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①课题来源与背景：该课题来源于甘肃省科学技术厅自然基金项目。 高寒草甸是青藏高原最重要植被类型之一，占青藏高原总面积的1/3和全球碳库的2.5%，因此青藏高原高寒草甸在全球碳通量、碳储量以及碳循环中扮演着非常重要的角色。然而，大部分高寒草地已经退化，使该生态系统净C交换量和方向(碳源或碳汇)发生改变，从而导致在预测环境变化与碳反馈时，其结果在很大程度上不确定。因此，非常有必要研究草地退化对生态净C交换量和方向(包括生态系统呼吸(Reco)、总初级生产力(GPP)、植物呼吸(Rplant)的影响以减少这种不确定性。 ②研究的目的及意义：甘南退化草地是青藏高原退化草地的典型代表，且主要分布在海拔3500-4500m之间的高寒草甸区域，也使该研究具有明显的区域特色。该研究将从C的收支较角度深入理解草地退化对生态系统净C交换的影响及作用，是高寒生态学理论研究的新视角，也是高寒草甸研究序列新的延伸。因此，该研究对青藏高原退化草地的生态恢复实践亦有重要的指导价值。 ③主要论点及论据：通过对不同建植年限下植物功能群叶片氮、磷、碳含量、叶片净光合速率和呼吸速率以及生态系统二氧化碳通量的研究发现，莎草和禾草叶片氮含量随着建植年限的增加呈减小趋势，杂草叶片氮含量随着建植年限的增加而增加趋势。禾草功能群植物，建植年限增加使植物叶片氮、磷含量下降，从而导致植物叶片净光合速率和呼吸速率的下降，进而导致Reco的降低和NEE的增加。莎草功能群植物，建植年限增加使叶片氮含量下降，从而导致净光合速率和呼吸速率的下降，进而Reco的降低和NEE的变化。杂草功能群，建植年限增加使叶片氮磷含量增加，从而导致净光合速率和呼吸速率的上升，进而导致Reco和NEE的变化。 ④创见与创新：明确了草地退化对生态系统CO₂吸收和排放影响的主要途径和作用机理，探明退化草地生态碳对大气CO₂调节阈值。 ⑤社会经济效益，存在的问题：研究持续时间较短，需要长期坚持研究。 ⑥历年获奖情况：无。 ⑦成果简介：在该项目的资助下，发表SCI收录刊物论文2篇，国内核心期刊发表论文2篇，培养2名硕士研究生，参加2-3次国内相关学术会议。

