一、科技创新取得新成果
(一)创立了盐碱地“秸秆注孔”降盐蓄水技术,实现作物增产增效
天津濒临渤海,土壤盐渍化、质地黏重和淡水短缺是制约农作物生长的关键限制因子。针对以上问题,通过田间打孔填充秸秆的方法,打破犁地层,使上下层连通,在灌溉或降水的情况下,土壤盐分通过秸秆孔向下层淋洗,同时水分顺利入渗,提高土体蓄水能力,达到降盐与蓄水功效。田间效果显示,0-80cm土体含水量平均提高22.6%,水分利用效率玉米季提高4.88%-9.80%,小麦季提高9.5%-36.15%;全盐含量降低23%;玉米和小麦分别增产4.24%-8.53%、8.9%-29.17%。本项技术授权发明专利一项,研制设备1套。
图1 秸秆注孔示意图
图2 秸秆注孔设备
(二)研发了盐碱地“深沟浅播”微地形水盐调控技术,实现保苗增产
天津濒临渤海,土壤盐碱、板结、淡水缺乏是导致作物产量低下的主要原因。本技术采用深沟浅播方式,在田间构建微地形,配合土壤改良剂,可以实现改善土壤结构、降盐、抑碱、集水等功能,为作物萌发和生长提供低盐、高水环境,进而提高作物产量。本技术从2021年开始研发,针对小麦、玉米、大豆、高粱等开展了沟宽、沟深、播种深度等技术参数优化,跟踪监测水盐变化及作物长势,调查作物产量,最终形成了完备的技术模式。从2022年至今进行了大面积的田间应用示范,示范结果显示小麦增产13%-37%,玉米增产20%-70.8%,大豆增产21%-36%。2025年被列为天津市农业主推技术,并制定地方标准1项。
图3 深沟浅播技术示意图
图4 深沟浅播技术示范
(三)植物营养团队“设施蔬菜化肥减施与有机肥替代的绿色增效关键技术研究与应用”获得天津市科技进步奖二等奖
该研究主要创新点为首次利用多点长期定位试验(15年),在土壤及团聚体微域水平,揭示了有机肥/秸秆替代化肥提升土壤有机碳活性机制,解析了增强土壤生物活力机理。创新了基于产量反应和农学效率的智能推荐施肥新方法、新模型,独立开发了智能化的作物推荐施肥专家系统,解决了长期以来经济作物(番茄)推荐施肥方法缺乏的重大难题。基于菜田绿色高效生产的水肥精准管理,针对天津地区设施蔬菜优势区肥料使用突出问题与土壤主要退化障碍因子,集成开发了绿色高效精准设施蔬菜养分管理技术模式。
二、服务惠农彰显新作为
水体微生物团队长期从事水产微生态制剂的研制与开发工作,为了将科技成果服务于广大养殖户,将研发的水产微生态制剂系列技术成果制作成图文并茂的专题讲座和简单易懂的专题短片。农闲时,利用“津科助农”“津科帮扶”、微信等平台,通过线上授课的方式,提高养殖户的认知和理论水平,在线服务的农民累计超2000人次。农忙时,采取深入生产一线,面对面指导的方式,将研发的系列简单、易操作的技术成果如“光合细菌简易规模化生产技术”“小球藻高密度培养技术”“EM菌自发酵扩培技术”等,无偿传授给养殖户,提升养殖户的养殖技能,每年累计下乡50余人次,服务农户150余人次,促进了养殖户增产增收,为水产养殖的健康可持续发展做出了积极的贡献。
三、平台建设迈上新台阶
天津市第三次全国土壤普查工作取得重大进展,我院承担了天津市武清区、宝坻区土壤普查及天津市土壤样品库建设工作。2025年高质量通过了武清区、宝坻区内业数据审核与验收,完成两区2000多个表层和剖面样品的42类指标共近6万个数据复核、复审;编制了工作报告、数据质量报告、数据审核报告、数据集等26份报告;顺利通过国家、市、区三级专家参与的省级内业验收评审,得到专家的高度肯定。同步开展了土壤普查成果编制工作,现已完成两区的耕地质量评价、农业适宜性评价、盐碱地分析报告等,编制完成宝坻区土壤类型图等28张属性图,形成宝坻区土壤资源评价与利用、三辣土特产品、耕地适宜性等5个报告,成为全国成果编制少数先行区县之一,并当作示范在全国交流。
