决策依据。 4.集成了广西石灰土肥力与生态功能协同提升的技术体系,创建了喀斯特 区域可持续发展模式。研究探明灌木层植物多样性是广西喀斯特植被恢复过程的主导因子,筛选出“桂牧1号”牧草品种和其他适生经济优良物种,构建了西南喀斯特小流域及区域草-畜业发展优化模式,为喀斯特脆弱生态系统植被恢复和重建提供了理论依据和技术支撑。 项目相关成果已获各类奖励14项,其中省部级奖励12项:获授权国家发明专利和实用新型专利10件,制定技术规程3个,出版著作7部:近三年累计推广应用面积3871.62万亩,新增销售额230多亿元,新增利润83多亿元:项目组提出的区域可持续发展三大政策建议被广西自治区政府采纳,在区域精准扶贫中发挥了科技支撑作用。经第三方评价,项目成果达到国际先进水平。
[成果] 1900010473 安徽
S42 基础研究 农业科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:沿淮地区指淮河两岸幅宽50-80km的低洼平原,涉苏皖豫鄂4省126县(区),耕地面积约1.2亿亩,光温水热资源丰富,是我国重要粮食主产区且增产潜力巨大;因极端降水频率高,洪涝多年平均成灾面积全国占比39%,面广、频发的涝溃灾害长期困扰着粮食生产稳定性和增产潜力的提升,成为国家防灾减灾、脱贫攻坚战略核心区。针对涝溃成灾机制不清、作物致灾机理不明,防控技术针对性差、集成度低等难题,创新“技术减灾-生物抗灾-结构避灾”综合防控思路,在国家科技支撑计划等项目支持下,历经18年联合攻关,取得如下创新: 1.揭示沿淮“降水-汇流-入渗-涝溃”成灾机制,创建了区域-农田协同快速排水和改土增渗降溃减灾技术.探明沿淮涝溃孕灾源和快速成灾主因,首创产流与运动波汇流耦合水文模型、层状土非稳态入渗算法、水力特性转换函数,破解了汇流精准预测和大范围土壤水力特性测定难题。创建涝溃风险等级分区和农田排水标准,创新多级标准衔接的区域一农田协同快速工程排水关键技术,3天内有效除涝。最先证实砂姜黑土滞渍难排水原因,明确砂姜黑土和潮土渗透持水特性和改良靶标,创建砂姜黑土刚-柔耦合改性增渗技术,透水孔隙增加40-88%:潮土秸秆加激发剂错位轮还全耕层培肥降溃技术,有机质提高27%。 2.攻克作物涝溃致灾机制、抗性机理和抗性评价方法瓶颈,创新了沿淮小麦和玉米“耐溃品种-抗涝溃栽培”抗灾技术。阐明涝溃逆境下作物细胞、生理、形态响应及其与抗性和产量的关系,揭示玉米、小麦涝溃抗性关键因子、敏感期及危害时间阈值,首创分阶段、递进式抗性评价方法,解决了快速、精准评价的难题。选育国审皖麦52等耐溃新品种4个,发明立式主动清秸防堵多功能玉米播种机,创新了“夏玉米抢时错期-种肥同播壮苗”、“冬小麦降密健群-均氮壮株”抗涝溃技术,玉米、小麦抗渍综合评价指数平均提高24.6%和17.8%。 3.首创沿淮行蓄洪区“旱稻-小麦”结构避灾新模式,创新了旱稻“机直播-临界点补墒”轻简栽培技术。揭示行蓄洪区旱稻生态适应性强,率先提出“旱稻替旱粮(玉米/大豆)”结构避灾新策略;发明新型板茬宽幅旱稻施肥播种机,创新免耕开沟条播、侧位精准施肥、覆土镇压保墒一体轻简化精量播种方式,明确潮土旱稻全程雨养条件下补墒临界点;百亩连片旱稻实收亩均619.2公斤。 4.集成创新沿淮三大粮食作物涝溃灾害综合防控技术体系,创建周年大面积稳产增效技术新模式。配套研发新型涝溃生理恢复剂、农机等新产品及新技术,编制行业和地方标准11项;创建了涝渍风险极高区“旱稻-小麦”周年避灾抗灾减灾稳产增效及风险中、高区“玉米-小麦”周年减灾抗灾丰产增效新模式;近三年应用1.47亿亩,小麦玉米增产555.9万吨,累计增效137. 01亿元。 获知识产权31项,其中发明专利10项:论文155篇,其中SCI论文46篇;省部级一等奖4项、二等奖3项。中国农学会评价认为“成果总体水平国际先进、部分国际领先,为沿淮主要粮食作物涝渍防控、稳产增潜提供了系统化解决方案,引领了涝溃灾区机械化、良种化、轻简化、标准化综合减灾新方向”。
[成果] 1900010771 北京