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。

1.课题来源：发明专利《一种药用植物种子丸粒化装置及其应用》是在甘肃省农业科学院院列团队项目《中药材资源利用与品种改良》子任务《道地中药材种子种苗标准化技术提升研究》(2017GAAS29-1)项目的支撑下经过大量的科学研究研发出的。 2.研究目的与意义：菘蓝为十字花科二年生植物，其干燥根入药为板蓝根，干燥叶入药为大青叶。甘肃省为菘蓝的主产区，常年面积稳定在20万亩左右。菘蓝以角果为播种材料，菘蓝角果中有1-2粒种子，菘蓝种子体积占角果总体积的5%左右，质量占角果质量的50%左右，因其体积大导致种子运输困难，并且播种后种子受到果皮影响吸水速率慢、种子萌发迟、发芽率低、发芽周期长。同时，菘蓝角果呈扁长形，常伴有大量的秸秆，利用机械播种时角果和秸秆容易堵塞播种机取种器，给播种带来极大困难，造成生产种子用量多、生产成本高。 现有技术中并没有针对菘蓝角果进行脱皮操作的设备，由于菘蓝角果的形状结构特殊，现有的其他脱皮设备无法有效的拨动与打击菘蓝角果，角果之间的碰撞、挤压摩擦作用弱，果皮脱离难度大；对于种粒和果皮分离后的种粒筛选过程也无法快速有效的进行分离。因此，研发出菘蓝角果脱皮装置对菘蓝种子运输、机械播种具有迫切而现实的意义。 3.主要论点与论据：一种菘蓝角果脱皮机及其脱皮方法。通过旋转轴带动搅拌杆转动，搅拌杆拨动并打击菘蓝角果，使菘蓝角果的果皮破碎并与种粒脱离，菘蓝角果之间还会产生碰撞、挤压摩擦，也会使果皮破碎并与种粒脱离，因此可通过设置的拨动板，对底部的菘蓝角果进行打击和拨动，增强菘蓝角果之的碰撞、挤压摩擦作用；这样可促进菘蓝角果的快速脱皮，脱皮效率更高；该发明利用搅拌脱皮的方法，通过脱皮机搅拌杆与果皮或果皮与果皮摩擦方法进行脱皮，菘蓝角果脱皮率可以达到90%以上，菘蓝种子完整率超过98%。 应用该脱皮装置对菘蓝角果进行脱皮的步骤如下：将净化选择后的菘蓝角果晾晒至含水量为9%-13%；菘蓝角果在30℃-40℃烘干30-50min，烘干过程中每隔10min翻动一次种子；烘干后的菘蓝角果放置20-40min冷却至室温；菘蓝种子倒入菘蓝角果脱皮机中，旋转轴带动搅拌杆和拨动板对菘蓝角果进行搅拌；旋转轴转速为100r/min，搅拌脱皮时间为15-35min；旋转轴转动过程中，搅拌杆对菘蓝角果进行拨动和打击，使得菘蓝角果的果皮被打碎，种粒和果皮脱离，种粒和果皮分离并形成混合体；最后再分离筛中，利用筛选装置实现种子的筛选，获得干净的菘蓝种子。 4.创见与创新：针对菘蓝角果的特点，利用搅拌体对菘蓝角果进行脱皮操作，通过旋转轴带动搅拌杆转动，搅拌杆拨动并打击菘蓝角果，使菘蓝角果的果皮破碎并与种粒脱离，菘蓝角果之间还会产生碰撞、挤压摩擦，也会使果皮破碎并与种粒脱离，同时由于破碎的果皮变得细小，本身质量轻，未脱皮的角果和种粒会沉于圆柱形筒体底部，这样会使搅拌杆拨对未脱皮角果的拨动作用和打击作用减弱，菘蓝角果之的碰撞、挤压摩擦作用也会减弱，因此可通过设置的拨动板，对底部的菘蓝角果进行打击和拨动，增强菘蓝角果之的碰撞、挤压摩擦作用；这样可促进菘蓝角果的快速脱皮，脱皮效率更高；该发明可以对菘蓝角果的种粒和果皮分离后的混合体进行快速筛选，使种粒被快速筛选出来，避免人工操作时的体力消耗，自动化程度更高，使用更方便；在具体的筛选过程中利用旋转轴带动偏心轮转动，偏心轮带动偏心轮套偏心转动，进而可带动筛体实现一个轨迹为环形的摆动过程，其通过旋转轴的转动既实现了种粒和果皮在圆柱形筒体内部分离操作筛，又实现了种粒的筛选操作，弹簧缓冲杆对防护板起到限位和缓冲作用，可改变筛体对种粒和果皮混合体的作用力，利于种粒被快速筛选出来。 该发明利用搅拌脱皮的方法，通过脱皮机搅拌杆与果皮或果皮与果皮摩擦方法进行脱皮，菘蓝角果脱皮率可以达到90%以上，菘蓝种子完整率超过98%。 5.社会经济效益，存在的问题：该发明通过机械快速将菘蓝角果脱皮并分离，使得菘蓝角果体积变小，种子更加方便于运输，同时菘蓝种子相对规则，更利于机械播种，将节约用种50%以上。该专利技术的应用，将使菘蓝实现精量播种，降低中药材种植成本、提高中药材产量及品质具有积极的促进作用。因此，该机器的研发与应用从种植户机械播种降低成本扩大种植面积、加工商收购更多高等级商品、药厂采购优质原料等方面具有巨大的需求。 6.历年获奖情况：无。

