乡村振兴与农业工程学科创新

乡村振兴作为农业农村现代化的长期目标和全方位发展过程,为涉农学科提供了空前巨大的创新与调整空间。该文旨在探讨农业工程学科在这一新的历史机遇与挑战面前,如何确定学科调整与优化的方向,为乡村振兴战略的实施提供有力的科技与人才支撑。近年来,以新工科、新农科建设为标志的新一轮学科布局调整,十分注重引入新技术与产业革命成果,用信息、数字技术和人工智能改造、提升传统工科和农科;相对而言,针对乡村振兴引发的农业农村现代化道路扩展与发展形态变革对学科创新的需求则重视程度不足。农业工程因其对农业农村现代化的特殊与关键性作用,理应更重视社会经济发展模式与结构调整对学科创新的影响及其对应关系。当前形势下,农业工程学科创新应重点关注以下几方面的问题:1)乡村振兴战略的实施为农业工程学科的创新与拓展开辟了新空间,提出了新要求;2)农业工程技术体系的开发推广将从以农业生产领域为主向依托农业农村资源而形成的多产业融合领域延伸;3)农业工程人才培养与科研体系建设要面向乡村生产生活和生态系统构建的全领域全过程;4)农业农村各产业及区域系统性建设要与城乡融合发展和推进农村治理体系与治理结构现代化的需求对接。现阶段,关于农业工程学科创新与扩展的新领域和新方向,在下述几个方面存在十分紧迫的现实需求:1)农村电子商务工程;2)乡村景观营造与维护工程;3)乡村新业态生产空间营造;4)乡村生态环境工程;5)乡村社会经济管理与治理体系和治理结构系统工程。     

西南喀斯特地区城乡融合发展乡村振兴路径研究

西南喀斯特地区是中国乡村振兴建设的重点及难点地区。针对西南喀斯特地区乡村振兴发展条件及面临的问题,该文探讨了西南喀斯特地区城乡发展关系、乡村振兴的路径。研究表明:1)西南喀斯特地区应在已有城镇体系的基础上,构建以小城市、小城镇、重点镇及中心村为主体的新型山地特色城镇体系,完善城乡城镇体系,在提高城镇化率,减少乡村人口及乡村数量的基础上实现乡村振兴。2)以新型山地特色城镇体系和农业现代化转型为核心,促进乡村经济与城市经济的深度融合,形成乡村振兴的"内源"驱动发展机制。3)乡村振兴路径,应结合西南喀斯特山地特色,实施新型山地特色城镇体系建设工程,通过城镇的辐射带动,促进城市经济与乡村经济融合;实施以"劳动+技术+资本"多重集约化为特征的农业现代化转型,提高单位土地生产率和劳动生产率,保障农户收入持续增加;实施山地特色农业的纵向、横向延伸产业化工程建设,实现农业生产与经济发展的深度融合,实现农业的内源驱动发展。4)乡村振兴政策,应着力从创新农业经营体系,加强智力、人才支持,创新农村土地利用管理体制机制,因地制宜、科学规划,完善基础设施等方面,保障乡村发展转型与振兴。     

论乡村振兴战略背景下农业工程科技创新

为适应乡村振兴战略的任务需求,推进农业工程科技创新,该文阐述了乡村振兴战略的基本内涵,总结了近年来农业工程科技创新对农业农村经济发展的促进作用,主要表现在农业机械化工程提高生产效率;农业水土工程实现旱涝保收和生态环境改善;土地利用工程增加和优化耕地资源提高生产能力;农产品加工与贮藏工程促进一二三产业融合发展;农村能源工程促进绿色发展;农业资源循环利用工程促进农业可持续发展;农业建筑与生物环境工程提高劳动生产率和资源利用率;农业农村信息化工程促进精准农业和智慧农业发展;农业农村规划设计科学谋划"三农"发展。该文重点从乡村振兴中的产业振兴、生态振兴和人才振兴三个方面,分析了农业工程科技创新面临的新课题,提出了新时期农业工程科技创新以及人才培养的主要任务,包括树立系统思维,强化统筹和集成作用,综合集成农业工程理论、方法、技术和装备,提供整体、全面、有效的解决方案;聚焦提质增效,促进农业转型升级,推出一批关键工程技术和装备;强化循环发展理念,促进生产生活生态相融合,优化农业农村空间结构和产业布局,提供种养循环化、投入品减量化、生产清洁化、废弃物资源化、模式生态化的产业发展和工程解决方案;提高信息化应用和创新水平,促进数字农业和农村信息化发展,创制一批智能感知、智能作业、智能服务的产品;突出城乡融合、一二三产业融合、功能融合、产村融合、农业与互联网融合、要素融合和协作融合,做好乡村振兴规划;加强学科建设,开设急需专业,培养一批农业农村现代化急需的农业工程技术人才,为乡村振兴战略实施提供有力支撑和高效服务。     

