藻类资源在农业种植业中的应用研究进展

随着人们对海洋生物资源研究的日益关注,藻类生物资源的挖掘也越来越受到重视,近年来其在农业领域的应用和价值也日益凸显。目前,人们对藻类资源在农业中的应用研究主要集中在对藻类生物肥料和生物刺激剂的探索,即为农作物寻找新的肥料来源,但对其作用机制的研究还缺乏总结。为此,本文综述了国内外相关研究进展,重点介绍了藻类资源在农业种植业中的利用,阐述了藻类细胞及其产物在农业工程中的应用与发展,包括藻类作为生物肥料和生物刺激剂、藻类资源在农业环境修复以及农作物产品保鲜等方面的应用。此外,本文还总结了藻类资源在农业应用中的主要机理：①藻类的固碳、固氮以及解磷作用,可提高土壤营养物质含量,调节土壤微生物活力,促进植物生长;②藻类分泌的胞外聚合物有助于改善土壤荒漠化及盐碱化,降低农药污染风险和提高土壤肥料利用效率;③藻类细胞的生物吸附性有助于重金属污染土壤的修复;④海藻多糖的抑菌、抗病毒和保鲜功能等。总而言之,藻类资源在农业种植业中具有广阔的应用前景和巨大的开发价值。未来的研究应着眼于藻类细胞活性物质的促生长机理和藻类资源的田间规模评价,重视分子生物学技术的应用,挖掘更多样化的藻类应用潜力,为藻类生物质的开发和农业可持续发展提供理论依据。     

纳米缓/控释专用复合肥(纳米肥料)

该肥料产品的全称为纳米材料胶结包膜型缓/控释作物专用复合肥料,是科技部国家“十五”期间863生物和现代农业领域生物工程主题纳米生物技术专题将“纳米肥料关键技术研究”列为研究课题本课题是由著名肥料专家、中国农业科学院土壤肥料研究所首席研究员张夫道博士主持完成的原创性和国际领先的技术成果。 纳米缓/控释专用复合肥主要特色:     

草坪基质添加碳纳米材料对高羊茅生长和蚯蚓生理的影响

为探讨碳纳米材料对高羊茅生长和蚯蚓生理的影响,在草坪土壤基质中添加3种碳纳米材料(石墨烯、氧化石墨烯和碳纳米管),采用赤子爱胜蚓作为受试生物,研究了施加1%和3%碳纳米材料90 d后高羊茅生长、蚯蚓抗氧化酶活性和丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明:不同比例的碳纳米材料对高羊茅的株高、地上鲜质量和干质量均没有显著影响。碳纳米材料均显著抑制了蚯蚓超氧化物歧化酶(SOD)的活性,3%碳纳米管的抑制率达到39.3%;暴露于3%氧化石墨烯,过氧化物酶(POD)活性显著降低;添加1%氧化石墨烯,过氧化氢酶(CAT)活性有所升高,添加3%碳纳米管和3%石墨烯,CAT活性显著低于1%氧化石墨烯处理。此外,碳纳米材料对蚯蚓体内的谷胱甘肽S-转移酶(GST)活性和MDA含量并无明显影响。因此,施加一定浓度的碳纳米材料不会影响草坪植物的生长,但其可以诱导蚯蚓体内活性氧(ROS)的产生,引起抗氧化酶活性发生变化,对土壤动物蚯蚓具有一定的毒性作用。     

基于物联网的智能水肥一体化管理系统构建

目前的水肥一体化系统普遍存在监测参数少,形成的植物生长模型及混肥算法精准度较低,控制系统运算能力较弱且功能单一,不能实现智能控制等缺点。利用物联网构建无线传感器网络是水肥一体化系统的发展趋势。为提高农业生产上肥料与水资源的利用率,促进现代农业发展,通过采用视觉采集技术、无线传感器物联网监控技术和自动控制系统技术相结合,建成基于物联网,利用机器视觉测量植物生长参数,无线传感器物联网监测环境和土壤参数,以植物生长模型和模糊神经网络算法形成精准水肥混合方案,以ARM11嵌入式系统为核心的农作物智能水肥一体化管理系统。     

