基于水足迹的作物生产生态效率评价——以陕西省为例

传统生产函数很少考虑农业生产中自然资源的要素功能,也无法表达化肥、农药的使用对环境产生的损害。研究将绿水、蓝水和灰水足迹,分别代表降水资源、灌溉水资源和作物生产的环境影响,引入农业生产函数,采用随机前沿方法测算陕西省作物生产生态效率,并分析其影响因素。结果表明：1）1985-2018年间陕西省作物生产总水足迹呈上升趋势,作物生产单位面积用水强度不断增强。单位面积水足迹及蓝、绿、灰水占比与气候、种植结构,灌溉条件和农业污染相关。2）研究期内,陕西省作物生产生态效率以2003年为分界点呈现先降后升趋势,陕西省作物生产生态效率的U型波动对应政府对耕地资源保护和农业污染管控政策变化。3）作物生产生态效率低下的区域集中在生产落后的农业区和农业条件差的工业区,农业耕地质量差,灌溉条件匮乏,低效率（产值角度）的灌溉和化肥农药施用以及落后农业生产方式是导致作物生产生态效率低下的主要原因。4）研究期内,陕西省作物生产经历了从规模报酬递增,到规模报酬递减2个阶段,与耕地面积的变化基本对应。短期内,考虑各投入要素的产出弹性调整种植结构和化肥农药施用量是提高作物生产生态效率的有效措施,而促进农业产业升级和技术革新是推动作物生产生态效率提升的根本路径。     

中国水稻生产的环境成本估算——湖北、湖南案例研究

水稻是中国农业生产中的一种重要作物,其对中国GDP的直接贡献大约2000亿元,占全国农业总产值的10％,然而如同其它农业活动一样,水稻生产也带来了一些环境问题,其成本并未得到全面的评价,也未体现于政策制订中,研究选定湖南和湖北两个省,分别对水稻生产的环境成本作了估算和评价。经过估算,两个省1995年的环境成本为25－110亿元,约为农业总产值的1％－4．5％,考虑目前水稻生产的发展趋势以及国家环境政策变化,这些成本在2020年将可能达到3倍以上。     

生物多样性控制作物病害研究进展

自然资源的合理利用和生态环境保护是人类实现可持续发展的基础, 生物多样性的研究和保护已成为世界各国普遍关注的重大问题。农作物病害是农业生产上重要的生物灾害, 是制约农业可持续发展的主要因素之一, 抗病品种大面积单一化种植导致了农业生物多样性水平严重降低, 因而农业生物多样性的过度丧失已成为可持续农业所面临的主要难题。利用生物多样性持续控制作物病害能减轻作物病害发生和作物产量损失, 达到保护作物多样性, 减少农药过量施用给农业生态环境造成破坏的最终目的, 而揭示生物多样性控制作物病害的机制能有效地指导生产上对不同作物进行合理布局和轮换, 建立作物不同组合的优化搭配和种植模式。文章从分子、生理和生态水平研究农业生物多样性控制作物病害的机制、以及影响作物多样性控制病害的因素、覆盖作物等几方面对生物多样性控制作物病害的研究进展进行概述, 同时对今后生物多样性控制作物病害机制还需加强的研究部分进行了展望。     

耐非生物胁迫转基因水稻的培育——现在和未来

环境胁迫严重降低了作物产量,日益减少的耕地和膨胀的人口对世界粮食安全造成了威胁。长期以来,改善作物的抗逆性一直是农业生产的主要目标。水稻是重要的粮食作物之一,培育具有抗逆性的水稻品种对全球的粮食生产将产生重要影响。在改善水稻的抗逆性方面,转基因比传统方法更有发展潜力。近年来,已有许多抗逆相关基因转入水稻并获得了一些提高抗逆性的转基因植株,文章重点讨论了耐非生物胁迫转基因水稻的研究进展。     

