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2600090003
天津
S482.4
基础研究
农业科学研究与试验发展
1.筛选得到具有除草活性的天然植物源活性成分壬酸、正辛酸、松节油,并通过单因素实验进行室内盆栽除草活性验证。
2.通过对三种除草活性成分分别进行单因素实验及正交实验优化了除草剂的配方,得到最佳配方工艺,并完成了协同增效实验验证。
3.通过对壁材种类、壁材浓度及乳化剂添加量等因素进行优化,确定了除草剂乳液的最佳制备工艺:玉米淀粉,添加量为31%,吐温添加量为3g,构建一种可显著提高农药有效利用率的生物农药缓释体系,研发一种植物源除草农药缓释剂。
4.通过考察除草缓释剂颗粒稳定性、分散性及其缓释性能,证实该除草缓释剂具有广谱除草效果,明确了其除草谱。
植物源除草剂生物农药缓释剂
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2600090174
天津
S141.4
基础研究
农业科学研究与试验发展
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。
农作物秸秆腐解菌剂土壤肥力堆肥
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2600140350
甘肃
S714
基础研究
农业科学研究与试验发展
冻融过程对土壤呼吸的“激发效应”在高纬度及高海拔地区普遍存在。气候变暖将加剧这些区域冻融变化,可能提高土壤呼吸对区域碳循环的贡献,但有关冻融过程对土壤呼吸的作用机理仍不明晰。由中国科学院西北生态环境资源研究院主持的甘肃省自然科学基金“冻融过程对祁连山青海云杉林土壤异养呼吸的激发效应机制”以土壤碳储量丰富、冻融普遍发生的祁连山青海云杉林为对象,采用原位观测与模拟冻融相结合的方法,围绕“冻融过程对土壤呼吸的激发效应机制”这一寒区生态系统碳循环研究中前沿科学问题开展研究。研究成果有助于提升对亚高山森林土壤碳循环过程的认识,并为准确评估青海云杉林碳汇功能提供依据,服务于区域的碳中和目标。
主要研究发现及创新点如下:
(1)祁连山青海云杉林冻融期(11月-次年5月)土壤CO2排放速率为0.96μmol·m-2·s-1,生长季(6月-10月)土壤CO2排放速率为3.69μmol·m-2·s-1。随着海拔的升高,生长季土壤CO2排放速率呈现显著的下降趋势(p<0.05),而冻融期土壤CO2排放速率呈现显著的升高趋势(p<0.05)。此外,青海云杉林冻融期土壤碳排放量为193.79-233.03g·cm-2·year-1,对全年土壤碳排放量的贡献率达到21.96%-34.24%。全球范围内,温带森林冻融期土壤碳排放量平均为93g·cm-2·year-1,对全年土壤碳排放总量的贡献率平均为13.25%。祁连山青海云杉林冻融期土壤碳排放量和对全年土壤碳排放总量的贡献均高于全球温带森林的平均水平,表明祁连山青海云杉林冻融期土壤CO2排放不可忽略。
(2)野外原位观测表明,祁连山青海云杉林生长季土壤CO2排放的温度敏感性为2.17,冻融期土壤CO2排放对温度的响应更敏感,达到3.44。随着海拔的上升,冻融期土壤CO2排放的温度敏感性呈现显著的下降趋势(p<0.05),而生长季土壤CO2排放的温度敏感性没有显著变化。室内冻融模拟实验也发现未经过冻融处理的土壤CO2排放温度敏感性仅为1.29,而经过冻融处理的土壤CO2排放的温度敏感性显著提高,达到8.51。土壤CO2排放的温度敏感性是指示土壤CO2排放速率随温度变化的参数,青海云杉林冻融期土壤CO2排放的温度敏感性显著高于生长季,表明在相同的增温背景下,青海云杉林土壤冻融期比生长季释放出更多的CO2。