1.课题来源：发明专利《一种中药材丸粒化种子撒播育苗装置》是经过大量的科学研究研发出的。 2.研究目的与意义：中药材为甘肃省重要的经济作物，为农户增产增收、助力乡村振兴方面发挥着积极的作用。近年来，相关科研单位针对中药材种子异形、细小、具翅或皮的特征，进行了中药材种子丸粒化技术研究，使中药材种子规格宜于机械播种。甘肃省大宗中药材大部分以种子为播种材料进行育苗移栽成药，完成药材种植工作。随着农村劳动力的越来越少，中药材种植机械化将是中药材高质量发展的主要途径，通过丸粒化种子播种将是中药材生产的最佳选择。不同科研单位也通过不同播种模式和播种量研发出了丸粒化种子精量播种机，但在应用过程中也存在丸粒化种子漏粒、破碎、难以控制撒播位置、撒播不均匀、不方便对撒播量进行控制的问题。因此，研发一种中药材丸粒化种子撒播育苗装置对提高中药材播种育苗效率、降低劳动成本、节约用种等具有重要的意义。 3.主要论点与论据：一种中药材丸粒化种子撒播育苗装置，包括底板，所述底板的底部设置有移动轮，所述底板的上端固定连接有支撑杆，所述支撑杆的上端固定连接有支撑板，所述支撑板的上端左侧边缘处固定连接有把手，所述支撑板的内部固定套接有料桶，所述料桶的上端通过螺栓安装有盖板，所述盖板的上端左侧固定连接有加料斗，所述料桶的内部转动套接有转动座，所述转动座的内部固定连接有多个呈环形分布的下料管，所述下料管的外侧滑动套接有连接管，所述连接管的外侧设置有电磁阀，所述连接管的外侧滑动套接有转盘，所述转盘的顶部固定连接有连接柱，所述连接柱与转动座固定连接，所述料桶的内部设置有转动分料机构，所述转盘上设置有旋转撒播机构。该播种装置已应用于甘肃省道地中药材党参、黄芪、当归、大黄丸粒化种子播种育苗以及板蓝根、柴胡、牛蒡等中药材种子的直播生产，取得了良好的应用效果。 4.创见与创新：该发明提供了一种中药材丸粒化种子撒播育苗装置，包括底板，所述底板的底部设置有移动轮，所述底板的上端固定连接有支撑杆，所述支撑杆的上端固定连接有支撑板，所述支撑板的上端左侧边缘处固定连接有把手，所述支撑板的内部固定套接有料桶，所述料桶的上端通过螺栓安装有盖板，所述盖板的上端左侧固定连接有加料斗，所述料桶的内部转动套接有转动座，所述转动座的内部固定连接有多个呈环形分布的下料管，所述下料管的外侧滑动套接有连接管，所述连接管的外侧设置有电磁阀，所述连接管的外侧滑动套接有转盘。该发明涉及一种中药材丸粒化种子撒播育苗装置及其应用，具有种子撒播均匀，方便对撒播量进行控制的特点。 5.社会经济效益，存在的问题：一种中药材丸粒化种子撒播育苗装置为中药材种子丸粒化的后续研发成果，为适宜丸粒化种子播种的装置，为实现丸粒化种子机械精量播种育苗和中药材育苗农机农艺融合开辟了新的途径，将该专利技术应用到甘肃省道地中药材当归起垄机械播种育苗、党参黄芪黄芩等根茎类中药材丸粒化种子精量播种育苗以及板蓝根起垄播种繁种效显著，极大的优化了播种模式，实现精量播种，还对道地中药材提高优质种苗产出率、实现机械精量播种、降低中药材种植成本、提高中药材种苗产量及质量具有积极的促进作用。因此，该装置的研发对普及应用中药材丸粒化种子，提高育苗效率、降低育苗成本等方面具有巨大的需求。 6.历年获奖情况：无。