中科院合肥物质研究院 李彬博士:六国网肥具有四大特点

<正>相对于其他缓控释肥料,六国网肥有其四大不同特点:其一,两者的科学命题不同。控失性肥料的目的是增效环保,通过控制化肥养分迁移,一方面既能充足保障农作物生长养分需求,又能将多余养分固定在土壤中;另一方面可以控制氨氮挥发,减少温室气体排放;可解决氮磷径流而造成水体富营养化,大幅减少农业面源污染;缓控释肥目的是缓     

缓控释肥的发展应用与评价体系研究进展

在农业生产中氮肥过度使用、肥料利用率低下,因肥料施用不当引起的土壤恶化、资源短缺、环境污染等环境问题已经严重制约了我国农业的现代化进程。缓控释肥料作为高效且环境友好型的肥料,对缓解农业肥料用量日益增加,提高肥料利用率有重要作用。本文对缓控释肥料的发展与运用现状进行了总结,很多研究证实缓控释肥料对水稻、小麦、玉米等主要农作物有较高的应用价值,但由于肥料释放效果、经济效益、社会生态效益等方面的限制,使得缓控释肥料目前未能在农业上广泛推广应用。因此,构建与完善缓控释肥料的综合评价体系非常迫切,这也是推动其在农业领域推广应用的重要依据。     

传感器行业发展空间巨大 国产品牌替代率不断提高

传统的温室大棚已经不能持续满足现代农业的发展需求,智能温室成为现代农业发展的重点。然而,智能温室中的温湿度控制系统、灌溉系统、植物生长监测系统等,都离不开传感器,可以说传感器就是实现智慧农业的"桥梁"。在下文中,提到了传感器应用的五大领域,其中并未提到现代化农业领域,事实上,在实现现代化农业过程中,传感器的应用范围及应用量也是庞大的。据了解,目前我国已有1700多家从事传感器的生产和研发的企业,应用的领域涉及工业自动化、农业现代化、航天技术、军事工程、医疗诊断、交通运输、家用电器等,但其中有多少是针对现代农业进行研发和生产传感器的国产企业呢?     

生物炭对土壤肥料的作用及未来研究

随着社会经济的飞速发展,农业技术也得到了长远的发展,对于新型农业先进农业技术的需 求成为了现代农业发展的特色。尤其是其中的生物炭在土壤肥料中的应用,因为其独特的作用属性, 在不断的深入探索过程中得到了现代农业的认可,本文作者通过生物炭的实际应用情况,阐述了生物 炭对于土壤肥料发展的作用和对于现代农业的影响,并对生物炭土壤肥料发展的未来提出了自己独 特的看法。     

坡缕石在生态修复及绿色农业中应用研究进展

坡缕石的独特结构使其具备吸附性、缓释性、分散性、悬浮性和置换性,属天然生态材料。基于其特殊的化学性质和纳米级的晶体构造,已开展了坡缕石在生态修复和绿色农业中应用的广泛研究,特别在农作物增产、品质改良方面取得了突出的研究成果,具广阔的开发应用前景。在未来生态修复和绿色农业生产领域其可广泛用于肥料缓释控释、化肥减施增效、有害物质吸附、化学饲料添加剂替代、农田保水、土壤性状改良、污染土壤修复和盐碱地改良方面。     

农作物营养套餐施肥的技术理念与应用

针对目前用于我国各种农作物品种及其生长主产区,以及土壤养分和生长环境特点,施肥技术具有较大差 异,营养套餐施肥技术要求实现高品种产量,高质量,高价值的各种现代化农作物品种栽培目标,设计综合解决方案, 通过施肥实现农作物土壤养分资源的高效利用,实现肥料养分释放曲线与作物养分需求曲线同步,从而减少有效养分 的淋失,挥发和渗漏,显著减轻对土壤,水体和大气的污染,以期为农业农作物营养套餐施肥应用提供参考。     

