Subjects: Other Disciplines >> Synthetic discipline submitted time 2023-03-28 Cooperative journals: 《中国科学院院刊》
Abstract： Not only the grain rations must be secured absolutely in China, but also the feed grains. However, the limited arable land resource in China determines that grass planting shall not “compete for land with staple food”. Planting high quality salt-tolerant forage grass on the saline wasteland and developing animal husbandry production can not only meet the demand of increasing proportion of animal protein in Chinese diet structure, but more importantly, it can help to solve the problems of insufficient forage planting and import over-dependence. Hence it plays an important role in guaranteeing national food security. Therefore, it is necessary to use modern biological seed industry technology to accelerate the selection and breeding of salt-tolerant and water-resistant grass varieties, build the supporting system of coastal salt-alkali grass high-yield cultivation technology, and develop high-quality forage and crop straw mixed processing and storage technology to achieve the maximum utilization of biomass resources. The construction of “Coastal Grass Belt” will help to build an ecological barrier in the coastal area, and play an important role in keeping the coastal ecosystem healthy and improving the ecosystem service function.
Subjects: Other Disciplines >> Synthetic discipline submitted time 2023-03-28 Cooperative journals: 《中国科学院院刊》
Abstract： Marginal land refers to the land with low agricultural productivity and economic benefit and fragile ecology due to the prominent limitation of soil barrier, strong restriction of water and heat resources as well as harsh topographic conditions. In China, the existing marginal land is about 1.17 billion mu (15 mu is equal to 1 ha), which is the most important resource of strategic emergency to deal with the cultivated land gap of 700 million mu. Marginal land storage is a major strategy for national food security. It has become a new international research trend to increase the productivity and ecological functions of marginal land by modulating the interaction between plant and soil microbial. This includes breeding high stress-tolerant plants, screening and application of plant growth promotion rhizobacteria (PGPR) to promote plant growth on marginal land, and strengthening soil microbial functions to improve soil quality and health. In view of the marginal land productivity expansion and ecological benefit improvement, it is necessary to formulate the overall action plans based on the principles of ecological priority and green development. We should carry out the marginal land R & D project with the idea of “plant first, soil-improvement as the base, water security, microbial control, and the integration of plant-soil-microbial ecological system”. (1) We should build a national database of marginal land and formulate the protection and management zoning plan. (2) We should develop four aspects of basic theory research namely, stress-tolerant plants breeding and its adaptive mechanism, efficient utilization of water and fertilize, soil obstacle factor reduction and biological networks induction/acclimatization, and the interaction between plant and microbial.(3) Focusing on coastal saline-alkali land in north and east China, soda alkali-saline land in northeast China, saline-alkali land in northwest inland, yellow spongy soils slope on the loess plateau, red soil and purple soil slope land in south hilly region, we should build different types of ecological farmland by integrating various technologies and theories. This will promote the protection and sustainable utilization of marginal land resources, and support the timely launch of the efficient use of contiguous marginal land to achieve the goal of increasing productivity by adding 700 million mu of medium-high grade arable land. This will be also helpful to ensure the implementation of the strategy of “storing grain in land and technology” and rural vitalization, and the construction of ecological civilization in China’s ecologically fragile areas.
