农业资源高效利用与环境友好技术

  一、新成果 

防病促生长微生物菌剂、生物有机肥和土壤改良剂(省农科院资环所)

       拥有相关国家发明专利6项。减少化肥用量30%,增产15-40%,显著提高果品和蔬菜品质,抑制土壤的酸化和盐渍化,减少土传病害发生,全面改善土壤综合性状,有效缓解和延迟连作障碍发生。在南京市、无锡市、淮安市、徐州建立多个试验和示范点。

 

利用农业废弃物制备植物栽培基质和育苗基质(省农科院资环所)

       利用动植物源农业废弃物为主要原料研制成植物栽培和育苗基质,不仅解决了农业废弃物环境污染问题还能获得比常规有机肥产品更高的经济效益。研发了基于多种有机物料的蔬菜育苗和栽培基质配方,构建基质工厂化和标准化生产工艺,拥有基质配方授权发明专利5项。

 

有机基质栽培蔬菜智能化生产技术体系(省农科院资环所)

       该技术体系的突出亮点是蔬菜立体栽培架可由行走机器人整件制自动运输,实现基质自动化装入栽培槽和自动化回收,解决了基质栽培模式下劳动力成本高等关键环节上的问题;该种植体系产生的尾菜等植株残体经过高温发酵后全部作为基质原料使用,没有废弃物的二次产生和处置问题。技术体系主要包括基质自动化装槽与菜苗机械化移栽技术和装备、基质槽智能化搬运与蔬菜栽培架自动化运输、水分机械化管理以及栽培基质回收再利用技术和装备等,并在院六合基地建成了一整套规模化生产线。

 

蔬菜、水果化肥减量增效技术(省农科院资环所)

       本技术实现减少化肥用量30%以上,每亩节本增效300元以上。在省内建立多个化肥减施技术示范点,进行化肥减施技术应用,目前示范点辣椒肥料利用率提高15-20个百分点,化肥减量使用30%-35%,蔬菜平均增产3.0%-4.6%。

 

新型环境材料应用于农业环境治理(省农科院资环所)

       基于理性设计的理念,以应用为导向,采用水热、化学沉积、原位还原等方法,已合成一维、二维、三维材料,获得了众多“state-of-the-art”性能的吸附材料和催化剂(ZnO、TiO2、Fe3O4等),体现了优良的水体污染物处理能力。

 

南方水网区农田氮磷流失治理技术(省农科院资环所)

       集成了高产环保的农田养分精投减投、流失氮磷的多重生态拦截、环境源氮磷养分的农田安全再利用及富营养化水体的生态修复四大关键技术,形成可复制可推广的“源头减量(reduce)—过程拦截(retain)—养分再利用(reuse)—生态修复(restore)”集成技术模式。

       在保证水稻高产的基础上,减少氮肥投入10-20%;对排水中的氮磷拦截率在40%以上;通过养分循环利用技术,在保证安全高产的同时通过氮素回用减少稻田氮肥投入20%-40%,径流氮磷平均浓度下降40%以上;末端的生态修复技术,可使污染水体氨氮浓度下降30%以上,水质提升1-2个等级。

 

农田汇水区重污染河道原位净化与生态修复技术(省农科院资环所)

       针对规模经营模式下农田径流导致汇水区河道污染问题,利用近岸带生态拦截屏障源头滞留削减入河污染物,再经定向导流、植物、微生物、微孔曝气等多重手段强化净化河道,通过植物采收将水体氮磷回收,并资源化再利用;构建了“氮磷源头拦截削减—水生植物微生物联合修复—水生植物加工处置—回收养分再利用”的工程技术;明确了治污技术参数,研制出植物打捞、处置专用设备。技术工程化应用实现了污染水体生态治理与养分再利用有机结合。

 

河湖废弃物无害化处置资源化利用技术(省农科院资环所)

       针对河湖治理中形成的蓝藻、底泥、水生植物等废弃物,研发出无害化处置资源化利用技术体系。技术成熟,可以进行产业化生产。开发出蓝藻生物塑料、蓝藻氨基酸、基质与肥料、芦苇木塑、陶粒建材等系列产品。技术应用既能有效预防河湖废弃物对环境造成二次污染,又能变废为宝,提升废弃物利用的经济价值。

