能源植物的开发利用与展望

随着矿石能源储量的减少,应大力开发和应用以能源植物为主的生物质能。生物质能具有资源容量大、清洁可再生特性。发展植物能源是解决矿石能源危机的可行措施,生物乙醇和生物柴油产业已在全球得到较快的发展,并受到我国政府的高度重视。本文综述了生物质能的利用方式和高产生物质植物、能源作物、类石油植物三类能源植物资源的发展情况,并对我国能源植物的研究展望。     

生物质能在密集烤房上应用现状和发展方向

为探究烟叶密集烘烤中经济性和实用性较强的生物质能源,笔者归纳了当前密集型烤房上使用较多的气体、液体、固体生物质能源的应用现状,在总结了3种生物质能源对烟叶烘烤质量影响和能源转化设备技术成熟度的基础上,依据经济性和实用性分析了3种生物质能在密集烤房上应用所具有的优势和局限。最后得出固体生物质颗粒燃料是当前和今后密集烤房应用前景中最好的一种生物质能,指出未来应从加强原料配方研究、持续提升颗粒燃料燃烧机技术改进、并融入大农业物联网技术以实现精准烘烤。     

我国农业生物质能产业发展研究

因兼具能源开发和环境保护的双重功能,农业生物质能的开发利用备受世人关注。笔者简要阐述发展农业生物质能产业的重要意义,分析国内外生物质能产业的发展现状,总结发达国家生物质能产业发展的主要经验,针对中国农业生物质能产业发展存在的主要问题,提出发展思路、明确发展方向和重点,形成4项政策建议。     

棉花酶促抗氧化系统对逆境胁迫生理响应的研究进展

棉花生产中,逆境胁迫严重影响着棉花的产量和品质。逆境胁迫会导致棉株体内的活性氧增加,酶促抗氧化系统作为活性氧的清除系统,在棉花抗逆生理中发挥着重要作用。本文试图以对棉花的酶促抗氧化系统的简单介绍为基础,综述棉花酶促抗氧化系统对干旱、盐害和黄萎病等逆境胁迫的生理响应的研究进展,分析目前相关研究中存在的问题及其研究前景。     

低碳背景下的农业生物多样性保护思考

农业生物多样性对于低碳农业的发展起到至关重要的作用。该文通过分析中国农业生物多样性的现状,从其价值、功能、影响因素3个方面,探讨了低碳农业背景下中国生物多样性保护的相关问题,提出农业生物多样性具备生产消费、生活服务和生态服务3个功能。该文建议：编制农业生物多样性保护总体规划,发展低碳农业,进行价值评估,减少人为破坏,加大节能减排宣传力度。     

基于MaxEnt模型湖南双季稻种植气候适宜性分布研究

通过查阅了相关文献资料,选取了适宜湖南水稻种植分布8个潜在的气候因子和湖南17个双季稻农业气象观测站点位置信息,利用MaxEnt模型,构建了湖南杂交水稻潜在种植分布与气候因子关系模型,得出影响湖南水稻种植的主要气候因子,以及湖南水稻适宜性种植分布区域。结果表明：10~22℃活动积温、4—10月日照时数、稳定通过22℃持续日数、4—10月降水量为影响种植湖南双季杂交稻主导气候因子。并进一步通过得到的主导气候因子,采用MaxEnt模型再次进行湖南双季杂交水稻适宜种植性分区,将湖南省双季稻制种植分布划分为：最适宜区、适宜区、低适宜区和不适宜区。本研究的主要目的是在省级层面上利用MaxEnt模型筛选影响湖南水稻种植主导气象因子,并对湖南水稻适宜性种植分布做了不同等级划分,为优化湖南双季杂交稻生产布局、改进种植制度和确保粮食生产安全提供了一定气象参考依据。     

