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华北平原农业的高强度水肥投入造成严重地下水超采和氮素污染风险。中国科学院栾城农业生态系统试验站立足农田生态系统的长期生态学监测和研究,围绕农业资源高效利用和可持续发展,建立了农田土壤-作物-大气系统(SPAC)界面节水调控理论与技术,提出基于农田水平衡的休耕轮作和适水型种植制度调整思路,阐明了农田碳氮循环特征和温室气体排放及硝酸盐淋失通量,在厚包气带水盐运移和硝酸盐转化和削减机理方面取得突破性认识,研发了农田生产信息快速获取和精准管理的技术产品与平台,并与农业发展紧密结合,集成了系列农业生产技术模式,为区域农业的优质高效发展和水资源可持续利用提供了理论和技术支撑。 相似文献
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东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地,在保障国家粮食安全中具有"压舱石"的重要作用。但是由于耕地长期高强度利用及用养失衡导致土壤发生退化,东北黑土区的农业可持续发展受到严重制约。在此背景下,1978年原中国科学院黑龙江农业现代化研究所在东北黑土区中部的黑龙江省海伦市建立了中国科学院海伦农业生态实验站。自建站以来,围绕黑土地农田生态系统的结构和功能,建立了一系列的长期定位试验,经过长期对农田生态要素的监测和研究,划分了黑土肥力变化演化的3个时期,提出了区域尺度上的土壤有机质阈值,阐述了不同养分管理模式下的土壤养分演变规律,证实了通过农田作物的合理配置能够利用生态平衡调控有害生物对作物的危害。通过系谱法选育高产优质"东生号"系列大豆新品种10个,并且进行了成果转化和大面积推广应用。通过研发肥沃耕层构建关键技术,创建了东北黑土地保护利用模式,在黑龙江省的十几个产粮大县示范推广。通过基础理论研究—关键技术研发—大面积推广示范,长期试验示范为东北黑土地保护和区域农业可持续发展起到了重要的科技支撑。 相似文献
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王玮 《科技成果管理与研究》2016,(6):3-4
纳米碳肥料是利用纳米碳材料的变异特性研究开发出来的一种增效肥料,目前在水稻、玉米、大豆、小麦、黄瓜、草莓、花卉等种植试验上均已获得成功,农业领域应用前景十分广阔。我国的纳米碳增效肥料已逐步进入产业化阶段,加强纳米碳肥料的研发、应用与推广,对于我国发展高效农业具有极强的现实意义。中国科学院沈阳应用生态研究所张志明研究员,长期致力于长效(缓释)肥料机理、工艺和推广应用的研究,主持研制出长效碳酸氢铵、长效尿素、长效氯化铵、长效硝基复混肥、长效高氮复混肥、长效保水复混肥、有机无机复混硒肥等多种新型肥料,为我国长效肥料的研究、免中耕农业的推广与应用作了大量工作。 相似文献
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河北省曲周县农田生态系统碳循环及碳效率研究 总被引：4，自引：0，他引：4
农田生态系统在全球碳循环中具有突出地位,研究农田生态系统碳循环过程、掌握地区碳收支情况,对挖掘农田多功能性、发展低碳农业具有重要意义,同时为制定农业生态补偿提供依据。本文综合分析农田生态系统碳循环过程,并根据实际情况修正核算了碳排放系数,从碳输入、碳输出、固碳三个过程对曲周县农田生态系统碳源和碳汇以及碳效率进行研究。结果表明,2011年曲周县农田生态系统碳平衡值为-3.30万t,当年可固定碳17.61万t。土壤呼吸、农用机械以及氮肥、磷肥的使用是造成碳排的主要因素。各乡镇农田生态系统碳源和碳汇情况有所差异,曲周镇等乡镇由于高投入低产出导致当年系统为碳源,而候村镇、河南疃镇等乡镇由于低投入、高产出导致当年系统为碳汇。曲周县农田生态系统虽整体表现为碳源,但仍具有较强的碳汇能力以及较高的碳效率,在一定程度上可弥补碳排放对环境造成的影响。 相似文献
