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[成果] 1800290053 甘肃
S71 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:水力再分配(Hydraulic redistribution,HR)植物适应干旱环境的一种普遍生理现象。但荒漠河岸林到底存在怎样的HR格局,是水力提升,水力下降还是侧向再分配?对HR的大小,不同的方法其量化结果差异较大,如何准确地量化HR大小,一直是需要解决的难点问题;HR模拟需考虑夜间蒸腾的影响才能对其进行准确模拟。该项目以黑河下游荒漠河岸胡杨和柽柳为试验对象,旨在辨识荒漠河岸林植物根系HR格局,量化HR大小,揭示HR的环境响应过程及其与夜间蒸腾的关系,为理解内陆河流域荒漠河岸林水分利用提供一种新的思路。荒漠河岸林植物根系HR的大小和环境响应因子。荒漠河岸林植物夜间蒸腾的证据。夜间组织再填充而非夜间蒸腾抑制根系水力再分配。
[成果] 1800280017 重庆
S33 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该研究内容属于能源资源领域。该项目面向国家新能源开发的重大战略需求,基于中国是世界芒属植物(俗称芒草)资源分布中心的优势,紧跟国际研究前沿,围绕研发纤维类能源草-芒草新品种的思路,从生物、化学及物理的层面,系统地开展芒草遗传育种相关的应用基础理论及技术研究,提供中国芒草资源种内和种间的基本遗传学信息、能用品质数据、品种繁育新技术等,最终培育针对不同能源用途的专用型芒草新品种。研究内容、科学发现点及科学价值等如下: (1)率先将DNA分子标记技术引入中国的芒草研究,并开创了中国芒草资源的遗传多样性研究:建立并优化了芒属植物的多种分子标记分析体系;首次开发了五节芒的专用SSR分子标记,并且这些标记在其他芒属植物中有良好的通用性;首次运用分子标记揭示五节芒的群体不论是在克隆个体间还是群体之间都存在较为丰富的变异。该研究可为芒草的遗传多样性研究、分子标记辅助育种提供理论及技术支撑。 (2)创新性地开展了中国芒草的胚性愈伤再生体系研究,并重点开展中国特有芒属植物南荻的研究:首次建立了芒、五节芒、荻、南荻、奇岗的以未成熟幼穗为外植体的胚性愈伤再生体系;首次发现南荻不同基因型材料间的胚性愈伤再生体系存在差异;首次建立了以成熟种子为外植体的南荻组培体系,解决了外植体取材受季节限制的问题,可全年获得胚性愈伤。该研究可为芒草品种的快速扩繁生产及基因改良、分子育种研究提供技术支持。 (3)创新性地开展了中国芒草的化学成分分析研究:首次揭示了芒草品种资源间的黄酮含量存在极显著差异;首次鉴定出芒草挥发油中的28种挥发性成分;揭示了不同品系芒草的主要组分(纤维素、半纤维素、木质素)含量具有显著性差异,并且热解活化能也具有明显的差异。该研究可为育种亲本选择提供基础数据和科学依据。 该系列成果,先后受到5项基金资助,包括3项国家自然科学基金,1项863课题、1项省级重点自然科学基金。代表性文章中,1篇发表在生物质能源的权威杂志《Biomass and Bioenergy》上,1篇发表在植物组织培养的权威杂志《InVitroCellularand Developmental Biology-Plant》上。研究论文他引共79次,单篇文章他引最高为23次。
[成果] 1800280033 重庆
S88 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:蚕丝是中华民族的伟大发明和重要文化标识,也是中国蚕业科学和产业的基础。然而蚕丝产业面临着产品单一、缺乏竞争力等问题,造成此局面的根本原因是课题组对蚕丝蛋白的认识一直停留在几十年前的水平,蚕丝蛋白的合成机理也长期处于难以突破的尴尬境地。项目组在“973”计划等支持下,历经6年攻关,在蚕丝蛋白组成、合成调控及抗菌功能等方面取得突破,获得一系列原创性成果。该项目为改造和创制新型蚕丝材料提供了理论支撑,从质量、效益和应用等方面为推动蚕丝产业的转型升级奠定了坚实的基础。主要创新成果如下: 发现点1:系统鉴定了蚕丝蛋白的组成,绘制了蚕丝的分子“全景图”。传统认为蚕丝由丝素和丝胶等十余种蛋白构成,该项目首次系统地解析了蚕丝复杂的组成成分,共鉴定到近500种蛋白,除丝素和丝胶外,新发现大量的蛋白酶抑制剂、酶类及结构蛋白等,并阐释了其中几十种重要丝蛋白的合成时期、合成部位与分泌过程。该研究成果重新认识了蚕丝的组成,纠正了国际上几十年来对蚕丝蛋白组成的传统观点。 发现点2:揭示了蚕丝蛋白的合成调控机理,发现了决定蚕丝产量的关键分子。