重庆市万盛经开区农技推广体系建设现状问题及建议

为了打造一支懂农业、爱农村、爱农民的"三农"工作人才队伍,为全面实现乡村振兴提供人才保障,通过调研重庆市万盛经开区农技推广队伍建设情况,分析了万盛基层农技推广机构及农技人员现状,指出万盛农技队伍存在的问题,最后结合乡村振兴工作提出了加强万盛农技体系建设的建议(重视农技推广工作,充实农技推广队伍;深化基层农技推广体系改革,创新发展机制;创新激励机制,让农技岗位成为抢手"香饽饽";严格加大对农技人员的管理力度,把农技人员知识提升制度化;加大农业科技投入,为农技人员科技创新提供平台)。     

乡村振兴战略背景下的乡村治理体系探究

新时代下,中国特色社会主义的乡村振兴战略是实现中华民族伟大复兴、实现中国梦的必然要求。乡村振兴的复杂性和艰巨性决定了乡村振兴道路的长期性。而乡村治理是确保乡村振兴道路持续进行,维持乡村稳定的必要条件。因此,党的十九大提出了"健全自治、法治、德治相结合的乡村治理体系"的重大思想。乡村治理关键在于创新乡村治理体系,走乡村善治之路。     

农业机械化工程集成技术评价体系的建立

针对中国农业机械化工程技术集成研究需要对集成技术效果进行科学评价的实际需求,该研究进行了评价体系和方法研究。以工程应用为目标,以经济、社会和生态综合效益为主导,兼顾功能性和条件性,较为系统的提出了中国农业机械化工程集成技术评价的框架和方法。基于构建的方法体系,初步建立了农业机械化工程集成技术一般性评价指标和权重体系。     

农业科研试验基地数据管理标准体系构建

农业科学数据作为重要战略性资源,在推动农业科技创新、增强农业科技竞争力方面发挥重要作用。农业科研试验基地是一手科研数据的主要来源,其数据管理标准体系的建立不仅是试验基地数据规范化管理的基础,也是规范化数据管理工作的重要一环,对于提高数据可复用性,最大程度发挥数据价值有重要意义。该研究通过国内外涉农长期观测网络、试验站数据管理标准体系内容梳理,以及对中国农业科研试验基地数据特点、数据全生命周期管理流程调研,构建了农业科研试验基地数据管理统一工作流;基于"霍尔三维结构"从标准适用数据管理阶段、标准性质、标准专业领域3个维度构建农业科研试验基地数据管理标准体系框架,并编制了农业科研试验基地数据管理标准体系基本构成表,梳理出涵盖数据全生命周期管理的标准20项,首期必建标准12项,以期为推进农业科研试验基地建设和数据管理共享提供支撑。     

重庆市农业科技成果转化工作现状问题及对策

2019年,中央一号文件重申了乡村振兴战略,聚焦"三农"硬任务,强调加快突破农业关键核心技术,加快先进实用技术集成创新与推广应用,建立健全农业科研成果产权制度、激励机制、分配政策等。紧扣乡村振兴战略,在国家宏观政策驱动和经济发展趋势的大背景下,着眼于农业科技成果转化工作体系,探索加快重庆市农业科技成果转化应用的机制、模式、队伍、平台、载体等工作体系创建路径,从专项基金、对接机制、转化力度、考核评价、整合资源等方面提出推进重庆市农业科技成果转化工作的建议。     