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Basic Disciplines of Agriculture submitted time 2017-11-10 Cooperative journals: 《中国生态农业学报》
Abstract：中亚滨藜是一种典型的盐生植物, 广泛分布在我国盐碱地区。前期研究中, 我们发现盐胁迫显著诱导了中亚滨藜幼苗根尖类黄酮的累积, 但其中的生理机理尚不完全清楚。在不同盐浓度(50 mmol·L1、100 mmol·L1、250mmol·L1、500 mmol·L1、600 mmol·L1 NaCl)处理下, 通过添加KNO3(25 mmol·L1、35 mmol·L1)和外源槲皮素 (100 nmol·L1 quercetin), 采用植物生理学和生物化学等研究方法, 分析了盐诱导的类黄酮累积在调节中亚滨藜幼苗耐盐性中的生理机理。研究结果表明, 使用外源类黄酮类物质——槲皮素进行处理, 一方面更加抑制了盐胁迫下幼苗主根的生长, 同时还显著降低了根部H2O2 的累积和幼苗在盐胁迫下的MDA 水平, 但使可溶性糖含量显著升高。这些结果表明, 槲皮素通过抑制主根生长, 影响了中亚滨藜根系结构; 通过降低氧化伤害,提高了中亚滨藜幼苗对盐胁迫的耐受性。盐胁迫还显著诱导了中亚滨藜幼苗对硝酸盐(NO3)的累积, 使用25mmol·L1 和35 mmol·L1 KNO3 处理, 可显著诱导其幼苗根尖类黄酮的累积。这些结果表明, 硝态氮可能通过影响类黄酮途径, 从而参与调控了中亚滨藜幼苗的耐盐性。本研究为进一步揭示中亚滨藜耐盐的生理与分子机制, 以及类黄酮参与调控中亚滨藜耐盐性的生理与分子机理提供了理论基础; 同时为使用现代生物技术和农艺措施提高作物耐盐性、改良盐碱地提供了理论依据和技术支持。
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Basic Disciplines of Agriculture submitted time 2017-11-09 Cooperative journals: 《中国生态农业学报》
Abstract：华北地区淡水资源短缺, 其不能承载小麦-玉米一年两作的生产, 在过去几十年中为追求高产进行灌溉严重超采地下水引发了一系列的环境问题。发展一年1 作的春玉米种植是减少地下水超采的主要途径。但在春玉米生产中存在耐密宜机收品种缺乏、机械化程度低及配套农机农艺关键技术不完善导致的春玉米生产效率低等问题。因此, 开展华北春玉米高水效、耐密植宜机收品种筛选及不同管理措施下品种资源高效利用技术研究, 是保障区域粮食安全和水安全的迫切需求。
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Basic Disciplines of Agriculture submitted time 2017-11-08 Cooperative journals: 《中国生态农业学报》
Abstract：盐渍区土地利用变化与土壤-植被系统固碳潜力耦合关系的研究对以植被建设、增加碳汇为目的的盐渍区最优土地利用方式的实施具有重要的理论和实际意义。本研究以滨海撂荒盐碱裸地为对照, 连续观测和定量描述栽植3年和10年的柽柳林、栽植2年和8年的人工枸杞林及冬季咸水结冰灌溉结合地膜覆盖下的棉田的土壤有机碳和植被生物量的动态变化过程, 探讨不同土地利用方式下土壤-植被系统固碳能力, 为进一步提升区域碳储量提供理论依据。研究表明: 1)柽柳、枸杞的栽植及结冰灌溉结合覆膜等土地利用方式在撂荒盐碱地实施后, 土壤-植被系统固碳能力明显增强, 且土壤容重显著减小; 栽植10年的柽柳林和栽植8年的枸杞林土壤-植被系统碳储量最高, 分别为118.24 t•hm2和96.27 t•hm2, 比冬季咸水结冰灌溉结合地膜覆盖棉田增加58.51 t•hm2和36.54 t•hm2, 比撂荒盐碱裸地增加83.39 t•hm2和61.42 t•hm2。2)对不同土地利用方式固碳趋势研究发现, 栽植3年的柽柳林和栽植2年的枸杞林土壤-植物系统固碳速率较高, 分别为10.08 t•hm2∙a1和2.71 t•hm2∙a1。冬季咸水结冰灌溉结合地膜覆盖棉田固碳速率较低, 仅为0.53 t•hm2∙a1。栽植10年的柽柳和栽植8年的枸杞样地, 植株固碳速率明显减慢, 土壤-植被系统表现为一个弱的碳源。春季地表覆膜处理棉花存活率低且植株成熟后秸秆被移除, 碳储量每年净减少0.86 t•hm2。撂荒盐碱裸地在无外源碳补充的条件下表现为碳源, 土壤-植被系统碳储量减少速率为1.42 t•hm2∙a1。综上所述, 滨海盐渍区人工栽植柽柳和枸杞是提高区域碳储量的有效途径。