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我国南方红壤丘陵区土壤质地黏重,透水性差,季节性降雨分布严重不足,极易发生水土流失;不合理的耕作措施加剧土壤侵蚀,导致土壤肥力下降,制约当地农业的可持续发展。1979年中国科学院桃源农业生态试验站(以下简称"桃源站")建站以来,系统开展了区域农业生态系统优化管理、农业整体效益的提高和建立区域农业综合发展的技术体系与优化模式,并进行示范推广,为南方红壤丘陵区农田生态系统耕地地力提升和水土流失治理、区域农业结构调整和生态环境改善提供重要理论和技术支撑。通过系统分析南方潜育性和次生潜育化水稻土的形成原因,为我国潜育性水田的治理提供技术支撑;研究红壤稻田生态系统可持续生产力与系统健康的协调机制,为稻田生态系统持续、高效生产提供理论依据和技术支撑;系统解析驱动稻田N2O和CH4排放关键过程的微生物作用机理,为我国农田温室气体减排提供重要的科学依据;系统解析我国农田生态系统土壤细菌和反硝化微生物的分布格局和主要驱动因素,为大尺度刻画我国农田土壤微生物群落组成机构及生态功能奠定基础;研究猪日粮功能性氨基酸代谢与生理功能调控机制,提升我国科学养猪水平和养猪业的健康可持续发展;探明了多年蔬菜连作对土壤氮素转化功能的影响及其微生物作用机制,并提出相应调控措施,为蔬菜土氮素的调控提供强有力理论依据和技术支持;研究典型农田生态系统养分流失特征及影响因素,构建丘岗复合农业生态系统氮磷拦截与生态消纳模式和稻田流失氮磷生态湿地消纳技术,为防控农田生态系统氮磷面源污染提供技术支撑;构建南方丘陵区坡地种草养羊与农牧资源循环利用模式并开展示范推广,服务当地农业可持续发展。未来,桃源站在中国科学院"率先行动"计划指导下,将为区域农业可持续发展作出更大的贡献。 相似文献
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黄河下游引黄灌区是我国重要的粮食保障基地。该地区当前面临严重的缺水和水资源分配不足问题,从而导致地下水位快速下降。由此对未来农业及生态环境的影响存在诸多未知和不确定性,已成为当前农田生态系统研究的热点。在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下,中国科学院禹城综合试验站(以下简称"禹城站")/山东禹城农田生态系统国家野外科学观测研究站2016—2020年建成了16个地下水位可调控的封底样地群构成的地下水-农田生态系统关键过程综合试验模拟装置(以下简称"禹城GAS")。禹城GAS集成了大型封底样地子系统、地下水位自动调控子系统、土壤温度-湿度-盐分监测子系统、土壤水采集子系统、根系生长监测子系统、地下水水量-水质动态监测子系统、关键带动态监测子系统、农田生态系统水碳氮交互作用研究子系统、近地面无人机作物长势-多光谱监测子系统等9个子系统;通过多方法定位监测、多要素分层解析、多尺度立体监测组成的综合监测体系,禹城GAS可支撑开展地下水动态变化情景下农田生态系统碳氮水养分循环、粮食安全、生态安全和环境安全相关的基础试验研究和国际前沿探索。 相似文献
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我国东南红壤丘陵区面临侵蚀、酸化、肥力衰减、重金属污染、季节性干旱等退化问题,造成红壤生态系统退化和土地生产力下降,制约了区域农业的可持续发展。1985年鹰潭红壤生态实验站建站以来,系统开展了红壤生态系统的长期观测和生态学基础研究,以及红壤退化与修复、耕地地力演变与提升、红壤养分循环与高效利用、红壤污染与治理、红壤生态农业模式与区域发展战略等方面的应用研究和示范推广。在红壤发生方面,发现现代脱硅富铝化过程仍在继续,小流域土壤自然酸化速率较低;针对红壤农业利用中的加速酸化,研发了抑制质子产生和提升土壤抗酸化能力的新方法,挖掘了红壤区新的耐铝植物资源,揭示了植物耐铝的分子生物学机制;建立了红壤区土壤侵蚀多尺度监测方法,编制了土壤可蚀性因子分布图,查明了红壤侵蚀演变和崩岗发育机制,建立了侵蚀红壤的开发性治理模式;探明了红壤区季节性干旱发生规律,揭示了红壤孔隙形成机制以及不同尺度的水文通量,研发了农田水分高精度远程数据采集系统,建立了低丘红壤区高效节水农业模式;建立了土壤-农作物系统重金属和稀土元素迁移预测模型,提出了红壤和水稻土安全阈值,集成了红壤重金属污染治理技术模式;查明了南方红壤地力和养分平衡的演变状况,揭示了红壤碳氮转化生物网络的驱动机制,提出红壤大团聚体生物培肥技术;创建了江西省耕地保育与持续高效的现代农业技术体系,发展了红壤小流域"山水林田湖草"生态循环农业模式,为红壤区耕地质量建设、生态环境保护和新一代生态循环农业的发展作出了重要贡献。 相似文献
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土壤有机碳作为土壤肥力形成的基础,不但影响土壤质量、功能和粮食产量,而且在全球气候变化中扮演重要角色。在我国土壤资源同时面临保障粮食安全、发挥生态系统服务功能和应对气候变化等多重挑战的背景下,准确把握中国农田土壤固碳潜力及速率,对于实现土壤资源合理利用和农业可持续发展具有重要意义。文章首先介绍了对中国农田土壤有机碳变化速率和土壤固碳潜力的基本认识以及研究中面临的挑战,而后从基础研究、土壤信息平台、方法体系及研究成果与国家农业管理决策支撑方面提出了研究建议。 相似文献