干旱下植物激素影响作物根系发育的研究进展

植物激素是指在植物体内某些部位合成、可被运输到其他部位调控植物生长发育的微量有机物质,在植物生命活动中发挥重要作用。根系是作物吸收水分和养分的重要器官,其形态决定了作物获得养分和水分的能力。作物发达的根系与其抵抗干旱环境胁迫息息相关,而植物激素在作物根系发育中发挥关键作用,因此深入了解干旱胁迫下植物激素对作物根系发育的影响对农业的安全生产是至关重要的。本文就干旱胁迫下植物激素如何调控及不同激素协同调控作物根系生长发育的研究进行了概述,并讨论了激素在作物抗旱上应用的意义及将来可能开展的研究方向。     

棉铃虫细胞色素研究取得新进展

棉铃虫Helicoverpa armigera是重要的农业害虫,危害多种作物。棉铃虫具有广泛的寄主并对常用杀虫剂产生了抗药性是其大发生的两个重要因素。以细胞色素P450为代表的解毒酶系对植物次生物质和杀虫剂等外源性化合物的代谢解毒作用被认为是棉铃虫化学防御的主要武器,在棉铃虫对环境的适应中起着非常重要的作用。由于细胞色素17450在研究技术上难度较大,至今有关棉铃虫细胞色素P450种类、结构、功能和调控的知识还非常缺乏。     

无土栽培的营养液及其管理技术

无土栽培和生物技术是当今对农业生产上影响较大、引起人们普遍关注的高新技术,它们的特特点是在于摆脱了传统的一贯做法。无土栽培的最大特点是可合理地调节作物生长的根际环境,结合地上部设施环境的调控,可以完全摆脱自然条件的影响,实现农业的工厂化生产。     

有机肥施用对土壤环境潜在风险研究进展

施用有机肥是培肥地力、改良土壤的重要方式, 有机肥在提高土壤供肥能力和作物产量、改良作物根际生态环境、改善作物的营养品质及抑制病虫害发生等方面具有重要作用, 但施用有机肥也会带来一定的土壤环境风险。对规模化养殖来源为主的有机肥施用带来的土壤环境的风险进行了综述。未腐熟的有机肥施入农田易出现烧苗、病虫害等问题, 对农田作物环境造成不利的影响; 规模化养殖场畜禽粪便生产的有机肥存在重金属、抗生素和激素残留的现象, 施入农田具有一定的重金属和有机污染物污染的风险; 此外, 有机肥的不合理的施用还存在农田氮磷流失, 可能会对水体造成富营养化的风险。通过分析有机肥对土壤肥力及环境风险的影响, 为农业生产中有机肥的合理施用提供借鉴, 在降低环境风险的同时达到培肥土壤与提高作物产量和品质的目的。     

微藻源生物刺激剂的制备及在设施农业中的应用

化肥和农药的过量使用导致的农业面源污染已经成为我国环境污染的重要组成部分,对农业绿色高效安全生产及设施农业带来了巨大挑战。寻找新型的传统化肥替代品、提高化肥使用效率及保护生态环境是亟待解决的重大问题。生物刺激剂是具有调控植物生长作用的成分和(或)微生物的统称,用于农业生产,可改善土壤理化性质与群落微生物,能促进作物的代谢与生长,增强对营养物质的吸收和利用,提升作物抗逆能力及提高作物产量与产品品质。微藻体内具有结构新颖、功能独特的天然活性物质,是制备新型生物刺激剂的理想来源。微藻用于环境治理的同时,可获得足量的微藻生物质来制备生物刺激剂,从而达到治理环境、降低成本及提质增效的目的。就微藻源生物刺激剂的定义及功能、微藻全细胞和天然活性物质生物刺激剂的制备、应用效果及对植物和土壤的作用原理进行综述,以期为微藻源强效生物刺激剂的规模化制备及农业生产应用奠定理论基础和提供生产实践指导。     

Ca2+在植物盐胁迫响应机制中的调控作用

对植物而言,Ca2+不仅作为一种必须的营养元素,更重要的是作为耦联胞外信号与胞内生理反应的第二信使,当植物受到外界的环境刺激时,细胞中Ca2+会出现变化,引起一系列保护性生理反应,从而减轻环境胁迫对植物体的伤害.我国盐碱地面积广阔,极大地限制了作物种植和农业生产.大量研究表明,Ca2+可以提高植物对盐胁迫的抗性,针对盐胁迫对植物的伤害机制,重点讨论了盐胁迫条件下Ca2+参与的植物体内有关响应途径及作用机制.     