完成了天津市省级土壤样品库建设工作,承担天津市土壤样品长期保存工作,目前土壤样本库共保存样品5079个,完成天津市向国家样品(南、北)库样品流转工作,流转样品10158个,为天津市土壤普查成果的保存与利用提供了平台。
展望“十五五”,资环所将做好以下工作:
(一)耕地质量快速提升技术及产品创制
1.盐碱地综合利用技术与产品创新。围绕国家粮食安全与18亿亩耕地要求,重点针对盐碱地综合利用与产能提升开展技术、产品创新。重点开展:(1)构建耐盐碱作物鉴定指标体系,制定耐盐鉴定选育标准化流程;(2)研发低成本、高效、可规模化生产与示范推广的改良剂产品;(3)开展咸水补灌技术,构建滨海盐碱区高产高效栽培技术模式。
2.精准高效施肥技术与节水农业。针对京津冀地区化肥用量失调、土壤质量下降等问题,依托国家土壤质量武清观测站,重点围绕作物养分精准调控、肥料高效利用、耕地质量稳步提升等技术开展攻关。重点开展:(1)肥料高效利用及减量替代技术研究及产品开发,构建京津冀农业主产区作物养分精准调控与丰产技术模式;(2)设施蔬菜节水种植模式研究、小麦玉米节水节肥高产技术模式研究、葡萄等果树高效节水施肥技术研究、雨水收集模式及替代地下水技术研究。
3.农田绿肥作物生产与利用培育技术研发。针对京津地区农田冬春耕地裸露风蚀、氮磷养分流失严重等问题,依托国家绿肥产业技术体系(天津综合试验站),重点开展:(1)优化稻田绿肥地力提升技术;(2)完善果园绿肥周年覆盖技术;(3)建立冬绿肥-夏作物复种节肥减排与养分流失控制技术模式;(4)利用现有绿肥生产基地,开展绿肥新品种选育,促进绿肥产业发展。
(二)加快提升环境治理技术,有效控制农业农村面源污染
在新农村建设的新背景下,依托天津市农村生态环境技术工程中心,研究低碳型及固碳型农业资源循环利用技术,为我国“双碳”目标的实现提供技术支撑。重点开展:(1)秸秆、尾菜低成本资源化利用技术及相关产品开发;(2)畜禽养殖粪污低碳处理技术及有机肥料和有机液肥产品的研发;(3)研发低碳卫生厕所,持续改善农村人居环境;(4)乡村垃圾简便分类及可堆腐垃圾安全利用技术;(5)乡村生活污水低成本脱盐及农业灌溉技术。
(三)农业微生物高效利用技术及功能菌开发
1.菌种保藏技术进一步完善。依托现有土壤微生物和水体微生物菌种保藏条件,进一步整合资源,通过对微生物菌种与基因资源的筛选、收集、选育,优化菌种保藏技术,提高微生物种质资源保藏和使用效率。
2.特定微生物主要功能研究。进一步对芽胞杆菌、希氏乳杆菌、解磷菌、耐盐菌、除臭菌、有机物料降解菌等微生物的特定功能机制进行深入研究,完善配套应用技术。
3.微生物相关产品的研发与推广。进一步完善养殖水体原位净化多功能复合菌剂、功能性微生物肥料、生物有机肥料、土壤微生物修复剂和有机物料腐熟菌剂等产品。
4.农业资源与环境实验平台建设。为提高实验创新和服务“三农”能力、可持续农业发展、粮食安全生产、生态环境保护与监测、科学平衡施肥、土壤养分丰缺及培肥土壤提供理论基础和科学依据。重点建设土壤、肥料、植物养分检测平台,环境污染物检测平台,环境微生物检测平台,在有力确保食品安全、维持生态平衡、指导合理施肥、促进农业可持续发展以及预防面源污染等方面发挥积极作用。
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