中国新农村建设中的能源保障问题分析

能源是社会主义新农村建设的基础条件。从中国农村能源的供求现状分析,农村能源保障存在着供应、生态和投入的危机,不加节制的用能习惯和传统的用能技术将会使农村能源需求超过中国全部可供的常规能源量,农村能源问题将成为制约农村经济与社会发展的主要因素。必须寻求可持续发展的途径。根据农村可再生资源的潜力和利用途径分析,生物质能与太阳能相结合的综合利用方式,特别是培育生物质能产业可能是解决农村能源保障问题的根本出路。     

中国古代农业文献述论

以古代文献中的农业记载为主线,揭示了古代农业文献分布的情况,并对古代农业文献的价值进行分析,指出古代农业文献不仅是研究我国文明史所必须利用的资料, 同时也是促进今天的经济、文化发展所必须借鉴的宝贵文字载体。     

全球生物质能资源评价

随着全球能源供需矛盾的日益突出,人类对开发利用各类新能源寄予厚望,生物质能就是其中之一。生物质能的发展对保障能源安全、培育新的经济增长点、促进农村生活水平的提高等具有积极意义。不过,对生物质能资源的不合理开发也可能会威胁粮食安全,并可能对生态环境造成不利影响。本文对全球生物质能资源进行了系统评价,认为目前以粮食为主要原料的生物质能发展模式不可持续,应积极发展基于纤维素乙醇的不消耗粮食的第二代生物燃料技术。     

中国农业生产用能区域差异的时空分析

为了从时空结合角度全面反映中国农业生产用能的空间演化特征及其形成机理,笔者根据各省单位耕地面积农业生产能源消费,利用全局空间自相关指数、局部空间自相关指数,分析了中国农业生产能源消费的空间分布格局,建立了空间回归模型以分析其影响因素。研究结果表明,中国农业生产能源消费水平在不断提高,但省际之间的绝对差异和相对差异在不断扩大;农业生产用能水平存在空间正相关,体现为能源消费高值区集聚和低值区的集聚;冷点区主要集中在中西部的广大地区,热点区主要集中在东南沿海尤其是长三角地区,温点区则集中在东中西的交界地带;农业从业人数、农业机械总动力、农业总产值和农业固定资产投资,是引起农业生产能源消费空间分异的主要原因,但各因素的影响程度不同。此外,空间自相关性也是影响农业生产用能空间分异的重要因子。     

湖南农业生态系统能值结构功能效率分析

为了探究湖南农业生态系统的能值投入产出结构功能与效率,揭示该区域人与自然资源和环境的相互关系,以能值理论为研究方法,以湖南农业2009年投入产出数据为依据,对湖南农业生态系统的能值结构、功能和效率进行实证分析。结果表明：（1）系统结构特点：湖南农业仍具有传统农业的生产特点,对劳动力、畜力的依赖性较大。工业辅助能值中,化肥对系统的贡献率最高,农业机械化水平低。工业辅助能值可更新比偏低,农业绿色能源的开发潜力和前景较大。系统产品定价偏低,忽视了自然资源和环境对农业生产的贡献,也反映出湖南农业产业链条相对短,产品附加值较低的特性。系统内部种植业和畜牧业的能值产出占绝对优势比例且其市场定价相对于林业和渔业偏低。（2）功能：该系统环境负载率虽不高,但是人口承受力超载。系统可持续发展指数为5.96,表明该系统富有活力和发展潜力,也意味着该系统经济并非常不发达、自然资源和环境的压力不是很大。（3）效率：该系统2009年的能值投入产出率略低于全国水平,表现出较明显的粗放型经济特点。因此,控制人口过快增长,转移剩余劳动力,进一步调整农业产业结构和产品结构,加强农业技术开发和利用,延长产业链,提高农业机械化和现代化水平是当前湖南农业的基本政策取向。     