S156.6 基础研究 农业科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:南方红壤地区耕地面积占全国的四分之一,是我国农产品重要产区。近年来,红壤以自然条件下上万倍的速率酸化,导致酸上加酸,作物减产,严重威胁国家粮食安全和生态安全。该项目针对红壤区髙度集约化种植模式下农田酸化时空演变特征及其主控驱动因素不明确、精准高效的防治技术缺乏等问题,通过6个典型省域110个点近30年的长期监测试验与土壤调查大数据分析及实践验证,取得如下创新性成果。 1.探明了红壤农田酸化时空演变特征,创建了多时段酸化速率计算方法,实现了酸化农田分区分类。发现近30年来红壤农田酸化在时间上呈现出“慢-快-稍快”的近S型趋势,空间上呈现“整体酸化、局部严重”的特征。创建了多时段红壤酸化速率计算方法,准确度由传统方法的63%提高至87%。基于酸化阶段及土壤调査数据库,将酸化农田分为极强酸性、强酸性、中度酸性和弱酸性四类,确定了其面积与分布。 2.建立了红壤农田酸化驱动因子效应模型,量化了化学氮肥加速酸化的贡献率,明确了有机肥阻控酸化的机制。探明了高温多雨气候下红壤中化学氮肥硝化快、硝酸盐淋失多、氢铝离子大量富集的酸化机制:基于长期监测数据库及模拟分析,率先构建了红壤农田酸化驱动因子效应模型,明确了化学氮肥驱动农田酸化的贡献率达66%以上:阐明了有机肥“降低硝化潜势阻酸”、“中和氢离子和络合活性铝控酸”的双重作用机制。 3.明确了主要作物酸害阈值,构建了以“降、阻、控”为核心的酸化防治关键技术。建立了作物产量对红壤pH响应的双指数曲线方程,明确了主要作物的酸害阈值及酸度改良目标值。研制出多功能酸性土壤调理剂,构建了石灰类物质精准施用降酸技术,石灰用量减少23%-33%;探明了防止红壤酸化的有机肥替代比例,揭示了化学氮肥施用与作物系统产酸的量化关系,创建了有机肥阻酸与减氮控酸关键技术,比常规施肥产酸量分别降低了16%-29%和13%-21%。 4.集成创新了不同酸化程度红壤农田防治的综合技术模式,大面积推广应用成效显著。针对红壤农田酸化程度及养分状况,提出了极强酸性土壤降酸治理、强酸性土壤调酸增产、中度酸性土壤阻酸培肥以及弱酸性土壤控酸稳产等4种综合防治技术模式,经6省多点大面积示范,土壤pH提高0.2-1.0个单位,作物增产12%-27%。近三年累计推广10820万亩,新增经济效益125.8亿元,实现了酸化防治与肥力提升协同发展,社会经济生态效益显著。 成果获授权发明专利17项,行业标准2项:发表论文171篇(其中SCI论文64篇),出版专著7部,他引2489次;获2017年神农中华农业科技一等奖;为《国家耕地质量保护与提升行动方案》、《有机肥替代化肥行动方案》、《耕地质量调查监测与评价办法》、《酸性土壤改良评价技术规范》等国家级规划实施和标准制定提供了科学依据与技术支撑。第三方评价表明,成果处于国际领先水平。
[成果] 1800290160 北京
X16 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:为了深入研究我国陆地碳收支定量认证、碳增汇潜力与速率、增汇技术与措施以及未来全球增暖情景与大气温室气体浓度关系的不确定性等重大科学技术问题,迫切需要应对气候变化温室气体减排的高精度监测技术与网络来定量评估我国的大气温室气体排放,建立以卫星遥感、空中监测与地面网络监测和大气模式系统相结合的我国自主大气碳浓度和碳源汇监测系统。项目将开展以下五个方面的研究: (1)大气背景值站及区域清洁对照站点温室气体监测技术与设备:针对我国大气温室气体监测仪器完全依赖进口的现状,将自主研制高性能的大气背景值站及区域清洁对照站点温室气体高精度自动监测设备。大气背景值站及区域清洁对照站点温室气体高精度自动监测装置主要包括气体进样单元、光学测量单元、电子学控制/数据采集分析及传送单元。 (2)温室气体排放在线监测设备:研发基于可调谐二极管激光调制吸收光谱技术的园区分布式多监测点温室气体排放在线监测系统,并在典型工业、畜牧业固定集中排放源开展应用示范测试;形成温室气体排放在线监测系统产品的计量检测技术要求和检测标准草案,质量控制和质量保证规范草案;对研究成果进行产业化开发。 (3)典型生态系统温室气体通量监测装置主要包括开腔长程吸收池、激光及其控制单元、数据采集分析及传送单元。