农业现代化过程中基础设施工程化路径与方法

中国农业现代化是在一个高速变化的社会巨系统中发展进步的,农业基础设施作为先导性核心要素之一,复杂性、动态性、开放性也在不断提高,需要用现代的工程理论和方法来确保基础设施建设质量与综合效益能够支撑农业现代化的整个进程。该文以工程硬件特征明显的生产性基础设施为研究对象,对农业现代化要求下的农业基础设施概念、内涵、特征、内容、现状进行了研究分析;提出了农业基础设施工程化的概念、特征、内容、相互关系和发展趋势。分析表明,农业基础设施工程化总体上就是将工程的理念、方法、技术、结果运用到农业工程建设领域,在路径上要在微观和宏观2个层面加以推动,微观上要将工程战略、工程决策、工程准备、工程实施以及工程运营的工具和方法贯穿在农业基本建设项目生命周期的全过程;宏观上就是将各类建设事项的综合决策、实施、评价3个环节科学衔接,在整体推进的时间、程度、目标等方面实现系统化、协同化和最优化,最大程度地发挥出农业基础设施对中国农业现代化长期稳定的基础支撑作用。在中国农业现代化需要加速推进的现实下,农业基础设施工程化的内容亟待丰富、水平亟待提高,该研究提出的观点、方法、工具将对推动这一进程提供有益的参考和借鉴。     

农业工程科技创新推进农业绿色发展

农业绿色发展是农业发展观的一场深刻革命。该文全面论述了农业工程科技创新对农业绿色发展的重要作用,深入分析了中国在农业资源利用、产地环境治理、生态系统保育和农产品绿色供给等方面取得的成效和存在的问题。提出了围绕农业绿色发展,农业资源监测、水土资源利用、农业投入品使用、农业机械化和农业废弃物资源利用等农业工程科技创新的前沿进展和主攻方向。从强化农业绿色发展理念、建立技术创新与推广体系、完善标准体系和加强政策支持4个方面提出了政策建议。该文可为农业绿色发展背景下农业工程科技研发提供重要的指导和参考。     

中国华北地区近40年物候春季变化

根据华北地区7个观测站物候资料,分析了华北地区1963-1996年及北京1963-2005年物候春季的变化特征及其与气温的关系。结果表明:华北地区的物候春季有明显提早来临的趋势,而造成这一变化的主要因素是本地区近40 a来冬春季气温的明显上升。其中1963-1996年间华北地区1-3月及4月的平均气温分别上升了2.3℃与1.7℃,物候春季起止日期分别提前了9d和4d,因而使得春季长度也延长了5d;北京1963-2003年间1-3月及4月的平均气温分别上升了3.5℃与2.6℃,物候春季的起止日期分别提前了11d和10d,但春季长度没有明显变化。     

沈阳市城市表土中微生物区系变化的初步研究

在沈阳市远郊-近郊-市区等不同城市化水平区内选取林地、草地和路边土几种不同利用方式下的表层土壤,对土壤中的微生物状况进行了初步分析。结果表明,随着城市化水平的提高,土壤中微生物的数量表现为明显的减少趋势。其中变化较大的是细菌,而真菌和放线菌的变化不明显。     

不同种植模式下菜地土壤腐殖质组分特性的动态变化

通过在南京普朗克有机农场开展的9年长期定位监测,研究了有机(露地和大棚)和常规种植模式下蔬菜地耕层土壤有机碳和土壤腐殖质组分特性的动态变化。结果表明,有机露地、有机大棚和常规露地种植土壤有机碳含量分别从11.41、9.29、9.00 g k g-1提高至15.35、20.90、10.00 g kg-1;胡敏酸碳(CHA)分别从1.79、1.23、1.14 g kg-1提高至2.11、3.11、1.31 g kg-1;富里酸碳(CFA)分别从2.19、1.88、1.73 g kg-1提高至2.44、2.68、1.91 g kg-1。两种有机种植模式的土壤有机碳及腐殖质组分含量增加达到显著水平,而常规种植模式下的变化不显著。两种有机种植模式下表征土壤腐殖质品质的胡/富比(CHA/CFA)、胡敏酸占总腐殖物质的比例(PQ值)均高于常规种植模式,土壤富里酸的E4/E6值、色调系数(ΔlogK)值随着种植时间增加的幅度较常规种植模式更大,土壤胡敏酸芳化度呈现先降低后增高的趋势,但在常规种植下变化不明显。说明土壤在长期有机种植模式下不仅更有利于土壤有机碳的积累,而且能促进土壤腐殖化进程。     

闽北不同土地利用方式径流量动态变化特征

采用定位研究方法和小集水区试验技术方法,通过两年的降雨量数据观测,对闽北地区木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照等不同土地利用方式的小集水区进行坡面径流动态规律研究。研究结果表明:试验小区地表径流的产生主要是受降雨量的影响,而与降雨强度的关系不大,地表径流量与降雨量之间呈现出极显著的非线性二次抛物线关系(P<0.01)。4种不同土地利用方式的月平均径流量一般随月降雨量的增大而增大,并且在同1月份间其平均地表径流量的大小趋势为:对照>封山育林>杉木>木荷,均是在6月份达到最大值,9月份出现最小值。对照比木荷林地、杉木林地、封山育林地更容易产生地表径流,林地具有较好的涵养水源和保持水土作用。     