镉污染农田安全利用技术研究进展

镉是农田土壤污染较为突出的重金属元素之一,具有较高的毒性、移动性和生物有效性,对农产品安全生产造成严重影响。镉的生物有效性决定了植物根部对镉的吸收。土壤镉生物有效性调控技术成为近年来农业资源利用领域的研究热点。本文综合评述了镉污染农田安全利用技术,包括原位钝化技术、叶面阻控技术以及农艺调控技术,针对各种修复技术的特点,提出了镉污染农田土壤修复技术的研究和发展方向,以期为镉污染农田安全利用技术的研究提供参考。     

农业粮食生产中的碳中和与生态修复

碳中和已成为我国新时代生态文明建设的重要内容,而农业粮食生产过程是温室气体的重要来源。基于“山水林田湖草沙的农业生命共同体”理念及其运行机制,本文阐述了农业粮食生产中的碳中和问题,并对碳中和框架下污染农田或耕地的生态修复进展进行了概述。指出在实施污染生态修复的同时,需要注重生态固碳增汇,并提出石化农业向零化石农业、单施无机肥向无机-有机肥料科学配施以及传统农业向智能农业的转型是实现农业碳中和的必由之路。农田生态修复仍需寻求新的突破,挖掘生态固碳潜力,构建农业碳中和生态系统,这对于实现农业碳中和意义重大。     

基于专利文献分析的土壤污染修复技术发展现状与展望

为明确土壤污染修复技术在世界范围的研究布局和发展态势,基于德温特专利创新索引数据库(Derwent Innovation Index,DII)对2005—2013年土壤污染修复技术专利进行了计量学统计,并探讨了该技术的研究布局、研究重点及发展趋势。结果显示,世界范围内土壤污染修复技术涉及的专利申请量逐渐增长,土壤污染修复技术研究较为活跃。中国是该技术领域主要的专利申请国,也是最大的技术来源国,其专利数量从2005年逐年上升,尤其是2009年以后呈现快速上升趋势。土壤污染修复技术相关专利涉及的学科领域呈现交叉趋势,技术布局广泛,主要涉及化学、仪器与仪表、工程学、水资源学等方面。土壤污染修复领域主题词聚类分析显示,土壤砷、镉、铅、铬污染是该领域的研究热点,土壤污染物的稳定固化、植物修复、电动化修复、添加调理剂、土壤淋洗、离子束、分离回收等是可供采用的重要技术,并且2010年以后,污染物稳定固化、植物修复、添加调理剂修复技术的研发活动更为活跃。基于以上研究,认为今后应加强研发高效经济的土壤污染修复技术,注重已有专利成果的转化,促进专利的市场应用,使其发挥更大的社会和经济效益。     

速生林木对重金属污染土壤植物修复技术研究进展

植物修复技术是目前国际上常用的一种用于修复重金属污染土壤的绿色环保技术。目前研究的修复材料主要集中在重金属超积累植物上面,而对速生林木方面的研究相对较少,且研究重点主要侧重于对修复材料的筛选。一般超积累植物主要集中在草本植物,它们对重金属具有吸收和转运能力, 但其生物量小,生长缓慢,根系不发达等因素限制了在植物修复中的运用。速生林木相比超积累植物,具有生物量大,生长迅速等特点,将其应用在植物修复中可为大面积修复重金属污染土壤提供选择。综述了速生林木用于重金属土壤修复的特点,从对重金属的胁迫耐性、吸收转运、累积分布、强化技术及修复材料的回收利用方面进行论述,并为今后速生林木修复土壤重金属污染提供了新的研究思路。     