(3)室内冻融模拟实验表明冻融作用对青海云杉林土壤CO2排放存在着明显的激发效应。冻结时土壤CO2排放速率为1.13-17.93mg·cm-2·h-1,融化时土壤CO2排放速率增加至51.49-302.86mg·cm-2·h-1。与未冻融相比,冻融作用导致土壤CO2排放速率增加1.52-12.79倍。研究发现,冻结温度越低,冻结前土壤水分含量越高,冻融作用对青海云杉林土壤CO2排放的激发效应越明显。除冻结温度和土壤水分外,土壤有机底物质量、土壤微生物活性也是影响激发效应的重要因素。
(4)室内冻融模拟实验还发现,随着冻融循环次数的增加,冻结期青海云杉林土壤CO2排放速率没有显著的变化,但是融化期土壤CO2排放速率从第1次循环的127.63mg·cm-2·h-1显著降低到第9次循环的82.61mg·cm-2·h-1,直至稳定(p<0.01)。而随着冻融循环次数增加,土壤有机底物和养分有效性的降低是引起不同冻融循环次数之间土壤CO2排放差异的主要原因。
总体上,该研究发现祁连山青海云杉林冻融期土壤碳排放量在全年土壤碳排放总量中占有重要份额,且冻融期土壤CO2排放较生长季对温度变化的响应更敏感。近年来,祁连山区冬季增温趋势(0.5℃/10a)较生长季(0.33℃/10a)更明显,意味着冻融期青海云杉林土壤将排放更多的CO2,冻融期土壤碳排放量比例将进一步增大。研究结果深化了对寒区生态系统碳循环过程的认识,并为准确评估青海云杉林碳收支提供了重要数据支撑。
云杉林土壤异养呼吸生态系统
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2600142081
甘肃
S567
基础研究
中药材的种植
①课题来源与背景:该课题来源于甘肃省省级科技计划项目-自然科学基金,项目编号为22JR5RA762,资助经费6.0万元。
当归为伞形科植物当归(Angelica sinensis)的干燥根,具有补血活血、调经止痛、润肠通便等功效,是传统和现代医药中常用的中药材。成药栽培主要以种苗移栽为主,药农在移苗时依靠多年经验,习惯于切除种苗末端根尖部位,但切除长度因人而异。性状特征作为道地药材最显著、最直接的标志,长期以来一直将其作为重要品质评价指标。“头身明显,尾少而长”和香气浓郁作为当归重要性状特征和等级划分依据,移栽过程种苗根系机械损伤可能引起药材根型变化、挥发油泄漏。鉴于此进行该课题研究。
②研究目的与意义:性状特征作为道地药材最显著、最直接的标志,长期以来一直将其作为重要品质评价指标。“头身明显尾少”和香气浓郁作为当归重要性状特征和等级划分依据,移栽过程种苗根系机械损伤可能引起药根型变化、挥发油泄漏。因此,系统研究种苗根系损伤对药材形态建成、归头/身/尾挥发油积累、渗透调节等方面的影响,探明药材形态与挥发油含量间关系以及对根系损伤的应答机制,对提升道地药材性状和完善栽培技术具有重要意义。
③主要论点与论据:
1)切根后当归幼苗侧根发生位点上移,根系总长、根系总表面积、根尖数、根平均直径和生物量积累均显著增加,且随着损伤程度的加重呈先上升后下降趋势,在切根1/3时达到最大,但过度的损伤导致更多生物量分配到了根部。切根显著增加了根系可溶性糖含量、脯氨酸含量和POD酶活性,其中切根1/3可溶性糖含量和POD酶活性最高,切根1/2脯氨酸含量最高。切根也加剧了膜脂过氧化作用,在切根1/2时MDA含量达最高。当归幼苗生长综合性能依次为切根1/3>1/4>1/2>CK。
