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针对宁夏地区农作物秸秆还田腐解缓慢，完成了秸秆降解微生物菌群筛选及优化；复配发酵促进剂，开发了秸秆根茬高效降解菌剂，提高了秸秆根茬原位腐熟及土壤肥力。分离并筛选高效低温秸秆腐解菌剂，通过秸秆堆肥、模拟秸秆还田和室内分析相结合的方法，研究了秸秆降解菌剂的制备及其对秸秆降解作用、堆肥过程中各项指标变化、以及对土壤理化性质和酶活性的影响，提高了秸秆纤维素分解速度和秸秆综合利用率。 发表SCI论文3篇，培养研究生2名。

项目完成了合同规定的主要研发内容并扩展了研究。主要开展了5项研发内容：(1)不同有机肥替代化肥施肥管理措施对设施菜田土壤理化性质的影响；(2)不同有机肥替代化肥施肥方式对设施菜田土壤微生物群落恢复和衰退的影响；(3)不同有机肥替代化肥施肥管理下设施菜田种植过程中主要有害菌群和有益菌群丰度的变化规律；(4)不同有机肥替代化肥施肥管理措施对设施菜田蔬菜产量和品质的影响(扩展内容)；(5)筛选出设施菜田熏蒸后土壤微生物群落快速恢复和延缓衰退，以及提高蔬菜产量和品质的最佳施肥技术。 从土壤微生物群落角度进行设施菜田土壤修复，从而更好地发挥土壤生态功能，降低病虫害发生率，提高作物产量。

该技术可实现不同时间和空间尺度流域、库(坝)区淤积泥沙来源的定量辨识。 技术特点：1、适用空间更广泛。针对不同尺度区域分别提出了泥沙来源区划分方法，降低了不同侵蚀空间单位指纹识别因子差异造成的不确定性，泥沙样品采集时效大幅提高；2、多时间尺度有效分辨。通过改变采样方法将时间尺度从次降雨过程增加到多年尺度，解决了传统技术适用时间尺度的局限。3、泥沙来源辨识度高。基于多元判别分析方法，利用指纹识别因子将泥沙来源分类，根据分类图中泥沙来源与泥沙之间的距离计算泥沙来源区的相对贡献率，大幅提高泥沙来源辨识精度。 主要性能指标： 1、提出了不同时间和空间尺度流域泥沙来源划分方法，实现了连续尺度(1～105km²)流域泥沙来源的有效追踪。 2、优化了不同时空尺度流域采样方式，提出了针对不同泥沙类型(沉积泥沙、悬移质、推移质等)的采样技术，泥沙样品采集时效提高 30%以上。 3、构建了复合指纹识别因子选取方法，提出了基于多元判别分析方法计算泥沙来源相对贡献率技术，较传统泥沙来源辨识方法判定准确度提高40%以上。 适用范围：适用于不同时空尺度流域、湖库、淤地坝淤积泥沙来源定量辨识，流域土壤侵蚀预报以及区域水土流失精准治理等。

1.课题来源与背景： (1)课题来源：甘肃省自然科学基金一般项目。 (2)课题背景：生物土壤结皮盖度约占陆地面积的12%，它在干旱半干旱区的生物地球化学循环及生态修复过程中发挥着重要作用。生物土壤结皮的研究是地学和生物学学科交叉的前沿研究领域。民勤地处典型的温带大陆性干旱气候区，气候环境严酷，是全省乃至全国风沙、荒漠化危害最严重的地区之一。生物土壤结皮是民勤典型干旱生态系统的重要组成部分，而缺乏对其深入的研究。 2.研究目的与意义：该课题以民勤典型干旱区不同演替类型生物土壤结皮微生物为研究对象，采用宏基因组测序技术，结合土壤理化性质，揭示其数量和群落组成的演替特征及关键影响因子，阐明其生态适应机制，为干旱区生物土壤结皮的管理、保育拓殖和修复提供理论依据。 3、主要结论与论据： (1)随着生物土壤结皮演替进程，微生物组Alpha群落多样性从物理结皮阶段开始升高到地衣阶段，苔藓阶段保持与地衣阶段无显著差异；功能多样性从物理结皮阶段开始升高，到地衣结皮阶段达到最高，苔藓结皮阶段下降。 (2)生物土壤结皮细菌主要群落是Cyanobacteria、Actinobacteria和Proteobacteria，物理结皮阶段优势细菌是Cyanobacteria类群，而其余3个阶段优势细菌类群是Actinobacteria；真菌优势类群为Ascomycota，物理结皮、藻结皮和地衣结皮真菌纲水平的优势类群均是Eurotiomycetes，苔藓结皮为Dothideomycetes。而细菌功能组成主要是碳水化合物代谢、Global and overview maps和氨基酸代谢，除了细菌的3方面功能，真菌的信号传导比较强。 (3)在生物土壤结皮演替过程中，细菌Actinobacteria、Cyanobacteria、Spirochaetes、Candidatus_Uhrbacteria、Candidatus_Magasanikbacteria、Candidatus_Curtissbacteria以及unclassified_ eukaryotes和unclassified_ Fungi是微生物组演替的核心类群；排泄系统(Excretory system)和Cellular community-eukaryotes是BSCs微生物演替过程中的核心功能。 (4)随着生物土壤结皮演替进程，土壤总有机质和总氮均是先升高，到地衣结皮阶段达到最高，苔藓结皮阶段显著下降，总磷在苔藓结皮阶段显著下降；微生物群落和功能结构均与有机碳显著相关。 4.创见与创新： (1)对典型干旱区民勤生物土壤结皮进行研究，揭示其微生物群落结构演替特征，具有一定的地域特色。 (2)利用宏基因组测序技术，从基因水平深入地解析生物土壤结皮微生物对干旱区气候环境的适应机制，具有一定的创新性。 5、社会经济效益和存在问题： (1)社会经济效益：该研究初步揭示了民勤典型干旱区生物土壤结皮微生物在种群和功能多样性的演替规律及关键影响因子，这将为干旱区生物土壤结皮的管理、保育拓殖和修复提供理论依据。 (2)存在的问题：研究民勤典型干旱区生物土壤结皮微生物群落种群和功能的演替规律对于干旱区生物土壤结皮的管理保育具有重要意义，虽然该课题的研究取得了一些成果，但由于研究的生物土壤结皮采集一个时间段，不能很好的代表不同季节的演替规律，还有需结合其他的微生物组学手段(宏转录组和代谢组)进一步研究干旱区生物土壤结皮微生物演替机理。 6.历年获奖情况：无。 7.成果简介：课题通过对民勤典型干旱区不同演替阶段生物土壤结皮微生物进行宏基因组测序，发现其多样性随着演替进程升高至地衣阶段后，种群多样性保持不变，而功能多样性下降；通过网络分析揭示了生物土壤结皮微生物演替过程中的核心种群和功能组成，生物土壤结皮微生物群落和功能与土壤理化性质的相关性分析表明土壤有机质影响微生物的群落结构和功能组成，研究结果可以为干旱区生物土壤结皮的管理保育及人工生物土壤结皮的构建提供理论支撑。