将从防污染开腔长光程吸收池的设计;消除大气颗粒物、湍流、环境温度、湿度、压力等对仪器测量精度的影响;基于高灵敏度吸收光谱技术的二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等测量系统集成研制;利用研制的通量测量仪器开展旱地农田和草地土壤交换通量研究,评估TDLAS系统稳定性四个方面开展。 (4)卫星遥感温室气体反演:针对我国城市群地区,研究高气溶胶条件下的多气溶胶参数反演方案,降低气溶胶散射对二氧化碳柱浓度反演精度的影响并基于地基观测数据对卫星二氧化碳产品精度进行验证。 (5)温室气体垂直廓线监测技术与设备主要包括:高分辨率红外激光外差太阳辐射光谱仪、高精度太阳跟踪仪、垂直廓线反演算法和地基验证系统。信噪比、光谱分辨率及设备成本是构建温室气体垂直廓线监测网络的技术瓶颈,项目解决高信噪比、高光谱分辨率的提取太阳光透过大气后的大气温室气体太阳辐射吸收光谱的激光外差光谱关键技术问题,通过系统集成技术攻关,研发基于激光外差太阳辐射光谱的新一代便携式、低成本的温室气体气柱总量及廓线测量设备,满足温室气体垂直廓线监测网络的建设需求。
[成果] 1800010412 江苏
TP319 应用技术 公共软件服务 公布年份:2017
成果简介:随着中国经济的快速发展,工业化和城市化进程的加快,场地土壤和地下水污染问题日益严重,开展工业企业拆迁遗留场地环境调查、风险评估和修复已成为中国环保工作的新热点。根据中国工业污染场地安全再开发和国家在场地风险评估技术应用方面的迫切需求,围绕编制中国污染场地健康与环境风险评估模型这一目标,该项研究依托于中国科学院知识创新工程重要方向项目《POPs污染场地土壤和地下水污染机制及修复技术研究》,在调研了美国、英国和荷兰场地风险评估技术导则与相关法规建立与完善过程中的经验教训,并详细研究了中国风险评估技术导则的模拟计算方法的基础上,集成和优选了适合于中国国情的多介质污染迁移解析模型与暴露评估方式,自主开发了中国首套本土化的污染场地健康与环境风险评估软件HERA,并积极推广应用。研究成果丰富和发展了中国污染场地环境管理学科的理论和知识体系,实现了风险评估技术理论的模型应用转化,为建立与完善中国污染场地基于风险的环境标准体系提供技术支撑。 主要技术内容如下:(1)构建“污染源-暴露途径-受体”链的污染场地概念模型。明确不同风险评估模拟情景下,基于保护人体健康或水环境的暴露途径和暴露参数。(2)构建HERA软件三层次数据库:共享数据库、基础数据库和默认数据库,可分别供评估人员修改调整参数值、增减污染物信息和恢复参数默认值,以满足不同评估情景的需求。(3)利用HERA软件开展多层次土壤与地下水风险评估模拟计算。反向推导基于保护人体健康或水环境的场地污染物通用与特定评估基准值,正向计算预测污染物对暴露受体产生的潜在健康风险水平。(4)在HERA软件中嵌入污染物数据统计分析功能,用于分析污染物样本数据的异常值、平均值、标准差、置信水平下限等。 该研究项目共获得计算机软件著作权1项(软件著作权登记号:2012SR118710)和发明专利1项(专利号:ZL 2013 1 0727879.5),发表相关论文8篇,其中3篇被SCI检索收录。同时在项目的完成过程中,分别培养博士和硕士研究生各2名。此外,2012-2017年期间,依托南京凯业环境科技有限公司及中国土壤学会土壤修复专业委员会,通过更新、培训及大会报告对HERA软件进行了大幅度推广,HERA软件已经广泛在环境修复行业内应用于解决和指导污染场地的修复标准制定,应用成果多次在培训会议上进行交流,得到了一致好评。
[成果] 1800010515 江苏
S965.219 基础研究 内陆渔业 公布年份:2017