 

基于秸秆全量还田的稻茬小麦全程机械化高效生产技术(省农科院资环所)

       针对南方稻茬麦茬口季节迟、土壤适耕性差、秸秆全量还田等带来的种麦机械化程度低、播种粗放、出苗匀苗差等实际问题,通过自主创新研究、机械装置改进、农艺技术配套等途径,提高秸秆还田均匀度、降低秸秆耕层密集度、提高出苗匀苗率、减少架空死苗率等,形成了以“碎草匀铺、反转灭茬、均匀摆播、适时镇压”为核心的“基于秸秆全量还田的稻茬小麦全程机械化高效生产技术”,并通过了省级鉴定,成果整体水平国内领先。

 

宽幅施肥播种增效技术(省农科院资环所)

 

       针对稻茬麦土壤粘湿和稻秸全量还田等特点,以提高通过性、施肥入土和宽幅匀播为主攻目标,通过装备引进与改造,研制形成了稻茬麦板茬宽幅施肥播种技术,实现在土壤比较黏湿与稻秸还田条件下也可实现宽幅施肥、播种、盖籽与镇压同步。该技术对不同墒情、土质等均有较好的适应性,播种质量好,作业效率高,尤其适应稻茬麦规模化生产需求。该技术的突出特征是农机农艺融合,装备支撑农艺需求,与常规机条播方式相比,宽幅施肥播种技术增产3.3%,提高氮肥利用率4.9%,节本增收50元/亩以上,可进行较大面积示范应用。

 

表土剥离和复垦耕地的土壤快速培肥技术(省农科院资环所)

 

       针对耕作层破坏后土壤存在的土壤团粒结构、理化性状及生物功能障碍,通过农机农艺结合,建立旱季少免耕结合基于秸秆还田的菇渣、有机肥及生物炭等定量使用的土壤有机质定量提升技术,获得有机物投入与土壤有机质提升的函数关系。在提升土壤有机质同时,通过养分高效管理技术同时进行粮绿轮作、粮豆轮作、粮饲轮作,实行用地与养地结合,或者进行季节性休耕,提高土壤团聚体,改善土壤通气性并协调水、肥供应与保水保肥能力,提高耕地地力。

 

基于“一基一追”的“三替一减”水稻化肥减量增效技术模式(省农科院资环所)

       以基肥结合拔节期追肥“一基一追”两次施肥为核心,结合已有测土配方、水稻机械侧深施肥、小麦种肥同播、有机肥替代等化肥减量增效技术,提出以高氮配方肥替代普通配方肥、机械施肥替代人工施肥、有机肥部分替代化肥、减少施肥次数的“三替一减”化肥减量增效技术模式。通过肥料的遴选、替代以及高效施用技术,可免追分蘖肥,氮肥总量减少20%,同时稳定产量,提高肥料效率和种植效益。

 

沼液环保输送及周年高效还田技术(省农科院沿海所)

 

       应用“泵站+主管-支渠”的输送工艺将符合标准的沼液粗滤后进入泵站加压,通过密封管道输送到田间支渠进水端,按照总氮含量计算施用量经清水稀释后进入渠道,选择淌灌或喷施方式在稻麦周年生产中施用,替代部分化肥。

       水稻生产遵循“主动补水、不可主动排水”的原则,泡田时水层淹没50%为宜,生产中以薄水层为主,在田间停留3 天以上,主要在基肥、分蘖肥、壮杆肥期分多次淌灌沼液3.5-4.5吨/亩(总氮以1300mg/L为例,替代10-12.5kg尿素) 。麦类生产遵循“前不干、后不进”的原则,主要在苗期、分蘖、拔节期主动喷施沼液总量6.0--6.5吨/亩。

       稻麦生育后期尽量不施,否则易贪青晚熟、倒伏,同时做好尾水收集净化工作。

  二、专家团队 

省农科院资环所土壤肥力与耕地保育研究室团队

       团队负责人为汪吉东博士,现有科技人员11人(研究员3人和副研究员5人),科管1人,科辅1人,聘用人员4人,在读研究生5人。主要研究方向为土壤肥力质量演变与培肥、土壤微生态学、新肥料与施肥技术等。