基于生态足迹的湖南农业两型化发展分析

为了测算和衡量湖南省农业两型化水平,促进农产品种植结构优化,从两型农业的角度出发,运用生态足迹理论,对2009年湖南省主要农产品的生态足迹和产值足迹进行测算。结果表明,湖南省主要农产品的产值足迹各有不同,糖料和烟叶的产值足迹具有很大优势。棉花、稻谷、麻类、豆类、玉米、薯类和油籽的产值足迹处于较低水平,而小麦的产值足迹要远高于其他农作物,生态效益为最低。从效益足迹方面来看,糖料、麻类投入回报高,具有很大的经济效益,小麦的效益足迹为负值,居于经济效益弱势地位。结合此结论以及农产品效益足迹分析湖南农业两型化趋势,提出了以经济、生态综合效益最大化为原则的农产品种植结构优化模型和建议。     

Energy crops: Prospects in the context of sustainable agriculture

The objectives of this review are to analyse the potential of bioenergy crops development in European agriculture and to identify research objectives based on transformation technologies. Bioenergy is the chemical energy stored in organic material, which can be directly converted into useful energy sources by biological, mechanical or thermochemical processes. The substitution of food crops with energy crops and the demand for agricultural raw materials for liquid biofuel production will affect agriculture over the next decade and possibly beyond. It is expected that both second-generation biofuel production technology and energy crops used will be more efficient than first-generation. Nonetheless, there are still technical limitations for crop growth and fuel production from second-generation technology. In general, many of the crops that could supply the raw materials for second-generation biofuels are largely undomesticated and are in the first stages of development and management. The development of specific crops dedicated to energy has been proposed as a strategy to produce energy without affecting food security and the environment. The research seeks to develop enzymatic systems for the cost-efficient decomposition of cellulose into its molecular sugar components, which can then be fermented to produce ethanol. This biorefinery of crops into multiple products, including energy, chemical products and materials, will augment the overall value of the biomass. Clearly, multidisciplinary research is necessary to address sustainable biofuel production.     

越南广宁省水稻废弃物生产生物质炭的潜力分析

随着农业的发展,越南秸秆资源总量不断增加。但秸秆资源综合利用程度较低,产业化发展滞后,秸秆焚烧而引发的环境问题日益突出。近年来,高温热裂解生物质炭化与生物质农业应用成为秸秆资源化的新方向。笔者以越南广宁省为研究对象,通过随机走访农村并发放调查问卷,采集农业废弃物利用信息,特别是资源化利用中存在的实际问题,进而采用成本效益分析方法估算农户规模水稻秸秆生产生物质炭的经济效益。结果表明:农户秸秆炭化收益最高可达1275元/(hm2·a),生物质炭的碳交易收益可达117元/(hm2·a)。笔者还分析了农业废弃物制成生物质炭对环境和社会的效益,以期为越南乃至东盟国家秸秆炭化的资源化利用提供科学依据与生物质炭产业发展的参考。     

生物炭之低碳农业初探

农业生产过程与全球气候变化息息相关,如何减少农业温室气体排放,并探寻土壤固炭方法已经成为当前农业与环境研究中的热点。全文旨在摸索一条由生物质碳化技术为基础的低碳农业发展的可能途径。从低碳这一热点问题出发,本文对低碳农业的定义、特征、途径进行了基本阐述,同时论述了生物炭的基本特征,及生物炭在应用上的农学和环境学价值,并重点讨论了如何利用生物炭发展以低能耗、低排放、低污染为特征的低碳农业的可能模式,最后指出了当前生物炭在低碳农业研究和利用方面所面临的问题和挑战。     

湖南省农业产业区域竞争力分析——基于赣、鄂、皖、川和滇数据

以湖南省省农业产业发展为研究对象,以农业竞争力为研究目的,选取1980-2011年湖南省农业发展的相关数据,采用动态偏离-份额分析法及变形的动态空间偏离-份额分析法,分别参照全国农业发展水平及湖南省周边五省农业发展水平进行对比分析。分析结果表明,湖南省农业整体发展呈良好态势,农业发展对全国农业的发展起到积极的促进作用,相对于全国水平来说具有一定的竞争力优势。相对于周边区域来说,种植业、林业、牧业和渔业发展各有不同,其中种植业和林业具有明显的空间竞争优势,但牧业和渔业却呈现空间竞争劣势。     