首次鉴定到丝腺特异的转录因子Bmsage和Bmdimm,阐明了其促进丝蛋白合成的分子机制,构建了丝蛋白合成调控的信号通路。首次鉴定到调控丝蛋白合成与蛹期营养物质储备平衡的关键小分子物质-甘氨酸,发现其在提高蚕丝产量方面具有重要作用。该成果为培育高丝量家蚕品种提供了重要的分子靶标。 发现点3:阐释了蚕丝蛋白的抗菌性能及抗菌机理,解开了蚕丝“长年不腐”的秘密。系统鉴定了蚕丝中发挥防御功能的活性蛋白,重点研究了BmSPI38、BmSPI39、Seroin、Gloverin2等十余种具有重要应用价值的抗菌蛋白,揭示了蚕丝具有防护功能的生物学基础与分子机理,为拓展蚕丝在生物医学材料、保健和化妆品等领域的应用奠定了基础。 该项目在Annu Rev Entomol、J Biol Chem等国际著名刊物上发表SCI论文35篇,其中20篇主要SCI论文他引共计296次,授权发明专利3项。该项目取得的研究成果受到国内外广泛关注,代表论文被两篇Nature子刊The ISME Journal和NPG asia materials在内的国际顶级期刊论文所引用。英国皇家科学院院士Gert Lubec教授等国内外同行对该项目所取得的成果给予了高度评价。
[成果] 1800220043 安徽
S48 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:安徽省稻、麦、玉米等主要农作物常年种植面积9000万亩以上,病虫防治面积3亿亩次以上。传统机具施药费工、费时,劳动强度高;大型施药机械成本高,难以满足现阶段农作物病虫害防治需求。项目受公益性行业(农业)科研专项(3-15)和安徽省农业科学院重点及新兴学科培育(11A1108)等项目支持,充分利用热雾机施药工效高、作业简便等特点,开展农作物热雾施药关键技术研究,集成热雾施药技术并大面积推广应用,解决了常规热雾施药易漂移、不能在农田使用的难题,为农作物病虫害高效快速防治开辟了新途径。主要研究成果如下: 1.首创了中高秆、矮秆作物和保护地适用型3种热雾稳定剂。针对不同作物和施药环境对热雾空间分布的要求,利用Smoluchowski快速聚结动力学原理和表面活性剂乳化分散作用,构建凝结核-表面活性剂-热雾载体体系,首创了3种热雾稳定剂。稳定剂与商品农药相容性好;配合热雾机施药,能有效控制热雾扩散的高度和水平距离,使热雾快速沉降并吸附于靶标,且在作物上、中、下部分布均匀;保护地适用型稳定剂能有效克服热雾施药对棚膜透光性的影响。 2.创制24%嘧菌酯•福美双、30%丙环唑•毒死蜱及35%戊唑醇•三唑磷3种热雾剂。针对农作物主要病虫,在毒力测定和田间防效基础上,依据杀菌、杀虫剂自身特点,结合农药制剂、生产工艺要求,创制适用于玉米、油菜等中高秆作物病虫害防治的24%嘧菌酯•福美双、35%戊唑醇•三唑磷热雾剂和适用矮秆作物的30%丙环唑•毒死蜱热雾剂,兼具农药与热雾稳定剂功能,兑水后热雾机直接使用,进一步简化施药程序。 3.优化改造并定型生产了农作物适用型热雾机。针对传统热雾机喷雾雾滴粒径分布幅度大、启动难、故障率高等问题,系统研究喷嘴结构、孔径、安装位置和药箱压力对热雾滴粒径分布和热雾扩散性能的影响,优化了热雾机参数:喇叭口喷嘴孔径1.8 mm、安装位置距喷口23 cm处、药箱压力0.3 kg/cm2,药液流量500 mL/min;新增防倒流残药清理装置,并一体化设计、定型生产。新型热雾机适应性强、操作维护简便、作业稳定,已批量投放市场。 4.集成了农作物病虫害热雾施药技术体系并制订地方标准。以热雾稳定剂和热雾剂农药为核心,结合新型热雾机,创新农田热雾施药技术体系,制订了《热雾技术安全使用规范》地方标准,并大面积推广应用,与背负式喷雾器、弥雾机施药相比,工效提高8-10倍,每公顷仅需15min,药效提高3%-5%,用水量减少95%以上,土表农药残留量下降70%-80%。 获国家授权发明专利6项,转化4项,制订地方标准1项,培养研究生4名,发表论文7篇。成果结合安徽省农委等政府平台与企业推广渠道,近3年在安徽、广东等地及马来西亚等国推累计推广应用2545万亩次,带动农民新增效益25.48亿元,经济、社会和生态效益显著。
[成果] 1800240606 江苏
S15 应用技术 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] 1800260069 云南
