集约化稻田污染综合防控技术集成与示范

课题针对当前集约化水稻生产存在的水体富营养化、施肥引起氮磷流失、施药造成土壤农药残留、局部重金属超标导致稻米质量安全问题等主要环境问题，开展了以氮肥和农药减量、重金属污染治理、养殖废水回用等农田污染防控技术集成与示范。形成稻田污染控制的技术集成及示范模式3个，建成稻田污染综合防控示范区1000公顷，推广与辐射面积达到1万公顷以上，形成一定的规模效益。课题针对集约化稻田污染综合防控进行了技术创新和集成，取得了一定的突破，主要体现在以下三方面。     

农业面源污染动态监测全程阻控减排技术研究与示范

该课题是“十二五”国家科技支撑计划项目“农业面源污染防控关键技术研究与示范”的课题之一。针对我国典型农业区及水源地、重点种植和养殖制度下农业面源污染防控中凸现的科技需求,重点开展种植业、养殖业污染物阻控减排和种养结合的生态循环等防控农业面源污染关键技术研究。形成种植业源污染物阻控减排、有效控制氮磷污染的管理、畜禽养殖业源污染物阻控减排、种养结合生态循环防控农业面源污染、农业源重金属原位固定及阻控减排、南方水网农区肥水资源高效利用与氮磷消减、农业面源污染动态监测及评价等技术,研究开发重金属钝化制剂,形成畜禽养殖废弃物资源化生物有机肥发酵工艺。有机结合和吸收已有技术,形成适合我国区域农业面源污染动态监测全程阻控减排技术体系与模式,建立示范基地。     

植物系统去除水体氮磷污染原理与关键技术

本项目是浙江省重点农业科研项目（2005C22020）。项目以浙江青山湖水库上游临安市污水处理厂附近水库淹没区为基地,通过定位试验,应用生物镶嵌技术、物理强化技术、微生物技术、宏观仿生技术等综合措施,在现场和室内进行若干对比和专题实验研究,发展了氮、磷污染水体植物修复与优化景观的理论模式,建立了植物系统去除水体氮、磷污染的新技术体系,为发展生物环保产业,把环境治理工程变为兼顾环境效益和经济效益的措施提供科学依据和技术集成示范。     

土壤有机污染阻控与高效修复用纳米材料与技术研究

我国土壤环境质量总体不容乐观,局部地区污染严重,急需研发经济、高效、绿色的修复材料与技术。一些纳米材料相比常规材料具有优越的物理化学属性和反应活性,能够与重金属和有机污染物发生强烈的吸附与氧化还原作用,有望用于土壤污染治理。为此,科技部于2017年在国家重点研发计划"纳米科技"重点专项中设立了"用于土壤有机污染阻控与高效修复的纳米材料与技术"项目,旨在研发新型功能纳米材料及其宏量制备技术,阐明其阻控/修复土壤有机污染的机制及在土壤中的迁移转化过程与生物生态效应,构建经济、高效、绿色的农田土壤有机污染阻控修复和有机污染场地土壤修复纳米技术,建设示范工程,为我国土壤污染治理提供有自主知识产权的功能材料、适用技术和工程范例。本文概括性地介绍了该项目实施两年来所取得的重要进展,主要包括有机污染农田土壤阻控修复用纳米材料与技术、有机污染场地土壤/地下水修复用纳米材料与技术、纳米材料与有机污染物复合生物效应与调控利用。     

诊断施肥技术为低碳农业发展注入新活力

长期以来,盲目施肥、过量施肥不仅造成农业生产成本增加,而且对生态环境有潜在污染压力,威胁农产品质量安全。据统计,北京市化肥投入量近些年始终保持着高速增长,2005年氮磷钾纯养分的用量达到14万吨,约合500kg／公顷,远高于全国平均水平。其中,纯氮用量达到8．4万吨,北京市瓜菜类化肥年投入量占北京市化肥总投入量的43％,每年菜田土壤淋洗的氮素约为433吨,可使4330万立方米的地下水硝酸盐含量超标10mg／L。     