       近5年来,承担省部级以上课题共26项,含国家自然基金4项,国家重点研发计划4项,国家产业技术体系2项,江苏省重点研发重大项目1项,江苏省自然基金2项,江苏省自主创新项目及子课题共7项,农业部公益性行业(农业)专项子课题5项,农业面源污染国控点监测项目1项。建有农业农村部江苏耕地保育科学观测实验站、国家农业环境六合观测站。代表性成果为:1. 建立了江苏不同农区土壤磷钾丰缺指标体系,提出水稻“三替一调减”施肥技术模式。2. 建立了全国甘薯主产区土壤氮磷钾养分的丰缺指标;研究了不同主栽品种养分、水分需求规律,建立了甘薯高效绿色施肥技术施肥指标体系;制定甘薯缺钾的诊断指标体系。3. 建立了中低产农田土壤有机质定量提升和养分高效管理技术体系。发表论文50多篇,含SCI论文12篇,申请专利42项,获得专利授权11个,制定省地方标准6项,获得江苏省政府农业技术推广奖2项,国际植物营养研究所(IPNI Scholar Award)及其他奖励6项。

 

省农科院资环所土壤环境与污染修复研究室团队

       团队负责人为高岩研究员,现有10名在编科技人员,研究员2名,副研究员3名,助理研究员5名,5名在读研究生。其中,江苏省“333高层次人才培养工程”第三层次培养对象1人,江苏省“六大人才高峰”高层次人才培养对象1人,江苏省科协青年科技人才托举工程1人,江苏省农科院三级重点人才中青年学术骨干1人、青年拔尖人才2人,江苏省农科院在职双向博士后1人。主要研究方向为:围绕污染土壤修复与土壤环境质量改善,开展高效、环境友好、低成本的土壤重金属和有机污染原位修复技术及应用效果和消减污染物的作用机制;退化农田土壤障碍消减技术和功能恢复机制;土壤、土-水界面中碳氮磷、有机污染物、重金属元素的迁移、转化过程及生物驱动机制等研究。

       近5年来,承担省部级以上课题共29项,其中包括国家自然基金(面上)2项、国家自然基金(青年)5项,国家重点研发项目子课题2项。代表性成果有:研发了新型有机-无机复合钝化剂系列产品,并在不同类型、不同污染程度农田土壤进行推广应用;建立了经济、高效的污染农田原位修复技术,实现中低污染农田土壤的“边修复、边生产、边利用,边收益”;开发了消减土壤复合障碍的新型土壤调理剂产品;提出了生态型中低产田、新垦土地改良技术模式,相关技术正在熟化。授权二十余项发明与实用新型专利。参与获得江苏省省政府科技进步二等奖3项,国家教委一等奖1项,农业部科技进步三等奖1项。

 

省农科院资环所植物营养与生物资源利用研究室团队

       团队负责人为马艳研究员,现有科技人员12人,研究员1人,副研究员4人,博后1人。主要研究方向为设施和园艺作物植物营养和精准施肥和生物资源利用和障碍土壤改良治理等。

       近5年来,承担省部级以上课题共25项,其中包括国家自然基金(面上)1项、国家自然基金(青年)7项。代表性成果为:研制了防病促生长微生物菌剂和生物有机肥并通过成果转化实现产业化;开发了系列叶菜和果菜专用功能有机肥、育苗和栽培基质以及土壤调理剂,建成茄果类蔬菜化肥减量增效技术模式,构建了农业废弃物肥料化、基质化应用技术体系。获得肥料登记证2个,获得江苏省政府科学技术奖3项,江苏省农科院科学技术奖2项。

 

省农科院资环所作物栽培与绿色生产研究室团队

       团队负责人为顾克军研究员,现有科技人员6人,研究员1人,副研究员3人,博士生4名,研究生3名,聘用研究员1名,辅助人员1名。主要研究方向为:围绕稻麦周年提质增效与环境友好开展稻麦秸秆原位高效还田、产量与品质协同提升、稻麦周年轻简栽培、作物逆境生理与调控研究等。