S14 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:氮肥施用因增产给人类带来了光明,同时因损害环境也带来了负面影响,云南作为全国生态文明建设的排头兵,农田氮素的管理能促进云南农业走出污染,绿色发展,也支撑了高原特色现代农业发展和打造绿色食品牌。农田氮素大量流失是造成云南省内河湖等地表水富营养化的重要因素,严重威胁着云南9大高原湖泊水环境安全。在国家自然科学基金、农业部公益性行业专项、国家重大水专项等项目支持下,持续10年艰苦努力,围绕如何控制农田氮素流失这一关键问题,以氮肥控源减施、土壤增容保氮、农田氮素流失生态拦截为目标,解决了农田氮素流失综合防控重大科学问题和技术难题,并进行推广应用,形成如下创新成果: 1.明确了基于作物产量和环境安全的氮肥投入阈值确定方法,在当地最高亩产轻微下调5%的情况下,氮肥施用量可大幅下降,避免了片面追求作物高产而过量施氮造成的环境风险。 2.阐明了农田土壤碳氮的共济机制,提出了合理的农田土壤碳氮比区间范围;明确了农田土壤碳坝的时空效应,揭示了农田土壤碳氮调控机理;构建了以碳控氮的结构性模型,提出了土壤碳氮调控方法,实现了提高土壤碳素含量增加农田土壤对氮素的贮存能力、减少农田土壤氮素流失。 3.创新集成了拟自然的以生物田埂构建、沟塘系统生态化改造等生物和工程措施为基础生态农田构建技术,同时配以作物种植过程中的氮肥减量和以碳控氮技术等农艺措施,通过不同技术在时间和空间上的优化组合,实现了农田氮素流失的综合控制。 4.集成创建了畜禽粪便从收集-初加工-有机肥的全套技术,氮高效利用的作物生态种植、种养一体化循环农业技术,促进了有机肥替代化肥、种养一体化循环农业产业发展,为转变农业生产方式,发展高原特色现代农业,打造绿色食品品牌,实现农业提质增效提供了技术支撑。 5.推广应用了“源头减量-土壤增容-末端控失”氮素流失综合防控技术,效果显著。2016-2017年计,累计示范推广及辐射带动面积达825.7万亩,新增粮食产量758205吨,实现增产增效150231万元。节约化肥氮施用量19878吨,减少氮素流失8257吨,节约治理成本实现减污增效165160万元,取得了显著的经济、社会和生态效益。 该项目获授权发明专利8项,实用新型专利4项,授权商标2项,发表研究论著11篇,SCI/EI论文5篇,制定已颁布实施地方标准5项。经专家组织鉴定评价,成果系统性强、创新性显著、综合效益高、技术应用面广,成果总体技术指标达到国际先进水平,土壤碳氮调控技术达到国际领先水平。
[成果] 1800140288 北京
S14 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:为了解决中国养殖场畜禽粪便堆肥生产与应用过程中存在的发酵调控难、臭味大、堆肥时间长以及畜禽粪便处理困难等重大技术难题,而设计的立体空间的、动态的、密闭的,好氧发酵的模式及设备。依托“十二五”国家科技支撑计划,结合中国养殖场的现状,深入研究实际生产对密闭式堆肥系统的需求,国内首创研制立式密闭堆肥反应工艺及系统,该系统具有独创的特殊工艺和结构特点,获国家发明专利(专利号2014103027985)。 经过自从2013年生产使用和不断优化以来,已完成容积25立方米、50立方米和100立方米的系列化设计,产业化效果良好,系统工程安装实例如图。密封堆肥反应系统具有立体空间优势,占地面积小,相比传统槽式等生产线式发酵模式,密封堆肥反应系统基本没有土地使用成本;密闭式模式相比传统槽式等生产线式开放式模式,产生的臭气体积小、浓度大,容易收集,设计有辅助的除臭滤池,使堆肥过程中没有二次臭味污染;自动化程度高,具有无人值守的自动管控系统,自动检测发酵温度、含氧量等参数,判断执行翻抛、曝气等动作,操作方便,节省人力。 密闭式堆肥反应系统是一种集原料收集、存贮及发酵功能为一体的好氧发酵装置系统,适用于有机肥、饲料及其它相关好氧发酵行业,如对环境要求较高的养殖场、园林废弃物处理厂、厨余垃圾处理厂、城市污泥及垃圾处理厂以及豆粕、木薯渣及米糠等好氧发酵饲料加工厂等。 密闭式堆肥反应系统作为固体废弃物环保型堆肥与利用技术集成装备系统,达到提高发酵速率,缩短发酵周期,完全实现机械自动化堆肥生产目的,主要技术内容包括: 1)基于好氧堆肥原理,研究将翻堆、曝气、搅拌、混合、除臭、通风等功能结构集成一体,多功能协同的立体发酵模式,实现发酵过程是随着时间和重力向下位移逐渐进行的;2)研发密闭式好氧堆肥发酵系统自动进料、布料、出料、供氧、自动曝气、立式螺旋搅拌技术与装置;3)研发发酵系统多传感交互与融合技术。
[成果] 1800150304 河南