田间试验设计的原理和方法

田间试验是在田间条件下,研究作物生长发育规律及其与环境条件的关系,探索提高作物产量和品质途径的科学试验。它是农业科学试验的重要组成部分,是沟通理论与生产实践之间的桥梁。因此,掌握有关田间试验设计的基本原理及方法,科学地进行田间试验,对加速农业先进技术的开发和应用,对促进科学种田都是至关重要的。     

农业生物多样性控制作物病虫害的方法与原理

农业生物多样性作为一种重要的作物病虫害防治手段,主要基于自然界生物间相生相克的平衡关系,充分利用了原生态的各种控制因子,将病虫害调控在生产可允许范围,对减肥减药以及提高农业生态系统自我功能具有重要的意义。本文将农业病虫害发生融为一体,从种内遗传多样性、物种多样性、农田景观多样性3个层次,系统阐述了利用农业生物多样性控制作物病虫害的重要意义、主要内容和方法、控害原理、影响因素以及作物品种多样性种植的增产效应,为充分发挥农业生物多样性调控作物病虫害提供参考。     

根际调控在缓解连作障碍和提高土壤质量中的作用和机理

近年来, 世界人口密度的提高, 全球变化的加剧, 对人类赖以生存的自然环境和社会经济的可持续发展构成严重的威胁, 由此而引发的大规模农业生产活动和对土壤资源掠夺性的过度利用导致农业生产中出现了一系列新的问题。其中, 单一化耕作模式的大力推行, 使得土壤品质下降、土壤病虫害大面积爆发; 设施农业的发展尽管取得了一些进步, 但土壤出现次生盐渍化、酸化、养分失调、微生物区系紊乱、土壤板结等问题; 尤其, 在药用植物、农作物和蔬菜栽培中, 还普遍存在严重的连作障碍问题, 导致农作物生长发育不良, 土传病害严重, 极大地降低了农产品、药材等的产量与品质。在这种农业生产问题的背景下, 通过根际调控来改善植物生长, 提高土壤质量, 有助于缓解现在和未来的农业与环境问题。根际作为隐藏在地下的介导植物与土壤环境相互作用的重要媒介, 其对土壤品质和植物养分利用效率的调控有着不可估量的潜力。根际调控作为一种新的调控模式, 对农业生产起着日益重要的作用,这其中包括作物多样性栽培、土壤微生物区系的改良、植物化感作用的利用等, 诸如此类的根际调控在对土壤的改良方面有着重要意义。文章综述了当前农业生产中遇到的新挑战, 从根际调控的角度阐述了相应的应对措施, 并对根际调控在在未来农业发展中的作用进行了展望。     

脱落酸的发酵法生产及应用

脱落酸是重要的植物激素之一,可以增强作物对环境逆因子如干旱、寒冷等的抵抗能力,在抵抗农业自然灾害、植树造林、生态植被建设、城市园林绿化等领域有广阔的应用前景.施用脱落酸可减少化学农药的使用,保护自然环境.本文概述了脱落酸生产和应用方面的研究进展,包括产生菌的筛选、诱变、外施脱落酸在提高作物抗逆性上的应用,以及脱落酸抗肿...     