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Basic Disciplines of Agriculture submitted time 2017-11-08 Cooperative journals: 《中国生态农业学报》
Abstract：在河北省沧州市海兴县选取耕层土壤初始含水量有较大差异的两个地块, 于春季利用当地高矿化度咸水(10~15 g∙L1)进行灌溉和地膜覆盖, 以探究地膜覆盖对春季咸水灌溉条件下滨海盐渍土水盐动态的影响。设不灌咸水不覆膜(对照, CK)、不灌咸水覆膜(PM)及3月29日和4月13日灌咸水不覆膜(SE、SL)、灌咸水后覆膜(SE+PM、SL+PM)6个处理探讨不同咸水灌溉和覆膜对土壤水盐动态的影响; 另在耕层土壤含水量≥20%(海兴县小山乡)和<20%(海兴县农场)两个地点分别设灌咸水后覆膜(SE+PM)和不灌咸水不覆膜(CK)处理, 探讨初始土壤含水量对咸水灌溉下土壤水盐动态的影响。灌水量均为180 mm, 灌溉咸水来自排水渠, 矿化度分别为12.12 g∙L1和11.53 g∙L1, 咸水入渗后, 播种油葵。结果表明: 春季咸水灌溉后覆膜能有效降低耕层土壤盐分, 并且该项措施实施的时间越早越好, 脱盐深度和脱盐率均较深和较高, 本研究中, 脱盐效果最优的为SE+PM处理, 该处理在油葵收获后0~5 cm脱盐率为58.93%, 土壤含盐量由1.15%降至0.51%。此外, 脱盐效果也受到土壤初始含水量的影响, 耕层土壤含水量<20%时, 春季咸水灌溉覆膜处理对土壤盐分的淋洗效果较好, 平均脱盐深度大于40 cm, 保证了油葵正常生长, 油葵出苗率和产量分别为73.9%和920 kg∙hm2, 至油葵收获时, 0~20 cm土层土壤含盐量由灌溉前的1.93%降低至0.32%, 脱盐率达84.07%; 而当耕层土壤含水量≥20%时, 脱盐速度慢、深度浅, 至油葵播种时, 土壤盐分依然较高, 导致油葵出苗率低, 最终绝收。本研究通过利用春季高矿化度咸水灌溉和地膜覆盖措施, 在春季干旱和土壤严重积盐条件下有效降低了耕层土壤盐分, 为作物播种出苗提供适宜的土壤水分条件和低盐环境。
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Basic Disciplines of Agriculture submitted time 2017-10-20 Cooperative journals: 《中国生态农业学报》
Abstract：为研究全膜覆土穴播栽培技术在环渤海低平原区对冬小麦田土壤水分、盐分、温度、热量状况和冬小麦产量的影响, 采用田间试验法, 于2014—2015 年在中国科学院南皮生态农业试验站, 设置全膜覆土穴播 (PM)和常规旋耕播种(CK)冬小麦试验, 定位监测了耕层土壤温度、水分、盐分和热通量数据动态, 并分析了冬小麦产量。结果表明: PM 在越冬期和返青期可以有效保持土壤水分, 平均土壤含水量比CK 高16.4%，达显著性差异(P0.05); 同时, PM 减小了土壤温度日较差0.5 ℃。PM 有利于土壤吸收和储存热量, 白天具有较高的向下地面热通量, 日均土壤热通量比CK 显著增加数倍。温度和热通量变化均表明覆膜增强了土壤抵御外界温度变化的能力。PM 的土壤电导率显著低于CK24.2% (P<0.05), 特别是在春季返盐期, PM 的土壤电导率比CK 降低39.7%。PM 较CK 增加了冬小麦穗粒数和千粒重, 增产10.4%, 但均未达显著水平。因此, 全膜覆土穴播冬小麦栽培技术能改善土壤水热状况, 降低土壤盐分对小麦的危害, 这为全膜覆土穴播冬小麦栽培技术在环渤海低平原干旱区农业生产中的应用提供理论与技术支持。