S31 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:资源节约、高产高效和节本简化是作物栽培学与耕作学科关注和研究的热点。在国家科技支撑计划、国家公益性行业(农业)科研专项等项目资助下,从2002年起项目团队在河南雨养区和灌溉区,以小麦-玉米周年生产为研究对象,以资源节约、高产高效协同为目标,以农机农艺融合为手段,对不同耕种模式进行系统研究,创新了适合河南雨养区和灌溉区的小麦-玉米节水高效耕种技术体系并大面积应用,取得创新性成果。 1、研制了雨养区以垄作和免耕覆盖为核心、灌溉区以垄作节灌为核心的小麦-玉米节水高效耕种模式,阐明了不同模式的节水增产效果与技术原理。 通过长期定位试验,解析了节水高效耕种模式水分高效、养分高效、生态环保、节本高效协同的技术机理。与传统耕作相比,该技术模式的土壤水分利用效率在小麦季、玉米季和周年分别提高了24.7%、15.9%和15.8%;增加了土壤有机质和养分含量,特别是垄作种植的氮肥利用率在小麦季、玉米季、周年分别提高12.89%、17.51%、15.2%。创新集成的雨养区农艺节水技术模式,周年降水利用率提高16.2%,小麦增产7.9%-12.0%,玉米增产13.4%-24.6%;灌溉区周年垄作节灌技术模式,减少灌水30%-40%、肥料利用率提高10%-15%,小麦产量提高7%-22%,玉米产量提高5%-14%。 2、研发了与技术密切配套的小麦起垄播种机、背负式免耕宽幅施肥播种机和宽幅宽带起垄播种机,实现农机农艺融合和水肥高效利用。 完善农机农艺配套技术,研发节水高效配套机具5套。BF-12型“背负式免耕宽幅施肥播种机”整地、施肥、播种、覆土、镇压一次完成,节本高效;2B-4型“小麦起垄成形板和小麦起垄播种机”集起垄、施肥、播种于一体,提高光温水利用效率;2B-5型“宽幅宽带起垄播种机”更能发挥个体增产潜力。 3、创新了小麦-玉米节水高效耕种技术体系,分别在河南雨养区、灌溉区进行大规模示范应用,生态、经济和社会效益显著。 应用免耕或垄作的耕作模式+秸秆覆盖+2-3年一轮耕的种植模式,形成小麦-玉米节水高效耕种技术体系。减少或避免耕层变浅和土壤板结,起到蓄水保墒、培肥地力和资源循环利用的效果。实现作业程序的简化高效、水肥利用的生态高效、秸秆利用的循环高效、产量收益的经济高效。应用该技术体系,亩节省用工2-3个,减少耕地投入30元左右,亩节本增效100-130元。2004-2017年累计推广895万亩,新增产量41756.3公斤,新增销售额80448.4万元,节本效益33562.5万元,新增利润114010.9万元。 该成果共发表论文19篇,其中SCI 1篇,中文核心15篇,其他3篇,获发明专利2项、实用新型3项、农机推广许可证1项,整体研究水平达到国内领先,生态、经济和社会效益显著,应用前景广阔。
[成果] 1800150442 河南
S34 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:冬小麦夏玉米轮作是华北地区主要种植模式,常年面积1.5亿亩以上,占全国小麦玉米总产30%。施肥是实现轮作大面积高产、保障粮食安全重要措施,但仍存在养分不平衡、利用率偏低和施肥不够简化等问题。2008年以来,河南不同土壤类型上开展小麦玉米轮作高产高效施肥技术研究,得到国家科技支撑计划和省院合作项目支持,经10年研究和示范应用,取得以下创新性成果。 1、主要研究结果①冬小麦夏玉米轮作养分专家系统推荐施肥技术。采用养分专家系统进行周年轮作推荐施肥,不同土壤条件下作物增产4.63%~6.63%,提高周年氮、磷和钾肥农学效率和利用率;在秸秆全量还田下,实现周年磷钾素分别盈余49.6kg/hm2和71.5kg/hm2。利于轮作养分平衡和产量提升。 ②冬小麦夏玉米轮作“一基一追”简化减量施肥技术。在不同产量水平冬小麦夏玉米一体化土壤肥力指标下,通过选用适宜缓控释肥品种,确定适宜氮肥缓速比例,配合有效耕作措施,在简化施肥和提高肥料利用率基础上实现目标产量。在两熟亩产吨半粮土壤肥力指标下,100%缓控释尿素或80%缓控释尿素“一基一追”模式,两季总产超1.5吨/亩,玉米季氮肥利用率提高4.4%~12.0%。 ③冬小麦夏玉米轮作生物炭配施秸秆或粪肥前茬施用部分替代氮肥技术。黏板性土壤(黄褐土或砂姜黑土),用生物炭基础上,通过小麦播种前秸秆或施粪肥替代30%氮肥,玉米季正常施肥,提高土壤孔隙度5.2%~6.7%、有机质2.5%~11.5%和产量12.2%~15.4%。 ④冬小麦夏玉米轮作玉米秸秆配合保水剂前茬深施技术。在砂质潮土区采用聚丙烯酰胺保水剂(5-7公斤/亩)配合全量秸秆粉碎深施,显著提高两季水分利用效率,关键生育期土壤硝态氮积累,当季冬小麦和后茬作物最高增产48.9%和18.4%。 ⑤冬小麦夏玉米轮作体系微生物菌剂施用活化土壤养分技术。土壤施用含有促生菌株YM4为核心短小芽孢杆菌菌剂,土壤IAA、速效氮磷效钾分别提高136.4%、42.1%、67.4%和14.3%,小麦玉米各增产12.8%和15.9%。 2、授权知识产权情况:发明专利2项,著作1部,期刊论文11篇,硕士论文2篇。 3、应用推广及效益情况:自2014年河南内乡等市县示范推广,累计面积273万亩,增产小麦11.54万吨,玉米10.07万吨,小麦玉米增产幅度达5.2%~10.0%,近三年新增利润3.53亿,经济和生态效益显著。