一.课题来源与背景：豌豆不仅是粮食作物，还可以作为蔬菜、绿肥、饲料，在国民经济和社会发展中具有举足轻重的作用。中国豌豆种植虽然面积很大，但单产却不高，因此，提高豌豆的单产是今后豌豆种植业发展的重要环节。豌豆单产增速有所下降，但播种面积快速增加，靠施肥及其他技术十分有限，只有靠遗传改良，提高豌豆产量，培育高产豌豆才是重要途径。因此选育高产、抗旱、综合性状好、籽粒品质优良的品种逐渐成为豌豆新品种的育种方向。从2013年开始高台浩选农业科技开发有限公司开展了优质豌豆新品种浩选裕良888的选育研究工作。 二.选育过程：浩选裕良888是高台浩选农业科技开发有限公司以“永盛珍宝豆”常规豌豆品种变异株为亲本，采用系统选育法，经6个世代自交优选而成的杂交种。经过多年的品比试验，该公司发现该品种高产、稳定性好、抗病抗倒性强，熟期适宜，商品品质优良。 三.特性及优点：浩选裕良888全生育期92天左右。株型蔓生，株高195.23厘米，叶色绿色，叶型半无叶，双荚率高，每株成荚14.15节，第一结荚位适中，花色白色，单株有效荚数26.18个，单荚粒数6.36个，平均荚长10.86厘米，荚宽1.76厘米，荚色浅绿色，荚质软荚，种皮色浅黄，子叶颜色橙黄，粒形扁球形，籽粒表面皱褶，干籽粒百粒重26.32克。丰产性、适应性、稳产性、抗病性、抗逆性等表现优良。 四.产量表现：2020年-2021年在甘肃、云南地区进行豌豆品种区域试验，两年平均亩产156.69kg，比对照永盛珍宝豆增产5.12%，2021年生产试验，平均亩产149.82kg，比对照永盛珍宝豆增产4.76%。 五.栽培技术要点：适合生长温度15℃-25℃，忌重茬，适合沙壤土种植，亩用种量约4千克，株距3-4厘米，行距100厘米，播种前施有机肥3000千克、复合肥50千克、普钙30千克，深耕、耙平，起垄70厘米宽，开花后追施氮肥10千克、钾肥5千克，采收3-4次后施氮肥10千克、钾肥10千克，每隔7-10天浇水一次，要保持土壤约60%的湿度。结荚中后期要注意防治白粉病。 六.审定意见：2023年12月26日通过中华人民共和国农业农村部非主要农作物品种登记，登记编号：GPD豌豆(2023)530096。

一.课题来源与背景：随着农业科技的不断发展，番茄作为重要的蔬菜和经济作物，其品种改良与创新一直是农业科研的重要方向。乐研188番茄新品种的研发，正是基于这一背景，旨在通过现代生物育种技术，培育出具有高产、优质、抗病等特性的新品种，以满足农业生产的需求，提升番茄产业的竞争力。该课题来源于对现有番茄品种性能的深入分析，以及市场对高品质番茄的迫切需求。 二.技术原理及性能指标：乐研188番茄新品种的研发，采用了先进的分子标记辅助选择技术和基因工程技术，对番茄的遗传特性进行了精准改良。新品种在产量、品质、抗病性等方面均表现出显著优势。具体而言，其产量相比同类品种提高了约20%，果实硬度增加，耐贮运性增强，同时富含多种对人体有益的营养成分，口感更佳。 三.技术的创造性与先进性：乐研188番茄新品种的培育，在技术上实现了多项突破。首先，通过精准的分子标记辅助选择，实现了对目标基因的快速定位和选择，提高了育种的效率和准确性。其次，利用基因工程技术，成功导入了抗病基因，显著提高了番茄的抗病能力，减少了农药的使用。这些技术的创造性应用，使得乐研188在同类品种中脱颖而出，展现了其先进性。 四.技术的成熟程度，适用范围和安全性：乐研188番茄新品种的培育技术已经成熟，经过了多代的选育和田间试验验证，表现出稳定的遗传特性和良好的适应性。该品种适用于各种气候条件下的番茄种植区域，无论是露地栽培还是设施栽培，都能表现出其优异的性能。同时，经过严格的安全性评估，乐研188番茄新品种被证明是安全可靠的，对人体健康和环境均无不良影响。 五.应用情况及存在的问题：乐研188番茄新品种已经在多个地区进行了示范推广，并受到了广大农户的欢迎。其高产、优质、抗病的特性为农户带来了显著的经济效益。然而，在应用过程中也发现了一些问题，如部分地区的种植户对新品种的栽培技术掌握不够熟练，导致产量和品质未能达到预期。因此，加强技术培训和指导是下一步推广工作的重点。

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”。

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。

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。

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。