2)种苗移栽损伤对当归药材形态和挥发油含量均具有显著影响。随着损伤程度的加剧,当归药材侧根数和芦头直径呈逐渐增加的趋势,种苗末端切除1/2处理侧根数最多,芦头茎最粗,均达到显著水平。损伤处理对当归药材根长无显著影响,对主根长的影响因损伤程度不同而不同,但过度切根处理不利于当归主根的增长。单根鲜重在切根1/3时达到最大。
3)种苗末端不同损伤处理条件下当归各部位中挥发油含量依次为:归尾>归身>归头。当归头、身、尾中挥发油含量受种苗移栽损伤程度不同存在不同差异,但处理间差异不显著。种苗末端损伤增加了全归挥发油含量,随着损伤程度加剧挥发油含量呈累加趋势。1/2损伤处理全归挥发油含量最高,其次为1/3损伤处理,但两者间差异不显著。
④创见与创新:研究发现种苗末端切除1/3时主根保留相对较好,根系总长、总表面积、根尖数和根直径增加量最大,且其渗透调节物质积累量和保护酶活性均最佳,可缓解根系损伤引起伤害。适度种苗末端损伤有利于当归药材侧根数增加,芦头增粗和单根重量增加。损伤促进生物量分配向当归头身(主根)转移,改变了归头、归身、归尾生物量分配格局。此外,种苗根系末端损伤未导致当归根部发病率上升,反而在一定程度下提高了抗病性。明确了不同种苗根系损伤条件下当归幼苗生长综合性能依次为切根1/3>切根1/4>切根1/2>不切根。
⑤社会经济效益:该项目属于基础研究,通过田间和室内试验明确了当归种苗在移栽过程种机械损伤对当归药材根型和挥发油变化,探明了不同末端损伤程度对幼苗根系形态特征、生物量分配及渗透调节物质和抗氧化酶应激反应及挥发油积累的影响,确定了当归种苗移栽过程中末端切除适宜长度。项目研究成果可为当归道地产区成药期优质“马尾”当归田间栽培提供理论依据与技术支持。
⑥存在的问题:课题组按计划顺利完成所有绩效指标,未遇到相关问题。
下一步将继续对种苗移栽损伤下不同当归药材构型的阿魏酸和藁本内酯等指标性成分继续开展深入研究,以期为全面系统地评价种苗损伤引起的当归药材形态质量提供技术和理论依据。
⑦历年获奖情况:无。
当归种苗移栽损伤中药材
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2500050152
内蒙古
TU473.11
应用技术
工程和技术研究与试验发展
草地是全球重要的生态系统,具有调节气候和提供牧草等生态生产功能。沙质草地作为面积广、危害重的主要退化草地类型,成为制约生态环境改善和农牧业发展的重要因素。开展沙质草地的生态修复对于构筑中国北方生态安全屏障、促进可持续发展具有深远意义。
针对内蒙古沙质草地生态修复过程中存在的修复机理不清、评价标准缺乏、乡土种质资源不足和生态修复模式单一等问题,该项目联合7家国内生态草牧业研发单位,历经10余年的系统研究和实践探索,取得了如下创新性成果:1.阐明了沙质草地生物多样性及生态系统功能协同关系机理,发现土壤微生物多样性,尤其是土壤细菌,在维持沙质草地的生态系统功能和稳定性中发挥着核心作用,为开展沙质草地生态修复提供了理论支撑。2.综合运用遥感监测、地面调查和模型模拟等手段,制定了沙质草地退化评价标准,开发了“空-天-地”一体化精准评价技术,实现了定量化、高效率的沙质草地监测评估,为开展沙质草地生态修复提供了评估支撑。3.筛选了一系列适宜沙质草地修复的土壤微生物和植物种,开发了土壤微生物菌剂等产品,有助于提升土壤肥力,显著增强生态系统多功能性,为开展沙质草地生态修复提供了产品支撑。4.基于系统理论的观点,通过植物群落优化、土壤微生物调控、土壤改良相结合,集成沙质草地生态修复技术体系,创制了关键环节的生态修复装置,为开展沙质草地生态修复提供了技术支撑。