[成果] 1800290049 河北
S14 应用技术 农业科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:针对燕山丘陵区农业剩余生物质资源丰富,但利用粗放、管理无序、资源浪费、环境污染等问题,设计适宜该区域的“高效、循环、产业化利用技术体系”与“初级、简易、规范化利用关键技术”。通过研究作物秸秆粉碎腐熟的作用机理、还田效果与农户自发的畜禽粪污堆肥工艺,明确秸秆腐熟还田的物料配比及配套施肥技术、制定《畜禽粪便堆肥技术规范》等标准化文件,形成燕山丘陵区农业剩余生物质的初级、简易、规范化利用关键技术;通过研究作物秸秆厌氧发酵制沼气与多功能微生物菌株筛选和发酵的作用机理,设计研制纯秸秆无堆沤投料的沼气发酵技术与畜禽粪污在复合微生物菌剂混合调配下生产生物有机肥技术,构建燕山丘陵区农业剩余生物质的高效、循环、产业化利用技术体系。 构建了山区特定作物病害的复合微生物菌剂高效筛选体系并揭示其生物防病机理,研制了适合燕山丘陵区环境特点的多功能、复合菌剂配方,开发了复合菌剂与畜禽粪污混合调配生产生物有机肥工艺。 研发了纯秸秆无堆沤投料的沼气发酵技术,采用纯秸秆直接厌氧发酵生产沼气,解决了因散户畜禽养殖量不足而导致燕山丘陵区沼气发酵原料缺乏,农民家用能源结构性短缺的问题。 摸索出适合于燕山丘陵区土壤特性的秸秆腐熟还田规范化技术,揭示了秸秆腐熟的作用机理,筛选出特定腐熟菌剂并明确秸秆用量配比,形成规范化配套施肥技术。 制定畜禽粪污堆肥利用标准,规范堆肥的物料组成、技术参数、堆肥工艺及产品质量指标等。
[成果] 1800300117 河南
[S14, X70] 应用技术 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:该技术完全由郑州大学自主研发。 适用范围:畜禽粪便、农业有机固体废弃物资源化堆肥处理基本原理: 在畜禽粪便等有机固体废弃物原料中,添加筛选的高效腐熟菌剂和调理剂等,采用底部架空免通气好氧槽式发酵工艺,利用微生物分解有机固体废弃物产生的热量使原料堆温升高,产生的高温将原料中有害病原菌、虫卵和杂草种子等杀灭,起到无害化的作用;同时将有机固体废弃物中不稳定物质进行降解和转化,最终将其转化为无臭无味、富含有机质和植物营养元素的优质有机肥。生产过程中通过通过将发酵槽结构的优化设计,利用空气负压技术加速槽底空气流通,实现免强制氧气供应,在保证微生物活动对氧气需要的情况下,减少通气操作对原料的扰动以减少臭气和氨气挥发,并通过生物过滤技术将生产过程中挥发的氨气进行回收臭气净化处理,实现改善场区生产环境和空气质量的同时,防止有机肥生产过程向大气环境进行氨氮的排放。 工艺流程: 利用有机固体废弃物生产有机肥的基该工艺由原料预处理、高温发酵腐熟和有机肥深加工、臭气生物净化四个工艺段组成,如下图所示。 原料预处理:利用细碎干燥的有机物料将原料水分含量调节至50-60%、C/N比调节至25-30:1,为后续的微生物快速发酵提供一个良好的生长条件。通过添加快速发酵菌或回流利用已腐熟的有机肥增加原料中微生物数量,以提高有机肥发酵速度并将有机肥发酵周期缩短至10天。 高温发酵:利用微生物分解有机固体废弃物时产生的高温将原料中有害生物进行杀灭起到无害化作用的同时,将其中的不稳定物质进行降解和转化,最终将其转化为无臭无味、富含有机质和植物营养元素的有机肥。在发酵池设计上,通过将发酵池底部架空实现免强制的氧气供应以减少臭气和氨气挥发,并实现生产节能。通过密闭发酵区域和收集该区域的污染空气进行生物过滤法除臭的同时,实现对发酵过程中挥发氨氮的回收,并改善生产场内空气质量和生产环境。 有机肥深加工:主要将发酵腐熟后的有机肥进行干燥、粉碎和营养元含量调节及造粒等内容,以满足农业生产的实际需要。 关键技术: 保氮除臭免通气槽式堆肥发酵技术:该技术集成了2项核心专利技术,“底部架空免通气槽式发酵技术”和“生物过滤法氨回收及臭气净化技术”。 底部架空免强制通气槽式发酵技术,通过发酵池结构的优化设计,将发酵池底部架空并利用负压技术,使有氧空气扩散进入堆体,满足堆肥过程中微生物对氧气的需求,同时减少翻抛次数以减少臭气排放和氨挥发;堆肥过程中产生的泠凝水等,可以排入通风槽统一收集回收利用。与传统工艺相比该技术可实现节能30%、减少氨气和臭气释放50%以上,一次发酵周期缩短至7-10天,该技术已申报国家发明专利(一种槽式发酵方法(201210210825.7))。 生物过滤法氨回收及臭气净化技术,采用生物过滤法氨回收技术,将挥发出的氨等资源进行回收,将恶臭废气通过生物过滤净化室内,利用填料中的高效除臭菌种,将恶臭废气中污染物吸收转化为无害的CO2和H2O,即实现了N资源回收,又保证了堆肥场区的环境质量,恶臭废气净化效率在90%以上,使废气达标排放,该技术已申请1项专利(一种多通道恶臭废气生物净化器ZL201120328166.8)。