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Basic Disciplines of Agriculture submitted time 2017-10-20 Cooperative journals: 《中国生态农业学报》
Abstract：了解农田养分输入、输出和平衡状况, 以及土壤肥力现状与变化特征, 对实现养分资源优化管理、地力的持续提升、肥料利用率提高和农业可持续发展具有重要意义。基于1985 年、2000 年和2014 年河北省南皮县国民经济统计资料, 分析了从1985 年到2014 年县域农田生态系统养分循环与平衡状况; 利用1981 年第2 次土壤普查和2015 年实测南皮县域土壤耕层养分含量数据, 探讨了耕层土壤养分变化及空间分布格局特征。结果表明, 1985—2014 年南皮县农田养分输入输出均呈持续上升趋势, NPK 养分输入由10 701 t 增加至23 386 t, 年递增率2.33%; NPK 养分来源结构略有不同, NP 来源以化肥为主, 其次是人畜粪尿和作物秸秆有机肥源; 而K素来源主要是有机肥源。农田养分输出以作物吸收为主, 占养分总输出的80%以上, NPK 总输出由1985 年的9 093 t 增加到2014 年的18 846 t, 年均增速2.17%。从养分表观平衡的角度看, 从1985 年到2014 年NP 始终有大量盈余, P 素盈余大于N 素, N 和P 表观平衡率分别16.8%~34.2%和26.9%~65.5%; 若考虑有机氮的有效性问题, 1985—2000—2014 年3 个时段有效氮盈亏率依次为18.1%、6.5%和7.8%, 有效氮平衡由盈余转向亏缺; 而K 素经历了由赤字逐渐向盈余的转变过程, 由1985 年的33.5%赤字发展至2014 年的33.6%盈余。受农田养分平衡状况的影响, 南皮县土壤有机质、全氮、有效磷发生了显著变化, 1981—2015 年有机质由8.62 g·kg1 增至14.0 g·kg1, 增幅62.4%; 全氮由0.542 g·kg1 增至0.908 g·kg1, 增幅67.5%; 有效磷由2.0 mg·kg1 增加到20.8 mg·kg1, 增加了9.4 倍。而碱解氮和有效钾变化不明显, 分别由70.5 mg·kg1 和141 mg·kg1 增加到71.8 mg·kg1和147 mg·kg1, 相对增幅仅为1.8%和4.2%。建议今后南皮县在农业生产中大力推广科学施肥技术, 重视有机肥和化肥配施, 推广秸秆还田, 通过改进施肥方法提高肥料利用效率; 养分管理中应提倡“稳氮、控磷、补钾”的施肥对策, 避免过多的盈余养分进入环境。
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Basic Disciplines of Agriculture submitted time 2017-10-20 Cooperative journals: 《中国生态农业学报》
Abstract：冬季咸水结冰灌溉技术是滨海区高矿化度咸水利用和盐碱地改良的有效手段, 该项技术依据咸水结冰融化过程中咸淡水分离的基本原理, 基于区域气候特点、土壤水盐运移规律以及作物生长发育规律, 在冬季抽提当地高矿化度地下咸水对盐碱地进行灌溉, 并在冬季低温作用下迅速冻结成咸水冰, 春季咸水冰层融化过程中, 咸淡水分离入渗, 其中先融化的高矿度咸水先入渗, 而后融化出的低矿化度微咸水和淡水的入渗对土壤盐分具有较好的淋洗作用, 以上过程实现了春季土壤返盐期的土壤脱盐, 结合春季地表覆盖抑盐措施和夏季降雨淋盐, 土壤的低盐条件得到保持, 保证了作物和植物整个生长期的正常生长。该项技术改变了滨海盐碱区土壤水盐运移特征, 使春季土壤积盐期变为脱盐期, 咸水结冰灌溉后, 春季耕层土壤盐分由最初的12gkg1 迅速降低至4 gkg1 以下, 脱盐率达到66%以上, 实现了棉花、油葵、甜菜等作物在滨海重盐碱地中的种植, 提高了柽柳、枸杞、白蜡等盐生植物和耐盐植物的扦插移栽成活率, 咸水结冰灌溉当年便获得了籽棉产量3 thm2、油葵1.5 thm2、甜菜60 thm2, 以及90%以上的盐生植物和耐盐植物的扦插成活率, 促进了滨海盐碱区盐碱地的开发、农业发展和生态环境建设。近年来, 通过系统的研究, 我们探明了咸水结冰灌溉过程中咸水冻融咸淡水分离规律, 明确了咸水结冰灌溉对土壤盐分的淋洗效果, 构建了冬季咸水结冰灌溉改良盐碱地技术体系, 确立了冬季咸水结冰灌溉的灌溉时间、灌溉水量和水质等指标体系。本文在以上研究基础上, 对盐碱地咸水利用的研究进展进行了总结, 并对咸水结冰灌溉基本原理、影响因素以及土壤盐分淋洗效果等方面进行了概述, 系统分析了冬季咸水结冰灌溉在盐碱地区农业生产、植被恢复以及咸水利用等方面的作用, 并就其未来发展趋势进行了展望。