设施番茄、黄瓜连作土壤平衡施肥技术研究与应用

通过对河北省设施施肥现状系统调查和取样分析,明确了连续超量施肥,氮、磷、钾养分比例不协调、土壤养分大量积累、养分失衡和土壤次生盐渍化是设施蔬菜连作土壤养分供应障碍的主要因素。在此基础上,研究建立了连作设施番茄、黄瓜生育期N、P、K施肥数学模型,结合施肥技术参数的确定,明确了不同连作年限、土壤肥力、种植茬口和产量水平条件下的最佳施肥量,建立了设施番茄、黄瓜连作土壤平衡施肥技术,通过多点对比试验和大面积示范应用,该技术较农户习惯施肥番茄增产5．4％～25．2‰减少化肥投入1551～9510元hm;较农户习惯施肥黄瓜增产7．6％～34．7％,减少化肥投入944～5946元hm^-2。设施番茄、黄瓜连作土壤平衡施肥技术增产、节本增收显著,并能明显提高蔬菜品质,有效缓解土壤养分积累和次生盐渍化,提高肥料利用率,经济、社会和生态效益显著。     

植物高效利用土壤养分潜力和土壤环境良性循环：国家自然科学基金重大项目完成情况总结

国家自然科学基金重大项目"挖掘生物高效利用土壤养分潜力,保持土壤环境良性循环"围绕氮和磷在土壤中损失量大、作物利用率低和污染环境等问题开展系统研究.揭示了小麦等作物通过根系与根际微生物活动,改善土壤微生态环境,活化土壤中难溶性营养元素(以磷为主),提高其利用效率的机理;并从小麦及其具异源遗传背景的杂种中筛选能活化和高效利用土壤养分的种质资源,研究其遗传控制及品种改良技术,开辟了作物高效利用土壤养分育种新途径.系统研究了氮磷施入土壤后的去向以及如何提高其利用效率,减少养分对环境的污染,为高效肥料研制和农作物持续增产提供了科学依据.     

城市污染河涌生物修复技术

城市污染物的排放导致了城市河道污染日益严重。在沿海河网复杂且经济发达的地区,城市河道几乎普遍存在黑臭现象,严重影响了城市的环境质量和居民的健康生活。为改善城市河道污染现状,推动河道污染治理技术的发展,华南环境科学研究所根据目前城市河涌的黑臭和有机污染严重等污染特征,在历经两年多的研究开发和技术工程应用后,成功开发出了成套城市污染河涌治理技术,该技术能有效的解决城市内河涌黑臭现状和削减河涌水体COD、BOD、氮、磷等污染物负荷,提高水体的溶解氧浓度和透明度,改善城市河涌水质和水体功能。     

设施黄瓜养分管理技术研究

该项目是针对设施黄瓜养分管理技术展开研究,形成了设施黄瓜安全施肥技术。设施黄瓜产量在现有水平上平均提高20．1％,肥料投入成本平均下降22％,每茬最高可增收1．58万元／hm2,氮肥利用率提高了8．4个百分点,磷肥利用率提高了8．9个百分点,钾肥的利用率提高了12．7个百分点。设施黄瓜种植过程硝态氮淋溶量较大,采用有机无机配合施用同时减少化学氮肥施用量,在提高产量和品质的同时也可以减少硝态氮的淋溶．     

水稻主要害虫绿色防控技术研究与应用

1项目介绍〈 本项技术针对目前水稻生产农药、化肥的大量使用,导致天敌大幅度减少,害虫的耐药性和生产对农药的依赖性增强,水稻螟虫、稻纵卷叶螟和稻飞虱三大主要害虫呈发生面积大、危害加重的趋势,稻米农药残留超标等质量安全的问题,湖南省农业科学院水稻研究所、植物保护研究所等单位自2003年以来,开展了新型赤眼蜂种群筛选、控害机理研究、高效繁殖与田间释放技术研究,进行了大田天敌繁育和保护技术研究,探索了天敌的控害效应,研制了扇吸式益害分离新型诱虫灯,开展了增苗节氮等农艺措施对控制病害的研究,进行了绿色稻米生产模式及技术体系的集成研究,在湖南、江西等地进行了示范和应用。     

气候变化让微生物变“懒汉”

全球一半以上的土壤有机碳贮存在深度超过30cm的底层土壤中,底层土壤碳库对气候变化的响应是当前全球变化生态学的研究焦点之一. 近日,中国科学院植物研究所研究员冯晓娟团队利用青藏高原海北站的长期增温控水实验平台,结合添加13C标记凋落物的土壤培养实验,揭示了增温和干旱对高寒草地底层土壤微生物过程的影响.相关成果发表于《全球变化生物学》.研究人员通过微生物活体和残体标志物13C与胞外酶活性分析发现,与对照相比,5年的增温和干旱处理显著抑制了底层土壤中有机氮水解酶的活性,降低了无机氮素的可利用性,从而增强了微生物氮限制.     