成果简介:该项目主持人刘青华博士,国家“千人计划”特聘专家,率先于2003年将美国鲥鱼引入中国,成功地进行了鲥鱼养殖产业的开发,鲥鱼已成为国内最名贵的养殖品种之一。刘博士团队针对鲥鱼“娇嫩急躁,出水即死”的生理特征,集成仿生态繁殖生物技术和智能化循环水养殖工程技术,创建了“鲥鱼双路水循环养殖兼仿生态繁殖系统”,在无需激素注射情况下,成功地诱导美国鲥鱼自然发育成熟,自然产卵,在世界上首次实现鲥鱼养殖亲本的人工繁殖,并进行了产业化应用。近年来,国内外学者采用传统激素催产的繁殖方法,无法有效地实施鲥鱼的人工催产(Zohar等2003年)。鲥鱼属溯河洄游性鱼类,其洄游路径的生态结构和生物构成极为复杂。用传统养殖方法难以满足鲥鱼性腺发育对洄游路径中盐度、温度和光照等环境因子节律性变化的需求。另外,鲥鱼是“惜鳞鱼”,性情急躁,激素催产注射会造成鲥鱼种鱼大量的鳞片脱落,严重受伤或死亡;强烈的应激反应显著降低了催产激素的生物效应,成为鲥鱼催产难的主要原因。为突破鲥鱼人工繁殖的技术屏障,该团队发明了“鲥鱼双路水循环养殖兼仿生态繁殖系统”,解决了仿洄游路径生态的海淡水过渡时养殖水质恶化的难题,并可模仿生殖洄游路径中的海淡水和季节交替所必需的生态环境,鲥鱼亲本成活率达95%以上,性腺成熟率达100%;双路水循环技术满足了鲥鱼性腺对水流、潮汐和水温季节节律的需求,可诱导其自行产卵;根据鲥鱼受精卵膜薄易破的特点,在底层水出水口安装椎体收卵器,自动收集鱼卵;鱼卵通过虹吸自流进入自主研发的、可自动剔除死卵的圆柱型亚克力孵化器,克服了传统孵化环道水流冲击引起的鱼卵破损,引发水霉的缺陷。孵化出的鱼苗自动流入育苗池,从而实现鲥鱼产卵、收卵、孵化的自动化控制,最大限度地降低了人为因素对鲥鱼种鱼和受精卵的伤害,成为世界上为数不多的集种鱼培育、繁殖和孵化为一体的智能化生产线。同时,通过对生态因子节律进行精准的无线微环境在线监测的智能化调节,实现了对产卵周期的有效控制,繁殖期从46天延长到128天。鉴于鲥鱼养殖亲本生产的受精卵孵化率低的难题,研发出“鲥鱼亲本微营养素强化配方YKM-200”,采用微营养素包膜技术,对鲥鱼养殖亲本进行营养强化,满足其对DHA/EPA/ADA、胡萝卜素以及维生素等微营养素的特殊需求,孵化率提高了56.6%。微营养素的强化技术已成为鲥鱼养殖亲本人工繁殖成功的关键技术之一。该技术的产业化开发,彻底摆脱国内鲥鱼受精卵依赖进口的局面,推动了鲥鱼养殖产业发展,鲥鱼产业年销售已超过1亿元。该团队已为国内90%以上的鲥鱼养殖户提供了苗种和技术咨询服务,带动数以百计的农户致富,引领鲥鱼养殖产业的发展,已申报或获得相关专利授权16项,涉及鲥鱼繁殖、孵化、育苗、仿生态工程技术、水质净化。其中。10项专利获得授权,8项专利为发明专利。该项目的科技项目咨询报告认为,该项目研究达到了国际先进水平。
[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
X523 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
S153.6 基础研究 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] 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] 1700320641 山东
[X53, X171.4] 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
[X131.2, X52] 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] 1700320108 安徽
[S435, S46] 基础研究 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
S572 基础研究 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] 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] 1600100518 江苏
S344 基础研究 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
S159-3 基础研究 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。
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