基于低碳经济视角下首都新农村可持续发展的研究

“低碳经济”的概念首先是由英国在《我们未来的能源——创建低碳经济》的白皮书中提出的,其目标是减缓气候变化和促进人类的可持续发展。低碳农业经济能够减少农业排放大量温室气体,应对气候变化对农业的威胁,并实现首都新农村可持续发展。笔者从低碳产业、低碳农业、低碳工业、低碳环境、碳汇减碳五个方面提出低碳农业经济在首都新农村可持续的发展思路。     

不同降水年型下水氮调控对小麦产量及生物量的影响

水和氮是影响西北黄土高原雨养农业区粮食生产的主要因素,但其增产效应受降水年型影响明显。本水氮调控试验利用APSIM模型在甘肃省定西市安定区1971—2018年气象数据,分析了不同降水年型下水氮管理对小麦产量和生物量的变异系数、可持续性指数的影响,明确了各年型产量与施氮量、降水量之间的关系。结果表明,模型模拟的小麦产量和生物量的决定系数R2均在0.90以上,一致性指标D均在0.95以上,归一化均方根误差(NRMSE)均在15%以下,表明该模型在研究区具有较好的模型拟合度和适应性。通过二元二次回归方程探讨了其最优产量下的水氮优化组合,在当年年降水总量的基础上,干旱年小麦达潜在最优产量时(3492.6kghm–2),降水需增加39.73%,应施氮182.73 kg hm–2;平水年小麦达潜在最优产量时(4514.5 kg hm–2),降水需增加45.26%,应施氮208.26 kg hm–2;湿润年小麦达潜在最优产量时(4890.3 kg hm–2),降水需增加46.31%,应施氮211.15 kg hm–2。研究结果可为研究区不同降水年型下缓解小麦干旱和养分胁迫,节约化肥资源和农业可持续性发展提供理论依据。     

不同施肥结构对酸性冲积菜园土的酸性与交换性能的修复效应

为了减少土壤对农业造成的损失以及给生态环境带来的恶化,为保证湖南农业的可持续发展和生态环境保护提供科学依据,以长沙市东郊浏阳河沉积物发育的冲积菜园土为研究对象,通过田间小区试验和动态取样与室内测定,研究了不同施肥结构对菜园土酸性、交换性能的改良效应。结果表明：单纯施用化学肥料处理(NPK)能明显降低土壤pH,施用石灰质物质处理（NPK+MgO和NPK+CaO）能有效降低表层土酸酸度;交换性铝离子只有在较低酸度的土壤中出现;耕层土壤CEC值相对比较稳定,试验土壤CEC值在8~10.75 cmol/kg之间,平均值为9.05 cmol/kg。供试土壤的保肥和酸化缓冲能力比较弱。     

小叶榕抗菌活性内生菌发酵条件的优化

为了优化小叶榕抗菌活性内生菌的发酵条件，提高其发酵液生物量和抗菌物质的量。笔者采用单因子试验对小叶榕内生细菌QYPT-B01菌株发酵条件优化，确定了QYPT-B01菌株在本试验中的最优发酵条件为：玉米粉3%，豆饼粉4%，K2HPO4·3H2O 0.3%，初始pH 8.0，装液量30%，接种量1%，摇床转速160 r/min，培养温度34℃。在上述条件下培养48 h，发酵液中生物量达到峰值，测得OD值为7.95，与优化前相比较，OD值提高了52.0%（优化前OD值为5.23）。培养72 h，抗菌物质产量达到峰值，此时发酵滤液对铜绿假单胞菌的抑菌圈直径为26.42 mm，与优化前相比较，抑菌圈直径提高了13.5%（优化前抑菌圈直径为23.28 mm）。在优化的发酵条件下，QYPT-B01菌株发酵液的生物量和抗菌物质的量均有明显增多，为后续分离纯化、鉴定其发酵滤液中的抗菌物质，探究其抑菌机制，开发生防菌剂或新型抗生素奠定基础。