1.课题来源与背景：该项目是甘肃省科学技术厅高新技术处于2022年12月下达的甘肃省科技专员专项，《混维凹凸棒石基退化土壤调理剂研发与示范推广》，编号：22CX8GA072，起止年限：2022年12月21日至2023年12月20日。由河西学院承担完成。 研发盐碱地调理剂新产品；解决盐碱地调理剂在玉米、加工番茄、辣椒等作物上的应用技术和示范点作物上发生的疑难杂症等技术难题；解决糠醛发酵难的重大技术难题；提示凹凸棒石基盐碱地调理剂改良盐碱地原理。 2.技术原理及性能指标：产品技术指标：有机质的质量分数≥30%、钙(CaO)的质量分数≥20%、水分的质量分数≤30%、pH：3.0-8.0；汞(Hg)含量mg/kg≤5。 3.技术的创造性与先进性：研发凹凸棒基盐碱地调理剂(盐地宝)新产品1个，新产品通过了甘肃省工业和信息化厅新产品备案登记(编号产备字2023-035号)，成果在甘肃省科学技术厅成果处登记(批准登记号：9622023Y0491)。 4.技术的成熟程度，适用范围和安全性：在临泽县板桥镇板桥村、临泽县昭武村形成50亩核心示范基地2个。经过改扩建后公司已形成年生产能力达1万吨的盐碱地调理剂生产线。 5.应用情况及存在的问题： (1)研发的新产品凹凸棒石基盐碱地调理剂已在服务企业临泽县奋君矿业有限公司完成了中试并开始了批量生产，产品在张掖市临泽县、甘州区等地建立示范基地，开展新产品示范与各项试验，合计推广11000亩。项目具有较好的经济效益。开发的凹凸棒石基盐碱地调理剂可彻底解决菌糠和焚烧菌糠带来的环境污染，可有效地替代化肥的战略转变，从而减少农业面源污染，改善农业态环境；凹凸棒石基盐碱地调理剂还可修复退化土壤，改善土壤结构，增加土壤肥力，提升农作物品质。，推广凹凸棒石基盐碱地调理剂，市场较大，可改善盐碱化土壤，确保国家耕地红线，改善当地生态环境，提高土地利用率，促进当地生态经济的发展。 (2)研发的新产品还有待于升级换代。产品示范推广工作相对滞后。 6.历年获奖情况：无。

该技术融合地面墒情观测数据和卫星遥感数据，研制了基于归一化植被指数和地表温度的多元回归模型土壤含水量反演技术，并基于该技术研发了具有自主知识产权的土壤墒情卫星遥感实时监测分析系统，实现了大范围连续性土壤墒情实时监测分析，提升了抗旱救灾工作信息化服务水平，解决了传统土壤墒情监测点少面窄且大范围的旱情监测评估缺乏时效性和代表性等问题。 主要性能指标： 1.产品精度：裸土和农业区实时土壤墒情反演的误差可控制在10%左右； 2.产品生产效率：10min内完成土壤墒情的分析计算处理和图像制作； 3.产品空间分辨率：生产的土壤墒情产品空间分辨率为1km； 4.产品时间分辨率：可实现不同行政区域逐天、逐周、逐旬的土壤墒情反演产品； 5.系统响应速度：＜3s。 适用范围：适用于具有一定数量墒情监测站点及相应实测土壤墒情数据的各级行政及区域旱情监测工作。

1.课题来源与背景：“古浪黄花滩生态移民区耕地土壤质量提升技术集成与示范”项目是由甘肃省科技厅下达的民生科技专项-社会发展专题项目，由甘肃省农业工程技术研究院承担。该项目紧紧围绕古浪黄花滩设施农业耕地土壤沙化程度高、优质耕层尚未形成，团粒结构松散、土壤质量低的等急需解决的现实问题，开展古浪黄花滩农田土壤质量提升技术研究示范，把先进科技成果转化到黄花滩生态移民区风沙土土壤质量提升的生产中，着力解决制约当地农业可持续高质量发展的“耕”基问题，达到节肥增效、增产促收、改善土壤生态环境、解决民生问题的目标，促进古浪黄花滩戈壁设施农业和该省丝路寒旱农业高质量可持续发展，助力乡村振兴。 2.技术原理及性能指标：结合已有研究基础，在全面调查分析古浪县黄花滩生态移民区农业设施农业耕地土壤质量基础上，创建了以天然腐殖质材料木本泥炭为核心材料的“木本泥炭+生物有机肥+生物激发剂”优化配比的优质耕层快速构建技术”；优化筛选“有机肥+配方肥”和“有机肥+水肥一体化”相结合的有机肥替代化肥技术，以40%有机氮替代无机氮，培肥土壤，节约成本；构建了以秸秆等当地农业废弃物为材料的隔年错位垄下地埋秸秆生物反应堆技术，提升土壤温度，增强土壤呼吸强度，促进作物增产。 