树木营养贮藏蛋白质细胞学、生物化学性质和生物学功能

1项目介绍 营养器官中的季节性氮贮藏是树木氮代谢的显著特征，在树木的生长发育和树木应对逆境方面起着重要作用。20世纪80年代中期，在树木营养器官中发现了营养贮藏蛋白质，这是树木营养器官氮素贮藏机制研究的一个重大进展。营养贮藏蛋白质有3个特点：相对含量高有明显的季节变化；积累在液泡中。     

南水北调中线总干渠水质安全保障关键技术与工程示范

课题立足南水北调中线总干渠工程内排段地下水水质污染风险防控防范技术的需求，针对中线总干渠内排段沿线复杂地质、水文地质条件和地下水风险污染源类型、强度多变的特点，建立了典型区地下水风险污染源清单，突破了地下水风险污染源水力截获和“漏斗一门”PRB组合关键技术，提供了总干渠内排段地下水风险污染源阻控的有效手段；针对总干渠内排段地下水风险监控需求，突破了地下水水质联动监控与预报关键技术，完善了南水北调中线总干渠水质安全监测预警技术体系。并建设了关键技术示范工程，构建了一套适用重大输水工程水质安全保障的关键技术体系。为确保南水北调中线输水水质安全发挥了重要作用，支撑并促进了（国函[2002]117号）目标实现。     

热区冬季瓜菜根结线虫防控技术区域试验与示范

该项目完善和熟化蔬菜根结线虫病的综合防控技术体系,集成包括不同类型杀线虫剂的选用、高效杀线虫剂的减量使用技术、化学防治与生物防治协调应用技术、生态调控和物理防治协调应用技术,并进行示范。（1）轮作：染病地块采用非寄主作物、免疫或高抗作物交替种植,或采用水田作物与旱地作物交替耕作。     

郑州市土壤养分时空变化研究与施肥探讨

本文研究了郑州市土壤养分质量时空变化，结果表明：郑州市土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾及微量元素比第二次土壤普查时均有所提高。土壤综合肥力在东北西南方向较低，东南和西北方向较高。并根据时空变化规律，提出针对性施肥建议。     

植物-根瘤菌共生固氮

生物固氮作用是分子态氮在生物体内被还原成氨的过程。豆科植物包括大豆、花生和苜蓿等能够与根瘤菌共生固氮,且固氮效率较高,是传统农业用地中氮素的主要来源之一。     

论当代技术与技术的“后现代转向”

如果把当代技术与"(近)现代技术"看成技术的两种不同的历史形态,那么前者并不是"后现代"意义上对现代性的消解,也没有本质性的超越,而是现代性的提升和优化。从现代技术到当代技术,是科学由"开辟疆土"转入高度分化和综合的状态下,技术与科学互动的方式发生变化和发展的过程,只不过在与科学的关系上,当代技术显得更为"自主"。     

控释肥的固液反应成膜技术及其应用

控释肥是现代农业实现化肥使用的增效减量、增产控污目标的重要保证。笔者通过自主研发开放式设备制造包膜控释肥。文章简单介绍了固液反应成膜技术,包膜控释肥通过速度复合实现纵向平衡,在应用方式上还有进一步提升肥效、降低成本的潜力。     

日光温室果菜农艺节水综合技术研究与示范

以津育5号黄瓜（Cucumis sativus L．）和朝研219番茄（Lycopersicon esculentum Mill）为试材,在日光温室条件下对减量灌溉、地面覆盖、隔离栽培、隅沟交替灌溉和灌溉方式（以农民经验灌溉为对照）等农艺节水技术进行了3年的系统研究。结果表明,经验灌溉条件下灌溉水的50％～60％渗漏到耕层以下,15％～17％的通过土表蒸发,17％～28％用于植株蒸腾,2％～5％用于植株干物质生产,上述结果显示“减蒸控漏”是设施捉艺节水的重点,平均节水50％以上,滴灌、渗灌、减量灌溉、隔离栽培、隔沟交替灌溉节水效果更明显,可达45％,还大幅度提高了水分利用效率和黄瓜果实的品质。适宜在日光温室条件下进行推广应用。     

稻田生态系统甲烷排放的机理研究

本文介绍了获得中科院自然科学一等奖的“稻田生态系统甲烷产生、转化及传输机理研究”的主要内容和取得的主要进展。通过对中国主要水稻产区稻田甲烷排放的多年观测实验,描述了稻田甲烷排放的时空变化规律及特征并分析研究了其形成机理。土壤中的甲烷通过３个路径向大气排放,不同时期３个路径在甲烷传输中的相对重要性不同。利用数值模式估算出中国的稻田甲烷排放９．６７－１２．６６Ｔｇ／ａ,全球稻田甲烷的总排放量约为３５－