[成果] 1800300119 北京
S34 应用技术 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:自主研发适用范围:农田面源污染防治基本原理: 针对洱海坝区小春经济作物布局不合理、施肥量大、肥料利用率低以及作物种类过于单一所带来的严重面源污染问题,以“生物多样性、种间互促性、系统稳定性、经济可行性”为基本原则,确定间作作物(蚕豆-大蒜)的最佳播期、株距、行距、条带宽度、栽培模式、种植周期等关键技术参数。蚕豆-大蒜间作模式,氮肥施入量较大蒜单作优化施肥氮肥施入量减少20%,工艺流程: 间作条带比例:采用大蒜/蚕豆=4/1间作模式,大蒜条带宽为1.6m,蚕豆条带宽为0.4m,株行距采用农户常规株行距比例;确定最佳播种期,适时播种,一般在十月中下旬播种。播种方式为点播,大蒜种植密度为150万株/hm2左右,播种量约为3750kg/hm2。蚕豆采用常规行距,播种密度为46万株/hm2左右。播种后浇水一次,以利于肥料进入土壤和作物出苗。 关键技术:大蒜间作作物定向、快速选择与间作技术。
[成果] 1800300120 北京
S14 应用技术 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:优化集成适用范围:宁夏引黄灌区一、基本原理: 传统的宁夏单季水稻氮肥施用模式多为50%~70%基肥+50%~30%的返青和分蘖追肥,认为孕穗期追施氮肥易造成贪青晚熟,但氮肥施入土壤和水田后极易转换成铵态氮和硝态氮而存在淋洗到深层土体和水体的风险。由于水稻在拔节期之前营养生长对氮素的吸收较少,基施比例过大难以满足高产水稻品种中后期植株对氮素的吸收、运转和分配的需要,易造成过多的无效分蘖,后期脱肥。氮肥后移可保证土壤氮素持续有效供应,提高籽粒产量及氮肥利用率。该技术基于优化施氮条件下水稻不同生育阶段的氮素吸收量而进行氮肥后移的思路,以农民习惯施氮方法为对照,探讨氮肥后移对水稻氮素吸收和各形态氮素随水体转化运移的影响,为灌区作物持续高产、提高氮肥利用率和减少氮素对环境污染提供技术途径。 二、工艺流程: 利用市场上广泛使用的施可丰化工厂生产的缓释复合肥,养分总含量为46%,其中N含量为23.0%,P2O5为13.0%,K2O为10.0%。采用从日本引进的侧条施肥插秧机,进行侧条施肥试验,两年的试验结果表明高肥处理(High fertilizer)为最佳处理,在氮素投入降低约40%的基础上,水稻产量比农民常规施肥处理略有增加,且大幅度降低了氮素径流和淋失的风险。 三、关键技术: 施肥时期:根据作物长势确定最佳施肥时期,不能太早也不能太晚。
[成果] 1800300121 浙江
S15 应用技术 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:自主研发适用范围:水稻种植区基本原理: 针对种植业普遍存在的化肥施用过量、养分管理水平低下、农田径流氮磷流失负荷偏高等情况,在测土配方的基础上全程考虑了土壤潜在养分供应能力、合理的目标产量以及相应的养分需求、养分平衡、养分利用效率以及社会经济效益等诸多因素,注重中后期作物养分需求,融入稻田生态湿地的理念,在保证水稻产量的同时进一步削减了化肥氮磷的流失通量,成为作物高产养分管理的一个革新。 工艺流程: 稻田适时适地养分调控氮磷减排技术根据农田土壤养分状况、作物产量和流失通量,确定肥料用量与配比,建立农田环境友好型减肥技术;同时,根据作物生理需肥量,在分析各分次施肥期与生育期植株大小、叶片叶绿素含量、根系与地上部氮磷浓度以及氮磷流失通量的基础上,确定最佳分次施肥时间与施肥量,实现农田氮磷减排与肥料减量的目标。 在作物生长期内根据叶绿素仪读出的叶绿素指数(SPAD值)或用简易的叶片比色卡(LCC)的计数来监测作物生长过程中对氮素需求关键时期的植株氮素营养状况,同时根据植株的实际氮素状况来判断和调整分蘖期和拔节期所需追施的尿素的量。 稻田适时适地养分全程调控氮磷减排技术的关键步骤包括: ①根据气候条件、耕作制度、作物品种特性和经济效益,确定水稻作物目标产量;②在代表性田块设立缺肥小区测定土壤氮磷钾潜在供应能力;③运用养分决策支持系统(NuDSS)软件,计算作物需NPK肥料总量;④从作物N素平衡供应出发,调节N肥分次施用时期;基于叶色卡读数确定作物关键生育期N肥施用量;⑤结合常规土壤测试方法,确定P、K肥施用量,以及进行微量元素诊断和矫正,保证养分的平衡供应。 关键技术: 1、水稻专用缓释肥研发及施用技术; 2、稻田AWD节水减肥技术; 3、稻田节水控排氮磷消纳技术; 4、反硝化吸磷生态沟渠构建技术。