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Basic Disciplines of Agriculture submitted time 2017-10-20 Cooperative journals: 《中国生态农业学报》
Abstract：我国国家农业科技园区从2001 年开始建设以来, 取得了长足的发展。经过10 多年的发展, 许多国家农业科技园区成为了区域农业科技创新基地、区域农业新品种新技术新模式的示范基地和先进农业成果的转化基地, 为区域粮食增产、农业增效和农民增收作出了重要贡献。但是, 不同国家农业科技园区因建设背景、基础条件和发展方向的差异, 其存在不同的发展模式, 而不同的发展模式均面临一些问题。本文在借鉴前人研究成果的基础上, 通过分析现有国家农业科技园区的不同发展模式及其存在的问题, 结合河北沧州国家农业科技园区总体规划, 从建设背景、规划思路、建设目标、功能定位、产业发展分析和功能分区及可实施的发展模式等方面阐述了河北沧州国家农业科技园区的规划思路和发展模式。河北沧州国家农业科技园区的发展模式从组织发展模式、技术运行发展模式和空间布局模式3 个方面进行, 是以政府引导、协会组织参与和企业(农户)为主体的组织发展模式, 以专业合作社、家庭农场和科技示范户为主体的3 级并行的技术运行发展模式和以圈层布局模式的核心区、示范区和辐射区的空间布局模式。该园区的组织发展以政府为主导、协会和企业参与成立园区管委会, 制定相应的政策, 负责园区统一规划、建设和经营。在技术运行方面, 通过科技创新园研发和引进先进技术成果然后通过技术站、基地站和科技特派员对专业合作社、家庭农场、科技示范户等不同经营主体进行技术培训和示范推广。最后建立以南皮渤海粮仓试验示范区为核心区, 整个沧州市为示范区, 环渤海河北、山东、辽宁和天津“三省一市”的辐射区空间布局。
Subjects: Agriculture, Forestry,Livestock & Aquatic Products Science >> Basic Disciplines of Agriculture submitted time 2017-10-20 Cooperative journals: 《中国生态农业学报》
Abstract：淡水资源严重匮乏是影响环渤海低平原粮食生产可持续发展的重要限制因素。本文针对该区粮食生产中水分利用效率低、提升潜力巨大, 同时该区浅层微咸水资源和降水资源较丰富的现状, 以中国科学院南皮生态农业试验站最近3 年试验研究结果为基础, 综述了在挖掘咸水利用潜力、提高雨水和灌溉水利用效率方面研究工作进展。针对冬小麦夏玉米一年两作种植, 研究结果显示品种间产量和水分利用效率(WUE)差异显著,最高和最低品种差异达20%左右, 通过选用节水高产品种可显著提升产量和WUE; 冬小麦通过拔节期灌溉关键水, 在促进地上部生物量积累同时, 显著促进地下根系生长, 使冬小麦充分利用土壤储水, 实现限水灌溉下稳产高效; 夏玉米通过缩小行距增大株距的缩行匀播, 可提升夏玉米苗期单株作物根系所占土壤体积空间,增加水分养分对作物的有效性, 提高夏玉米成苗率和苗期所截获辐射量, 比常规种植产量提高10%左右; 冬小麦在拔节期利用含盐量不大于4 gL1 的浅层微咸水替代淡水灌溉, 产量与淡水灌溉相同; 浅层微咸水替代淡水灌溉并配套土壤有机质提升技术和利用夏季降水淋盐, 可实现微咸水灌溉下周年土壤盐分平衡。通过上述措施实施, 实现以咸补淡、以淡调盐、多水源互补高效利用, 在不影响作物产量条件下可节约深层淡水资源,促进区域灌溉农业可持续发展。
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