该项目发表高水平论文9篇,制定地方标准2项,技术规范1项,授权发明专利8项,实用新型专利12项,产品登记7项,软件著作权6项、专著2部,机械鉴定证书2个,被中共中央办公厅和九三学社中央采纳咨询建议2项,被全国政协会议提案立案1项,培养青年骨干和研究生70余名,培训农牧民1000余名;开展了300余亩实验示范,近三年累计推广面积近1020万亩,辐射推广近3000万亩,累计增加收益达1.06亿元。该成果显著提升了内蒙古沙质草地生物多样性,增强了生态系统稳定性和功能,带动了当地社会经济发展,促进了农牧民就业,对于有效开展北方生态安全屏障建设具有重要的实践指导意义。内蒙古生态学会评价该项目已达到“国际一流水平”。
桩基静载试验方法锚桩
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2500110053
福建
S341.1
基础研究
农业科学研究与试验发展
粮食安全是“国之大者”,耕地是粮食生产的命根子,国土三调显示,10年间全国耕地地类减少1.13亿亩。中国南方丘陵区边际土地1.548亿亩,是缓解南方经济发展与耕地保护之间矛盾的战略后备资源。土薄、黏板、酸化和污染等凸显的障碍限制因素是阻碍边际土地可持续经营的关键因素。边际土地在政策扶持和资金投入相对不足,现有的耕地改良与修复技术、产品和模式不适用于边际土地。福建“八山一水一分田”,耕地资源稀缺。山高坡陡,山地土层薄,水土流失,酸化,肥力下降和重金属污染等退化现象加剧,给其生态系统带来极大的不稳定性和危险性。积极开发各类非传统耕地资源是突破福建耕地稀缺的自然条件限制的关键途径。
该项目边际土地是指土壤障碍限制突出导致农业产能和经济效益低下的土地。项目面向丘陵区边际土地治理与开发利用的三个关键技术问题:
(1)如何解决丘陵区边际土地土壤薄化、酸化、贫瘠、黏板和污染等多种障碍因素并存现象?
(2)如何解决丘陵区边际土地治理过程效率与治理后效益不匹配问题?
(3)如何解决丘陵区边际土地可持续经营的多维度技术瓶颈?
项目组先后依托国家自然科学基金项目、福建省科技厅农业引导性(重点)项目和企业自选项目等进行研发,成功开发出丘陵区边际土地治理与高值长效利用关键技术,达成三点科技创新:
(1)创造性开发一套简便省力的野外土壤采样调查装置,系统厘清福建丘陵区边际土地土壤薄化、酸化、贫瘠、黏板和污染等多种障碍因素并存现象,研发了丘陵区边际土地障碍因素分类消减和高值长效利用关键技术体系,提出了创新性的解决方案;
(2)研发废弃物资源化处置与边际土地治理协同创新技术体系,利用生物质废弃物开发了生物炭复合高效有机物料,基于牡蛎壳和过期干粉灭火器粉末研制了碳酸钙型、磷酸盐型土壤改良与修复材料;研发了生物菌剂土壤搅拌装置、污染土壤淋洗装置、生态修复装置和生态修复系统,成功地推广并应用于丘陵区边际土地障碍因子的分类消减和地力提升,解决效率和效益不匹配问题;
(3)创新性提出高价值获取驱动社会力量主导边际土地开发利用的思路,开发了丘陵区边际土地芳香植物、青钱柳和园林苗木高效种植技术,实现了生态护坡、景观修复和高值长效利用,并取得显著的经济效益、社会效益和生态效益。根据科技查新报告,所开发技术在国内外未见文献报道,具有新颖性。成果鉴定结论表示项目研究成果总体达到国内领先、国际先进水平,并产生了较高的学术影响。
项目共获得授权发明专利5件;实用新型专利15件;发表学术论文4篇,发布泉州市地方标准1项,成为南方丘陵区边际土地地力增效、产能增效和集成增效的开发利用范式,取得显著的经济效益,近3年累计新增产值63697.02万元,新增利润7233.60万元;青钱柳推广种植10200余亩,有机物料土壤改良及地力提升技术培训累计20000余人次。同时项目成果在固碳增汇、水土保持和乡村振兴等方面具有卓越的社会效益和生态效益。
粮食安全耕地土地治理
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2600141420