       近5年来,承担省部级以上课题共24项,其中包括国家自然基金(青年)2项,国家重点研发课题1项,国家重点研发子课题2项。申请获得授权专利18项,制定省级地方标准1项,3项技术被列入省主推技术,参与获得省部级奖项6项。建有泗洪稻麦科技综合示范基地,2016年被省农委授予首批江苏现代农业科技综合示范基地和省现代农业产业技术体系示范推广基地,2017年被授予江苏省农业自主创新资金项目核心示范基地。代表性成果有:中早熟小麦新品种迁麦088;基于秸秆全量还田的稻茬麦全程机械化高效生产技术;宽幅施肥播种增效技术;稻收麦播秸秆覆盖还田一体化技术。

 

省农科院资环所农业生态与面源污染治理研究室团队

       团队负责人为薛利红研究员,现有科技人员10人,其中研究员4人,副研究员5人。主要研究方向包括农田养分管理与氮磷损失控制、新型环境材料研制及应用、环境源养分的农田回用及农业面源污染综合防控。

       近5年来,研究室先后承担省部级以上课题近40项,其中包括国家自然基金(重点)1项、国家自然基金(面上)4项、国家自然基金(青年)8项、国家重点研发计划课题和任务各2项、国家水专项子课题2项、公益性行业(农业)科研专项项目1项、公益性行业(环保)科研专项课题1项、江苏省农业自主创新重大项目1项和一类项目1项。获授权国家发明专利12项,实用新型专利8项,有4项专利成功转让。发表研究论文100余篇,其中SCI论文近40篇。研发的“面源污染区域联控技术”、“农村生活污水尾水的稻田安全消纳净化技术”、“农田排水等低污染水的原位净化及高效生态拦截沟渠技术”和“基于掺混控释肥的水稻插秧施肥一体化减量减排技术”入选2016年度和2018年度《江苏省水污染防治技术指导目录》,并在太湖流域进行了推广应用。研发的“南方水网区氮磷流失综合治理集成技术”入选农业农村部2018年度十大引领性技术和2019年度主推技术。先后获江苏省农业科学院科学技术(研究创新)奖一等奖1项和神农中华农业科技奖二等奖1项。

 

省农科院资环所水体环境与水生态修复研究室团队

       团队负责人为张志勇研究员,科技人员9人,研究员2人,副研究员5人,博后2人,在读研究生2人。主要研究方向为:以污染水体生态修复、水生态功能调控与养分资源化利用为研究方向,重点开展氮磷污染物迁移转化与去除机制、蓝藻治理与回收氮磷养分再利用、生态修复工程技术研发与效能提升等方面的研究。

       近5年来,承担省部级以上课题共19项,其中包括国家自然基金(面上)1项、(青年)3项,国家水专项3项。代表性成果有:1. 形成了蓝藻无害处理资源化利用关键技术;2. 形成了芦苇木塑复合材料工业化生产关键技术;3. 形成了水生植物控制性种养-机械化采收-工厂化加工处置-资源化利用的技术体系;4.探明了水生植物生态修复富营养化湖泊的脱氮除磷机理;5. 研究了富营养化水体中蓝藻与漂浮植物的相互作用机制。

 

省农科院沿海所畜牧兽医研究室团队

       团队负责人为杨智青副研究员,现有科技人员10人,其中研究员1人,副研究员4人,助理研究员4人;硕士研究生学历5人,本科学历3人。主要从事畜禽生态养殖、饲用资源开发利用、循环农业工程以及养殖废弃物资源化等4个研究方向,是全国可饲用中草药产业科技创新联盟理事单位、江苏省农业工程学会常务理事单位。

       团队在国内外专业期刊发表论文60多篇,获国家授权专利16项,制定地方标准4项,研究成果先后获第三方评价(鉴定)4项,获省科学技术奖1项、市科学技术奖2项、江苏农业科技奖1项。近3年来,建成盐城市畜牧养殖装备工程技术研究中心1个、生态养殖示范基地1个、循环农业示范基地1个、沼液还田利用示范基地2个。新技术新模式在江苏沿海地区广泛应用,对农业增效、农民增收中发挥了积极作用。

  技术咨询 

江苏省农村专业技术协会秘书处、江苏省农业科学院成果转化处

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