耕地重金属污染与安全利用

耕地土壤是人类社会赖以生存的重要资源之一,为农作物生长提供必要的养分和物质基础。然而,随着工业化和农业现代化的快速发展,重金属污染耕地土壤的问题日益严重。重金属污染不仅危害农产品质量安全,还会通过食物链危害人类健康。本文对耕地土壤重金属污染情况、重金属污染对作物、环境和健康的影响以及重金属污染耕地的安全利用技术进行汇总分析,以期为耕地土壤重金属污染治理修复和安全利用提供参考。     

计算机视觉在农业领域的研究探讨

随着国家大力发展智慧农业,计算机视觉技术在农业领域中的应用也得到快速发展,推进着农业生产向高质量、高产量的方向不断发展。本文分析了当前计算机视觉在农业领域中农作物病虫害识别、种子和果实分级检测、农作物生长环境监测和农田土壤特征分析等方面的研究现状,并进一步讨论了计算机视觉和深度学习结在农业领域中和应用,最后对计算机视觉技术在农业领域的研究中存在的问题进行了分析和展望。     

基于Web of Science数据库的土壤污染修复领域发展态势分析

土壤污染修复是当今农业、生态和环境科学领域的研究热点。为明确该领域在世界范围的研究布局,基于Web of Science平台科学引文索引扩展版(Science Citation Index Expanded,SCIE)数据库对2005—2013年土壤污染修复领域的SCI论文进行计量学统计,探讨该领域的研究现状、研究重点及发展趋势。结果显示,在世界范围内土壤污染修复领域的发文量逐年稳步增长,其中以中国、美国和印度发文量较多,技术成熟度和重视程度也较强。美国、中国、英国和印度的论文质量和影响力较高,表征发展中国家中国和印度在土壤污染修复领域的研究实力也跻身世界前列,是土壤污染修复领域重要的参与者和引领者。中国科学院、浙江大学和西班牙高等科学研究委员会是其主要发文机构,中国国家自然科学院基金、973国家重点基础研究发展计划、欧盟、美国能源部、863国家高技术研究发展计划是其主要的项目资金来源。土壤污染修复研究涉及的学科领域分布广泛,其中以环境科学与生态学领域发文量最多,并向其他学科渗透,交叉研究将会更为普遍。今后土壤污染修复技术发展也将继续呈现多样化、友好化和高效化,更加注重土壤污染修复效果评价和经济效益评估。该研究结果可为土壤环境学科的发展、研究布局的规划以及我国土壤污染修复技术的创新提供思考与借鉴。     

土壤重金属污染现状与治理途径研究进展

分析了我国土壤重金属污染现状,阐明了土壤重金属的危害,介绍了当前污染土壤的各种修复措施,包括工程修复措施、物理化学修复措施、化学修复措施、农艺调控措施以及生物修复措施等;对各种措施的修复原理、已取得的研究进展以及优缺点进行了分析,并提出土壤重金属污染物防治必须重视管理措施的发展和应用。最后对土壤污染防治存在的问题和今后研究的方向进行了探讨。     

海藻寡糖在农业领域的应用研究进展

海藻寡糖是海藻多糖经过降解得到的一系列寡糖片段,分子量低、水溶性好,具有广泛的生物活性优势,在农业生产中具有广阔的应用前景。文章对近年来海藻寡糖在土壤修复和促进植物生长两方面的研究进展进行综述,同时指出海藻寡糖对土壤重金属的不同作用效果限制了其在土壤修复中的进一步应用、土壤微生物对海藻寡糖—重金属络合物的影响机理不明及海藻寡糖作为植物诱导剂在实际应用中存在局限性等问题。因此,今后在海藻寡糖的利用中应注意以下问题:进行土壤修复时,应针对土壤的酸碱度及重金属污染情况,合理选择海藻寡糖的施用量,确定适宜的修复方式;可将海藻寡糖与其他诱导剂或杀菌剂联合使用以解决其作为诱导剂的局限性;此外,海藻寡糖可作为新型肥料添加剂进行深入开发,以促进其在农业领域的进一步应用。