2013年我国种植业化肥施用状况分析

【目的】我国农用化肥消费量大,数据来源不同,统计口径各异,行业内大多引用国家统计局公布的数据,但该数据无法推算出氮肥、磷肥、钾肥分类消费量。我国区域间、季节间、作物间化肥消费情况的报道很少,在调节化肥供需、指导化肥行业健康发展时显得依据不足。调查种植业化肥施用状况可以为指导肥料生产、供应提供重要依据。【方法】以农业部339个国家级基层肥料信息网点为依托,根据我国农业生产习惯和我国政府部门统计习惯,将一年分为三个用肥季,1 5月份为春耕季,6 8月份为夏播季,9 12月份为秋冬种季。在三个季节,每个网点随机调查30个农户的主要种植作物施用氮肥、磷肥、钾肥、复合(混)肥(包括配合式)量,经两级土壤肥料部门审核后,采用省份、相似种植区域、全国三级逐级加权平均的方法,推算了不同区域、不同季节、不同作物单位面积施肥量;再用作物单位面积施肥量、该作物全国种植总面积、样本中施肥面积占该作物种植面积的比例推算了作物全年、不同季节化肥施用量。同时,分析了主要作物、不同季节化肥施用状况以及供需平衡情况,不同季节、不同区域供肥情况和农民的购肥习惯。【结果】2013年我国种植业化肥施用量5498万吨(折纯下同),其中,氮肥(实物量)3382万吨,磷肥1175万吨,钾肥941万吨。粮食作物化肥总用量为2782万吨,占种植业化肥总用量的50.6%;其次是果树和蔬菜,三类作物占种植业化肥施用总量的82.8%,经济、园艺作物单位面积化肥施用量大于粮食作物。春耕、夏播、秋冬种化肥施用量分别占全年化肥施用量的34.2%、35.6%、30.2%。复混肥料和尿素是农民最常购买的两种肥料,从全年来看,农民施用复混肥料和尿素的样本数分别占总样本数的72.5%和71.6%,春耕、夏播、秋冬种农民购买尿素和复合(混)肥的样本数分别占该阶段样本数的70.9%和62.9%、84.9%和78.1%、56.6%和83.9%。春耕和夏播时期农民多数选用尿素,秋冬种多数选用复混肥料,东北、西北、华中南地区农民多选用尿素,华北、西南、华东地区农民多选用复混肥料。另外,我国氮肥、磷肥供应分别过剩1080万吨、680万吨,钾肥缺口370万吨,供需矛盾突出。氮、磷、钾养分配合式为15-15-15的复混肥样本数占农民选购复混肥总样本数的33.3%,说明复混肥养分结构不尽合理。【结论】建议国家进一步遏制氮肥、磷肥过剩产能,优化产品结构,大力推广科学施肥技术。     

红壤区不同肥力水稻土根际硝化作用特征

通过根际培养箱(三室)——速冻切片技术研究了红壤地区高、低两种肥力下水稻苗期根表、根际和土体土壤矿质态氮含量和硝化强度,以及水稻生长、氮素积累的差异。结果表明,肥力水平对水稻根表和根际土壤铵态氮(NH4+-N)含量无显著影响,但高肥力显著提高土体土壤NH4+-N含量,以及根表、根际和土体土壤硝态氮(NO3--N)含量及硝化强度。两种肥力水稻土硝化强度最大值均出现在距根表2 mm处,分别为0.20和0.31μmol kg-1 h-1。土体土壤硝化强度随距根表距离增加而降低,低肥力土壤在距根表10～40mm处时硝化强度接近本底值,而高肥力土壤在距根表20～40 mm处时接近本底值。与不种水稻的CK相比,种植水稻显著提高根际土壤硝化强度。高肥力能显著改善水稻生长,增加植株氮素积累量,尤其显著促进根系生长及通气组织发育。由于红壤稻田肥力水平的差异造成水稻根际硝化强度以及水稻吸收NO3-的差异,导致高肥条件下水稻显示出更强的生长势和氮素吸收利用能力。因此,合理提高红壤稻田肥力水平对改善红壤区水稻根际土壤硝化作用及水稻氮素营养具有重要意义。     