3.技术的创造性与先进性：创建的优质耕层快速构建技术以天然腐殖质材料“木本泥炭”核心，通过材料换时间，以富含60%以上腐殖质的天然材料加工生产出需长期培育而成的土壤有机质稳定性组分，以自然生物质材料快速发酵出需耗时腐解形成的土壤有机质活性组分，以纯生物或天然有机材料的提取或降解物制备出激活系统循环的生物激发剂，经过1-2年自驯化，可快速形成优质耕作层，后续的秸秆还田可平衡外接地力的衰减，使冗长的培育过程浓缩为一次性工程作业，中低产田快速形成高产田，且绿色长效生态。构建的地埋式秸秆生物反应堆通过将农业废弃物秸秆资源作为地埋式秸秆生物反应堆原料对农业废弃物进行资源化再利用，将作物秸秆转化为设施蔬菜所需要的二氧化碳、热量和有机无机养料等有益物质，促进作物生长发育、提高产量品质，是一项高产、优质、无公害农产品的技术。 4.技术的成熟程度，适用范围和安全性：该项目研究集成的优质耕层快速构建技术，有机肥替代化肥技术及地埋式秸秆生物反应堆技术已在在古浪县黄花滩戈壁农业示范基地、现代丝路寒旱农业示范基地及古浪镇示范应用，示范区土壤质量得到提升，并产生一定的经济效益，其中优质耕层快速构建技术和有机肥替代化肥技术适用于任何季节作物种植，地埋式秸秆生物反应堆技术适用于冬季作物种植。 5.应用情况及存在的问题：该项目研究耕地土壤质量提升关键技术于2021年至2024年在古浪县黄花滩戈壁农业示范基地和现代丝路寒旱农业示范基地等设施大棚试验示范，优质耕层构建技术两茬示范西红柿面积10亩，平均亩增收2564元，共产生经济收益6.3万元；有机肥替代化肥技术两茬示范西红柿面积20亩，平均亩增收3528元，亩节省成本669元，共产生经济效益14.6万元；地埋式秸秆生物反应堆技术3年示范芦笋面积5亩，平均亩增收2560元，共产生经济效益7.0万元。其中优质耕层快速构建技术在古浪黄花滩六道贝贝南瓜种植大棚沟进行应用，应用面积25亩，产生经济收益6.46万元；有机肥替代化肥技术在古浪县古浪镇辣椒种植大棚进行应用，应用面积32亩，产生经济收益11.82万元。通过项目技术的示范应用有效促进了古浪县黄花滩设施农业的稳步发展，一定程度实现了化肥减量、节本增效，直接促进种植户收益增加。视乎示范应用过程中由于当地种植户生态种植意识薄弱，种植方式简单粗放，对有机物料还田、土壤培肥等土壤质量提升技术掌握甚少，有机物料投入欠缺，加上近年来农产品价格偏低，对有机物料、有机肥投入能力不足，技术推广不广泛。 6.历年获奖情况：无。

课题来源与背景：随着经济发展和科技进步，农业产业面临着从传统农业向现代化农业转变的挑战。智慧农业物联网技术作为现代信息技术与农业领域的融合，逐渐成为推动农业发展的重要手段。在传统的农业生产模式下，农作物采用大水漫灌，大量使用化肥，导致浪费水资源，使土壤板结，耕地地力下降，产出的农产品品质下降。在农业科技的飞速发展中，物联网水肥一体化系统作为智慧农业的重要组成部分，在不断改变着传统农业的生产模式，智能水肥一体化技术是一种将灌溉和施肥相结合的现代农业技术，旨在提高农作物的产量与质量的同时，节约水肥资源，实现农业生产的绿色化、智能化与高效化。 技术的创造性与先进性：提高农业生产效率，智慧农业生态水肥管理系统可以利用传感器、物联网、人工智能等技术手段实现精准施肥、精准灌溉、自动化作业等，降低劳动力成本，提高生产效率。