甘肃
S512.1
基础研究
谷物及其他作物的种植
1.课程来源与背景:秸秆局部覆盖技术在西北旱地冬小麦和马铃薯种植中具有显著的增产效应,但作为一项新技术,秸秆局部覆盖技术的规范化、定量化和标准化尚未建立,土壤水碳的演变特征及其互促机制尚不明确,有关秸秆局部覆盖土壤有机碳的动态变化、固定形态及固定机理仍不清,尤其是西北旱区土壤碳库特征及碳循环问题尚需更多阐释,土壤碳损失的环境风险也有待进一步明确。为此,项目负责人于2019年3月向国家自然科学基金提交申请书,于2019年8月项目获批。
2.研究目的与意义:西北旱区地域辽阔,光、热、土资源丰富,是中国重要的粮食生产和耕地资源后备基地,在全国粮食安全战略中具有极其重要的地位。但作为一个特定的生态类型和重要的农业区域,稀缺的水资源和频繁的灾害威胁着干旱地区的农业生产,同时,长期粗放的耕作方式和全球气候变化加剧了水土流失、土地荒漠化、土壤盐碱化和耕地退化,土壤有机碳和土地生产力不断下降(Gao etal.,2017),严重制约了旱地农业的发展。因此,大力发展与环境保护相协调的耕作技术,维持区域农田碳平衡(Kumar et al.2018),提高水资源利用效率,是实现该区域农业可持续发展所面临的重要科学问题。
秸秆带状覆盖技术是申请人参与研发的一种利用玉米整秸秆进行局部覆盖的旱地作物栽培技术,但作为一项新技术,秸秆局部覆盖技术的规范化、定量化和标准化尚未建立,有关农田土壤有机碳和土壤水分动态过程及其可能存在的协同关系等科学问题尚缺乏深入系统的研究。该研究在申请小组以往大量工作基础上,运用定位试验方法,进一步探索并明确秸秆局部覆盖下土壤有机碳活性组分及碳排放特征、土壤供水特征、作物耗水结构及水分利用状况,揭示土壤水碳互促机制,进一步完善旱区农田保水增碳研究,为西北半干旱区农业农田节能减排和高产高效种植模式创新提供理论支撑。
3.主要论点与依据:
(1)秸秆带状覆盖和地膜覆盖措施较CK显著改善了各生育时期0~200cm土层土壤水分条件和土壤贮水量,同时降低了播种-拔节期耗水量,3个生长季秸秆带状覆盖处理生育期总耗水量平均降低15.39mm,地膜覆盖较CK基本持平。
(2)秸秆带状覆盖种植有利于提高土壤质量,秸秆带状覆盖处理明显提高了冬小麦各生育期土壤有机碳(SOC)、土壤微生物量碳(MBC)、土壤可溶性有机碳(DOC)、土壤颗粒有机碳(PMC)及土壤易氧化碳(ROC),总体增幅0~20cm土层大于20~40cm土层。地膜覆盖对SOC的影响较小,MBC、PMC总体呈正效应,DOC、ROC年际间表现不同。
(3)秸秆带状覆盖和地膜覆盖较CK均可提高籽粒产量和WUE,3个生长季秸秆带状覆盖处理较CK平均增产6.90%,WUEr平均提高11.27%、WUEb平均提高16.51%。地膜覆盖处理较CK平均增产16.28%,WUEr平均提高15.29%、WUEb平均提高25.50%。秸秆覆盖处理中,SM5具有最高的产量和WUE。
(4)土壤含水量和土壤有机碳及其组分含量呈正相关关系,土壤水分可以解释0.1~2.1%的土壤有机碳及其组分含量的变化。土壤环境要素中,土壤水分对冬小麦增产的贡献最大(0.861),其次是土壤有机碳含量(0.790)。
综上分析,秸秆带状覆盖种植较地膜覆盖相比更有利于降低冬小麦耗水总量,改善土壤墒情和质量,两种覆盖方式籽粒产量和水分利用效率无显著差异,在半干旱区秸秆带状覆盖种植具备替代地膜冬小麦的可行性,秸秆带状处理间S5具有较高的产量和WUE,因此,种植带:覆盖带=70cm:50cm(SM5)是西北旱地小麦种植主推的种植模式。
4.创见与创新:
(1)该项目将土壤碳素动态与土壤水分、环境因子在时间上高度统一,以动态的方法对秸秆局部覆盖措施下土壤有机碳及其组分进行研究,填补了西北雨养农业区土壤碳素动态有关研究。
(2)该项目将土壤碳循环与水循环有机衔接,系统探讨旱作条件下的水碳互促机制,在农田土壤生态系统研究中具有一定的创新性。
5.社会经济效益:该项目提出的秸秆带状覆盖栽培模式较传统露地增产1.94%~18.43%,水分利用效率提高12.00%~16.59%,0-40cm土壤有机碳、土壤微生物有机碳、土壤可溶性有机碳、土壤易氧化碳和土壤颗粒有机碳分别平均提高2.87%,18.14%,14.18%,10.56%和5.68%,在节水增产及土壤质量提升效果显著,社会经济效益明显。
6.历年获奖情况:项目研究期间获得省科技进步二等奖1项。
小麦耕作农田土壤生态系统
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2600141882
甘肃
S181
基础研究
农业科学研究与试验发展
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。
干旱生态系统生态修复微生物群落结构
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2600030951
湖南
S273
应用技术
农业服务业
该技术通过研发喀斯特坡地特有的陡崖岩面(坡顶)、出露基岩(坡中)、土岩界面(坡脚)、硬化路等界面产流水高效集蓄技术,丰富了传统可利用雨水资源量,同时辅以径流智能调配系统,最大化径流集蓄效率,形成了适用于喀斯特山区分散型需水点的、多来源互补的多途径产流水联合集蓄模式。解决了喀斯特区高裸岩率、高渗透山坡雨水收集效率低的难题,避免提水和长距离引水,空间布置更灵活,集水、用水成本更低。
主要性能指标:
1.山坡雨水利用率:雨季20%~35%,旱季8%~17%;
2.触发产流的降雨事件占比:45%~70%;
3.山坡产流系数提升比例:100%~350%;
4.蓄水池无水时间占比:5%~20%;
5.灌溉用水保障率:80%~100%。
适用范围:适用于广大西南喀斯特山区岩溶干旱或季节性干旱频发、无集中供水设施的分散型经果林、畜禽养殖点、居民点。
雨水资源利用智能调配系统集蓄技术
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2600141520
甘肃
S573
基础研究
水果、坚果、饮料和香料作物的种植
①课题来源与背景:《国外无刺花椒新品种引进筛选与种质创新利用》是甘肃省科技厅重点研发计划国际科技合作类项目。
花椒是中国传统的调料、香料、油料及药材等多用途经济树种。甘肃是全国花椒生产第一大省,武都花椒价格一直引领着全国市场价格的走势,是该省具有绝对竞争力的优势农产品。但该省花椒研究起步较晚,处于奋力追赶阶段。生产中普遍存在着采摘难、品种少、单产低、病害虫害严重,冻害频发等瓶颈问题。日本花椒研究较早,已经选育出了许多食用、药用、调料和香料的专用品种,花椒单产是中国品种平均产量1.2倍,栽培和加工技术已趋于精细化和高端化,值得学习借鉴、引进吸收消化和再创新。
②技术原理及性能指标:该项目以国外无刺花椒新品种引进筛选和种质创新利用为目标,引进国外花椒优良品种,并与国内地方品种相结合,进行观察、鉴评和筛选适合甘肃栽培的优良新品种,推动甘肃花椒产业的提质增效。
考核指标:引进国外花椒品种资源3-5个,收集保存省内外品种资源5-8个,建立品种资源保存圃10亩;开展植物学特征、生物学特性观察和评价,筛选优良花椒新品种1-2个,建立苗木繁育基地20亩;建立优良品种及标准化栽培技术试验示范200亩,带动全省发展1.5万亩;开展花椒提质增效综合配套技术培训3-4期,人数200人次以上。