[成果] 1800300126 北京
S15 应用技术 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:自主研发与优化集成适用范围:农田面源污染防治基本原理: 该项技术包括了两个部分:分区限量施肥技术和土壤氮磷养分库增容技术(以碳控氮技术)。分区限量施肥技术,融合应用传统土壤学、植物营养学、地学方法和现代信息高新技术,通过GPS定位的农田土壤网格采样,结合高精度土壤空间数字模型,气象与多年农田养分平衡状况,迅速而详尽了解一个区域农田土壤养分时空变化状况,并据此制定这一区域各主要种植模式下分区施肥技术标准。以碳控氮技术,该课题通过外源有机物料对农田土壤氮素的固持与矿化机制研究,揭示了土壤“碳坝、碳通道”效应。“碳坝”效应主要通过增强土壤碳库,对无机氮素起到固持与保蓄作用,从而提高土壤氮储量,使土壤中无机氮素保持在相对稳定的浓度,从而降低流失风险。“碳通道”效应可使土壤碳库固持的无机氮素缓效释放,在作物需肥时提供必需的养分。 工艺流程: 区域土壤养分空间分布状况的快速获取→养分分区→分区配肥→以碳控氮。 关键技术:分区限量施肥技术;以碳控氮技术。
[成果] 1800300128 江苏
S15 应用技术 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] 1800300133 江苏
S18 应用技术 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:优化集成适用范围:南方丘陵果畜结合区面源污染控制基本原理: 针对东江源以丘陵山区小流域为主的地貌特征,以小流域为系统单元,实行山坡种果,山沟养猪,沟底筑坝养鱼的果畜生态农业模式。该生态农业模式从系统结构上实现循环利用养殖业的废弃物,减少化肥的使用量,并通过实行果园生态化种植和病虫草害综合防治,可有效减少了化学农药的使用和有效控制水土流失,实现“控源-减排-净化”的污染防治目标,在满足当地经济发展的同时确保其对东江源头区水环境影响的最小化。 工艺流程: 1、果园生态化种植,山顶戴帽、山腰种果、山脚穿靴,梯壁留草,合理修建排水沟、沉砂池等设施;猪场干湿分离、建立沼气循环利用系统; 2、以农业防治为基础,以杀虫灯诱杀、捕食螨防治红蜘蛛和植物多样性配置为核心,协调运用生物农药控害技术,综合防治果园病虫害; 3、建立以猪粪自制有机肥和沼液为主的果园肥料体系; 4、猪场废水(沼液)部分返回果园,部分经短程硝化反硝化技术处理后,再经氧化塘、鱼塘、湿地处理后排出; 5、体系排水汇集到滞留塘(鱼塘),利用生态浮床、微生物菌剂等净化,再经湿地净化后排出系统。 关键技术: 1、果园农用化学品减量化技术; 2、滞留塘生态净化系统构建; 3、有机固体废弃物循环利用技术; 4、生猪养殖高氨氮废水处理技术; 5、果园生物截留缓冲带建设和生态沟渠构建。
[成果] 1800300139 浙江
S14 应用技术 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:自主研发适用范围:养殖废弃物资源化利用基本原理: 针对苕溪流域规模化畜禽养殖业固体废弃物污染问题,重点解决畜禽养殖废弃物粪便污染减排中堆肥资源化保氮除臭功能有机肥技术问题,筛选研制一系列高效纤维素、保氮除臭发酵复合功能微生物,结合生防、促生等高效功能微生物,研发耐高温快腐熟保氮除臭发酵复合菌剂与复合多功能微生物添加剂制备技术,实在堆肥。 工艺流程: 以畜禽粪便资源化循环利用与污染控制为核心,筛选一系列具有耐高温功能的纤维素降解功能微生物,加快堆肥过程的纤维素降解,缩短堆肥发酵周期;筛选保氮除臭功能微生物结合中高温纤维素降解微生物,组配一系列高效保氮微生物发酵复合菌剂,进一步结合高效堆肥调理剂,共同减少高效堆肥过程中的氮素损失以及恶臭的排放;进一步筛选解磷解钾、生防促生等一系列功能的目标微生物,开发一系列高效复合多功能有机肥,大大提高堆肥产品中有益微生物数量与比率,提高产品的品质与效益,形成高附加值的堆肥后加工产品。 关键技术: 1、高效纤维素降解菌剂生产技术; 2、保氮除臭复合菌剂与堆肥调理剂生产技术。
[成果] 1800300140 上海