在优化农产品供应链方面，智慧农业可以实现全程监控和追溯，保证农产品的品质和安全，同时实现农产品的精准定价和流通。促进可持续农业发展，智慧农业生态水肥管理系统可以通过减少化肥、农药的使用，优化施肥和灌溉方式，降低生态环境压力，促进农业的可持续发展。在推动城乡一体化发展方面，智慧农业可以通过提升农民生产技能和改善农村生活条件，促进城乡一体化发展，同时也可以实现农村信息化建设，提高农民信息获取渠道和信息交流能力。 技术的成熟程度，适用范围和安全性：该技术已在临泽县新华镇设施农业等范围应用，并且与一些农业种植公司探讨初步合作意向，取得了良好的效果。 应用情况及存在的问题：面临的主要问题是，智慧农业生态水肥管理系统从业人员的数据安全意识有待提高。通过开展数据安全培训、增强智慧农业从业人员的安全意识和风险意识。

(1)所属科学领域： 项目的科学领域：农业工程。 (2)主要研究内容： 对于传统农业温室大棚种植生产管理提出了一种基于移动互联网技术的智慧农业温室大棚环境监控方法。通过物联网技术实现了对温棚中的温度、湿度、CO₂浓度等关键指标进行不间断采集，建立数字化温棚种植管理模型，实现了“中心数据服务，近距离监测，远距离控制”的三级联动“无人值守”的智能农业温室大棚环境测控模式，为数字化农业生产提供了一种全新的典型解决方案。 对于农业信息管理系统中监控摄像机图像原始修剪算法中存在的色彩失真问题，提出了一种通过改进色彩通道分离透射率计算方法实现图像自然色彩的方法。该方法基于比尔-朗伯定律分析入射光频率对各颜色通道透射率的影响，推导出各通道透射率之间的比例关系，得到所有颜色通道更为精确的透射率，并将相应的透射率用于恢复每个通道上的图像，与当前主流算法相比运行时间减少了4-10倍，获得了更高的色彩保真度和清晰度。 对于系统中传感器物联网针对MANET中已有的多路径路由协议不能随着节点数量和速度的增加而提供高质量服务的问题，提出了一种基于蚁群算法(ACA)的高效路由算法(EEABR)。其算法对数据包结构和信息素更新方式进行了改进，在前向蚁的任务中增加了信息素更新，当后向蚂蚁执行信息素更新时，考虑路径长度，蚂蚁在离目的地较近的节点上释放更多的信息素，这使得目的节点更容易被找到，加快收敛速度。改进后的算法在能耗和延长网络寿命方面表现出比EEABR更高的优势。 (3)技术经济指标、应用推广及效益情况： 面向大数据的智慧农业环境测控系统实现了“中心数据服务，近距离监测，远距离控制”的三级联动，为面向农业大数据的智慧农业环境测控提供全新的解决方案。 智能农业温室大棚环境监控系统由温棚环境数据采集终端、数据服务管理系统和移动终端手机管理系统组成。该系统主要通过温棚中分布式部署的环境传感器对温棚内的温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO₂浓度等环境参数进行实时采集，通过数据服务管理系统对感知层传感器状态初始化、环境变化阀值设定，并实施存储传感采集端各项数据，最后用户通过移动终端手机实时查看温棚现场环境数据，并通过手机远程实现自动或手动智能调整指定设备状态。 对于农业无线传感器网络中数据爆炸式增长带来的数据冗余和能耗提出了一种基于节点数据图像均值滤波算法。 仿真结果表明，所提算法比k-medoids算法更有效，可以减少冗余数据，降低了网络能耗，改善了无线传感器网络的生命周期。 对于评估农业作物长势及产量改进了DSSAT模型，建立了基于大数据分析的XDSSAT模型(可扩展性农业技术转化决策系统)。