Changes in proteolytic bacteria in paddy soils in response to organic management

Proteolytic bacterial communities, which mineralize organic nitrogen, play a key role in agricultural systems. In this study, alkaline metalloprotease (apr) gene fragments from proteolytic bacteria were investigated in bulk and rhizosphere paddy soil from four fields under organic management (for 2, 3, 5, and 9 years), and from one field under conventional management (for 2 years). We analyzed the abundance and structure of the proteolytic bacterial communities using real-time quantitative PCR and denaturing gradient gel electrophoresis. Our results showed that the abundance of proteolytic bacteria ranged from 1.57?×?10⁸ to 8.02?×?10⁸?copies/g of soil. In addition, the abundance of the proteolytic bacteria in the paddy soils under organic management was significantly higher than those in the paddy soil under conventional management. Moreover, the gene copy numbers in the rhizosphere soils were significantly higher than those in the bulk soils. The abundance of proteolytic bacteria tended to increase with the duration of organic management, with the highest abundance being found in the soil that had been under organic management for 5 years. However, the proteolytic bacteria communities in the paddy soils were not significantly affected by management practices. Phylogeny analysis showed that all gel bands obtained represented genes from Pseudomonas. Additionally, correlation analysis and canonical correspondence analysis showed that C/N, C, and N were important factors that influenced the abundance and community structure of the proteolytic bacteria. These results suggest that proteolytic bacteria are indicators in organic management systems, depolymerize organic N and hence maintain soil sustainability.

Abbreviations: CM: conventional management; OM: organic management; DGGE: denaturing gradient gel electrophoresis; qPCR: real-time quantitative PCR detecting system; COFCC: China organic food certification center; CCA: canonical correspondence analysis     

Current trends in conservation education in Japan

Conservation education (CE) is an important component of environmental education. Its goal is to teach the theory and practice of preservation and restoration of biodiversity affected by human activities so that people can increase their awareness of conservation issues and change their attitudes and behavior to promote environmental conservation.This paper describes two successful case studies to highlight trends in CE in Japan. One case is a project implemented to create “agricultural wetlands” that resulted in the establishment of a Ramsar Convention site comprised of a restored wetland and its adjacent rice paddy in a rural area near Sendai City in northern Japan. Rice paddy fields are a major component of Satoyama, which are traditional agricultural ecosystems in Japan and occupy 40% of the undeveloped landscape in Japan (Ministry of the Environment Government of Japan, 2007. Third National Biodiversity Strategy of Japan. Ministry of the Environment Government of Japan, Tokyo). Restoration of Satoyama and wetlands by local citizens is a key component of CE practices in Japan, where practical, hands-on, community-based learning is important. The second CE project, geared toward university students and citizens in Yokohama, restored degraded dragonfly ponds and created butterfly biotope in the second largest city in Japan. Restoration of habitat that is centered around highly visible, popular species such as dragonflies and butterflies also benefits other, less prominent species that share these habitats, yet allows residents to easily monitor the benefits of the project.     

我国主要梨园施肥现状分析

以国家梨产业技术体系为平台,对全国18个梨综合试验站744个主要梨园施肥种类、施肥时期、施用量和施用方式等进行调查。结果表明,全国范围内梨树施用的有机肥以猪牛羊杂粪为主,商品有机肥施用很少或几乎不施;施用的化肥以尿素和三元素复混肥为主,有的地区偏施尿素或三元素复混肥,复混肥中氮磷钾的比例较混乱,高磷高钾肥多。从施用时期看,以化肥作为部分基肥、果实膨大期追肥的现象较为普遍,而萌芽前追肥和花芽分化期追肥状况各地区差异较大。有机肥单位面积施用量和单株施用量差异较大,大多数梨园有机肥施用量不足,其中有4个试验站30% 左右的梨园不施有机肥;化肥的用量差异较大,盲目施肥或经验施肥现象严重。施肥方式以穴施和条施为主,施肥的深度差异较大。通过分析,指出各地梨树施肥存在的问题,以期为梨优质高产提供科学的施肥依据。     

Bacteria-grazing amoebae in situ in the rhizosphere

Summary An ultrastructural investigation of amoebae in situ in the rhizosphere showed that the protozoa are closely associated with soil aggregates and produce long pseudopodia that penetrate micropores. This could partly explain why bacteria are generally confined to the interiors of microaggregates. The presence of cytologically intact and partly digested bacteria in the food vacuoles indicates that rhizosphere bacteria are both ingested and digested by the amoebae. This digestion could lead to the recycling of P and N immobilized in rhizosphere microorganisms.