S14 应用技术 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:自主研发适用范围:农村生活垃圾处理基本原理: 固相有机物的厌氧降解基本可划分为液化(水解)和甲烷化(气化)两个阶段。两阶段的优势微生物相不同;其中,水解段微生物大多为兼性,对pH环境的兼容性亦较大;而甲烷化段微生物为严格厌氧,仅适应中性的pH环境。生活垃圾,即使是在分类收集或分选后,仍然是高度混杂性的基质,其发酵环境条件很难严格控制,在村镇社区小规模的处理设施条件下,更加难以实现严格厌氧和中性pH环境的控制。课题研发的关键技术,将水解段和甲烷化段予以分离,隔离了混杂生活垃圾对甲烷化段微生物的直接影响,可以保证甲烷化产沼过程的稳定运行,也避免了厌氧过程环境条件控制的复杂性,简化了设备设计,为技术成本与村镇社区条件的相容性提供了基础;同时,水解段采用堆置发酵方式,也为水解后衔接好氧稳定提供了条件。 同时,为了保证足够的有机物水解率,达到要求的有机物气化水平,采用了沼液循环水解方式,从微生物、环境条件和传递条件三方面强化水解发酵速率。 工艺流程: 可降解生活垃圾分流收集,通过分类收集实现可降解生活垃圾(食品垃圾、卫生用纸、居住区的农作物残余等)的分流收集;可降解生活垃圾水解发酵,分流收集可降解生活垃圾形成堆体,通过限量通风和循环液浸滤强化水解发酵使易降解有机物溶出;水解液甲烷化产沼,富集了溶出有机物的水解液在厌氧反应器中甲烷化发酵转化为沼气,沼液循环至水解堆体利用;水解剩余物好氧稳定制堆肥,堆体水解完成后停止循环液浸滤,足量通风进行好氧稳定和腐熟,得到堆肥产品。 关键技术:易腐生活垃圾水解-甲烷化-好氧稳定技术。
[成果] 1800300141 北京
S14 应用技术 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/优化集成适用范围:适用于累积处理各类畜禽粪便和厨余废弃物基本原理: 针对厨余垃圾成分复杂,各种可生物降解的物料繁多,在添加到农业废弃物堆肥后会增加臭气和氮素损失,其关键问题是臭味的控制,该研究开发了猪粪、秸秆与厨余联合堆肥技术,通过对比分析7种不同堆肥物料配比的处理效果,运用模糊数学方法从技术和环境角度评价了不同堆肥物料配比的环境和技术指标,确定了联合堆肥物料最佳配比为62%猪粪+18%秸秆+20%厨余,通风条件是0.06m3/(min•m3),每半小时间歇式通风,可实现渗滤液零产生,有效的控制了臭气并且具有良好的固氮保氮效果,堆肥产品满足国家《城镇垃圾农用控制标准》(GB 8172-87)要求。 工艺流程: 该研究开发了猪粪、秸秆与厨余联合堆肥技术,确定了联合堆肥物料最佳配比为62%猪粪+18%秸秆+20%厨余,通风条件是0.06m3/(min•m3),每半小时间歇式通风,可实现渗滤液零产生,有效的控制了臭气并且具有良好的固氮保氮效果,堆肥产品满足国家《城镇垃圾农用控制标准》(GB 8172-87)要求。 关键技术: 开展畜禽粪污、秸秆与厨余垃圾联合堆肥资源化研究,分析了研究区厨余垃圾面源污染最大的是西北旺镇,最小的为南口镇,猪粪面源污染最大的是沙河镇,最小的是温泉镇。通过对厨余垃圾、猪粪、鸡粪、牛粪四种有机废弃物面源污染贡献值的估算,厨余垃圾CODCr、TN、TP、TK分别占总量的94.33%、91.23%、97.46%和93.53%。在对厨余垃圾单独堆肥研究中发现,升温速度慢,在堆肥第7天才上升到54℃,并且产生大量的渗滤液,总重占厨余垃圾开始阶段湿重的44%。开展三种物料联合堆肥研究,在20%厨余+18%秸秆+62%猪粪,通风条件是0.06m3/(min•m3),每半小时间歇式通风条件下,不产生渗滤液,臭气产量最少,生产的有机肥在各项指标上完全满足《城镇垃圾农用控制标准》(GB 8172-87)规定的各项指标。 主要研究过程为: 2009年4月~2009年7月,进行常温畜禽粪便条件下纤维素分解酸化复合菌系的筛选和构建;进行研究区农村生活垃圾、畜禽粪污现状调查,并分析农村生活垃圾、畜禽粪便污染负荷。 2009年8月~009年10月,对筛选出的菌剂进行性质测定;进行厨余垃圾单独堆肥实验。 2009年11月~2010年7月,进行中低温固定床反应器沼气发酵技术优化;进行猪粪、秸秆与厨余垃圾联合堆肥原料配比研究。 2010年8月~2011年1月,进行低温厌氧处理有机废水关键技术研究;研究基于控制渗滤液产生联合堆肥中试设计。 2010年2月~2011年10月,进行固定床厌氧反应器处理高浓度猪粪尿试验,开展猪粪、秸秆厨余联合堆肥中试监测。
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