该模型通过作物数据、气象数据、管理数据、土壤数据和病害数据进行智能分析，形成农业作物长势及产量决策依据。通过项目实践和数据分析改进后的XDSSAT模型具有更好的模型应用和数据分析性。 项目团队充分发挥“校-校-企”联合的优势，先后为西安市农业信息网络中心开发完成“西安市农业农村信息化物联网示范点建设项目”，为黄陵县果业技术推广和产业营销服务中心开发完成“黄陵果业大数据平台项目”均达到了预期的目标，产生了良好的应用效果。

据统计显示：中国年化肥使用量世界第一，占世界的三分之一，虽近年来，化肥用量逐年递减，但降幅较小。随着“碳达峰碳中和”、“县域高质量产业发展”等国家战略的实施，农业生产也越来越向“绿色化”、“低碳化”方向迈进。生物肥料的开发和应用是减少化肥使用，促进绿色发展的重要方向。丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza fungi，以下简称AM真菌)和植物根系所形成的互惠共生体，可以通过根外菌丝网络帮助宿主植物从土壤中吸取矿质营养，尤其是磷，氮等，并提高宿主植物抗逆能力，是极具潜力的生物肥料资源。 由于AM真菌是共生真菌，不能纯培养，在菌种开发和应用上存在技术瓶颈；植物与AM真菌是相互选择关系，不同植物共生的优势AM真菌各异，有关重要的经济作物的优势AM真菌尚不得而知，对于AM真菌对经济作物的促生机制以及调控其次生代谢、抵逆的机制研究尚不明确。 项目组在国家自然科学基金项目、中国科学院重点部署项目专题、兵团博士基金等项目的支持下，瞄准行业的重要科学问题，历时15年取得了如下原创性成果： 1.筛选出与经济作物适配的优势AM真菌并建立了菌种扩繁技术。在川渝紫色土、乌尤山丹霞地貌、东北黑土地等特殊生境下共采集460份样本，鉴定出11属104种AM真菌资源，并明确了土壤pH、有机碳和总氮是影响土壤真菌群落丰度的重要土壤因子；筛选出了甘草、红花、苜蓿、小麦等经济作物的优势AM真菌，对这些经济作物地上或者地下的干物质量提高可以达到280.03%以上。率先建立了AM真菌培养皿毛状根扩繁孢子-水培微环境菌种扩繁技术，该技术可缩短AM真菌扩繁周期一个月左右，节约经济成本20%-30%。 2.揭示了AM真菌促进植物生物量积累和调控次生代谢的重要机制。以苜蓿为例，发现AM真菌通过降低细根死亡和周转速率，促进植物生物量积累；初步探明了独角金内酯人工合成类似物GR24与AM真菌协同调控甘草次生代谢的基因表达调控机制。 3.揭示了AM真菌改善小麦、红花应对盐胁迫的生理响应机制。AM真菌通过增强共生植物小麦大气二氧化碳气体交换、改善水分状况、提高氮素利用效率和离子平衡、减轻钠离子的毒害作用来抵抗盐分胁迫；AM真菌通过提高红花叶片中细胞抗氧化酶(POD、SOD、CAT)活性与可溶性蛋白含量以及降低丙二醛等生理机制来应对短期和长期盐胁迫。 该成果发表论文57篇，总被引1300余次，其中有30篇为SCI论文，被一区TOP文章他引8次，被二区TOP期刊他引10次，其中有两篇发表于Plant and Soil，有一篇发表于Journal of Agricultural and Food Chemistry这两个杂志都是植物学、土壤学及农业方面的一区TOP的国际权威期刊，5篇代表性论文总被引85次，其中他引80次，被4篇一区TOP论文、9篇2区TOP的论文、三部专著引用，其中一部专著为全球权威出版社Springer出版。