植物适应土壤氮素环境的基因选择:以水稻为例

在农业生产过程中,施用无机氮肥是提高作物产量的基础,但氮肥过量施加对生态系统和植物发育进程均会产生不利影响。因此,提高作物氮素利用效率是农业可持续发展的关键。目前,对重要粮食作物水稻(Oryza sativa)的氮高效研究取得了一系列重要进展,并克隆到多个调控氮素吸收、转运和代谢的关键基因。然而,在不断被人工选育的过程...     

盐胁迫环境下植物促生菌的作用机制研究进展

盐胁迫是限制干旱和半干旱地区作物生产的主要非生物胁迫之一,严重影响作物的生长发育,植物促生菌(Plant growth-promoting bacteria,PGPB)可有效减轻植物的盐胁迫损伤,合理施用PGPB是盐胁迫下促进作物生长的重要途径。本文从盐胁迫环境下PGPB在调节植物激素内稳态、促进养分吸收和诱导植物产生系统耐受性等方面的作用阐述了PGPB提高植物耐盐性、减轻植物胁迫损伤的作用机制。讨论了能够在植物根际稳定定殖并在盐生环境下稳定保持PGP活性的功能菌株对未来农业的可持续发展的重要意义,同时,对该研究方向的重难点和未来的发展趋势作出展望。     

植物生理学和生物工程

植物生理学是合理农业的重要理论基础。在科学的发展史上,植物生理学的研究为农业生产的发展作出了一系列重要的贡献。例如矿质营养的研究奠定了合理施肥的基础,并导致化肥的大量生产和使用;植物激素及人工合成的生长调节物质研究导致近代除草剂工业的发展以及各类生长调节物质的广泛使用。但全球人口的猛增,人类赖以生存的地球环境的不断恶化,耕地面积的不断减少,又使全球的农业生产,特别是对发展中国家．面临严峻的挑战。植物育种家在长期的实践中,主要是利用各种栽培作物（包括其近缘种）种质资源中的各种遗传变异,通过杂交,根…     

《中华人民共和国种子法》中种质资源保护相关条款解读

<正>种质资源保护的重要性体现在多个方面。种质资源是农业可持续发展的基石。农作物品种的遗传多样性为农业生产提供了广泛的选择和适应能力。通过保护和利用种质资源,我们能够培育出适应不同环境条件、抗病虫害能力强的作物品种,提高农作物的产量和质量,增加农业生产的稳定性和可持续性。种质资源保护对食品安全至关重要。种质资源的多样性使得我们能够选择高营养价值和抗病虫害的作物品种,从而提供更多的食物选择,减少对有限作物品种的过度依赖。这有助于降低食品供应中的风险,增加人们的膳食多样性和营养均衡性。种质资源保护还涉及到生物多样性的保护。     

应用农业分子育种技术是时候了 让分子育种技术在常规育种的基础上常规化 建议成立发展农业分子育种支撑中心

农业分子育种即基因工程或分子水平生物技术在农业育种上的应用。 分子育种的首要技术是基因转移技术。这种技术国内外发展很多,大体上可归纳为以整体植物细胞和以植物离体细胞为受体的二大类。这些技术虽然大都达到了基因转移细胞或转移植株的水平,但能直接应用于农业栽培作物的遗传改良,形成具有生产价值的新品系、品种的却是极少。     

转基因作物对环境的潜在影响

有关世界某些地区商业引种转基因 (GM )作物的争论 ,已经提出GM作物有可能对环境产生潜在影响的问题。例如 :GM作物会影响非目标昆虫吗 ?会通过异型杂交或远交产生无法防治的杂草吗 ?会对野生生物产生有害的影响吗 ?另一方面 ,也提出这样的问题 :GM作物可在多大程度上 ,通过减少农业中某些化学物质的投入数量 ,或是提供目前从不可更新的资源获得的原料 ,从而造福于环境 ?虽然承认 ,农业会不可避免地影响环境 ,但在作物生产、野生生物和消费者利益之间 ,究竟会发生何等合理的交换呢 ?评价GM作物的环境影响 ,乃是在田间条件下 ,试验性或商…