③技术的创造性与先进性:
A.引进日本花椒品种3个,德国花椒品种1个,保存国内外花椒品种资源11个,建立花椒品种资源保存圃20亩,建立引进品种苗木繁育基地50亩;引进外国专家3批次15人,选派1人出国开展果树水肥一体化技术考察,引进国外花椒生产管理新技术6项。
B.筛选出果穗多、果粒大、丰产性强、抗冻害的“刺椒”优株-“凌云1号”花椒,平均穗粒数180粒,千粒重120g,萌芽期比当地伏椒晚7-10天,5年生单株产干花椒在15斤以上;初步筛选出一个具有和茂汶花椒媲美的无刺花椒新品种-“金权无刺2号”。
C.建立苗木繁育试验示范基地270亩,标准化生产技术示范825亩,改造低产园1000亩,繁育优质苗木150万余株,带动发展3.5万余亩。
④技术的成熟程度,适用范围和安全性:项目中所涉技术是在已有技术基础上的引进、消化吸收和再创新,技术成熟、安全不涉密,可以适用于甘肃省及周边省区示范推广。
⑤应用情况及存在的问题:在全省建立花椒试验、示范推广点11处,建立花椒品种资源保存圃20亩,建立引进品种苗木繁育基地50亩,建立优质苗木繁育试验示范基地270亩,建立标准化生产技术示范825亩,改造低产园1000亩,繁育优质苗木150万余株,带动发展3.5万余亩。策划指导并建立了全国首个无刺花椒专家工作站,指导繁育的无刺花椒苗在全省大面积示范推广,覆盖陇南、天水、临夏花椒主产区,远销陕西、四川、河北等12个省市区。
存在的问题:花椒新品种筛选育种技术研究深度还不够,花椒新品种的筛选和花椒优良品种及优质标准化技术示范推广还需进一步加强。
⑥历年获奖情况:无。
⑦成果简介:该项目以国外无刺花椒新品种引进筛选和种质创新利用为目标,经过项目实施,一是引进保存国外花椒新品种4个,搜集、保存国内外有刺和无刺花椒11个,建立品种资源保存圃20亩,建立引进品种苗木繁育基地50亩。
二是开展花椒新品种筛选育种工作。通过系统性花椒新品种植物学特征、生物学特性观察鉴定评价。初步筛选出丰产性强、抗冻害的“刺椒”新品种优株-“凌云1号”花椒,该植株树势强,枝条开张,果柄长,果穗紧凑,平均穗粒数180粒,千粒重120g,萌芽期比当地伏椒晚7-10天,5年生单株产干花椒在15斤以上;以本土优异花椒种质为基础,开展了丰产、品质好、易采摘无刺花椒新品种筛选研究试验,初步筛选出一个具有和茂汶花椒媲美的无刺花椒新品种,拟定名为“金权无刺2号”。
三是指导和策划建立了全国首个无刺花椒专家工作站,年繁育优质无刺花椒苗150余万株,覆盖陇南、天水、临夏等花椒主产区,并远销陕西、四川、河北、河南、湖北、山东、云南、山西、贵州、新疆、西藏等12个省市,指导和扶持的金权无刺花椒育苗基地成为全国最大的无刺花椒育苗基地。
四是以安全、优质、高效生产为目标,在陇南武都、文县、徽县;天水市麦积、秦安;临夏州永靖、东乡、临夏、积石山等县区广泛开展花椒提质增效综合配套技术集成与示范,建立花椒优良品种和标准化栽培技术试验核心示范园825余亩,开展低产老椒园技术改造试验示范1000亩,辐射带动全省累计发展3.5万余亩。
五是开展了花椒全产业链技术培训。累计集中培训20余次,现场指导70余次,电话、微信远程指导200余次,培养花椒种植示范户20人,花椒技术带头人70人,打造典型观摩示范点3处,发放技术资料5000余份,培训椒农3600余人次。
六是开展了无刺花椒品质与挥发性香气组分分析和不同配方施肥对花椒幼树生长的影响机理研究,以及幼龄花椒树间套作种植试验示范,夯实研究基础。项目组成员发表论文4篇,其中国家级论文2篇,获得计算机软件著作权1项,获得实用新型专利1项,申请国家发明专利3项。
花椒品种引进种质创新利用