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《中国农业科学院》 2018年
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城乡一体化下空间农业关键技术研究与应用探索

崔健  
【摘要】:自十九大国家提出乡村振兴战略以后,美丽乡村建设越来越受到国家重视,已经成为乡村振兴战略顺利实施的重要抓手。按照《美丽乡村建设指南国家标准》国家标准,主要隐含着“三条主线”:即生态文明、以人为本、规范投入。这是美丽乡村建设的重中之重,也同时要求美丽乡村不能建设为标准的城市,推进城镇化的同时,有别于城镇、优于城镇,比成本更加生态宜居。美丽乡村空间农业的开展,在这一层面上合理对接了乡村振兴的美丽乡村建设,突出生产、生活和生态的三生同步,三生协调。将美丽乡村建设与美丽乡村建筑空间农业相结合,在补偿土地资源、改善局域生态等方面发挥着巨大作用。屋顶农业本身作为一种新型农业生产方式,其在全球范围内尚处于理论探索阶段,缺乏系统研究。本文将屋顶农业系统功能细化为生产、生活、生态三大属性,按照种植方式、灌溉方式等划分为不同类型,并选取山东乐陵市王辛宋社区和中国农科院区划所西配楼屋顶农场作为主要研究对象,采用系统分析法、热舒适度评价法、模糊综合评价法等,分别对屋顶农业生产、生活、生态功能进行分析评价和计算统计,对各功能在系统中的属性构成、所占比例以及未来发展方向进行初步探索。通过研究发现,美丽乡村屋顶农业的生产、生活、生态三种属性,虽然在系统中相互依存,但对于功能的体现程度和价值尺度,有着具体差异:通过2016年5、6月产量估算,在理想情况下,北方屋顶农场的年产量在2.92kg/m2左右,生产、生态、生活三种属性在系统中的收益比例分别为19.95%、47.02%、33.03%,间接效益远大于农产品直接产出价值,系统生态功能收益最高,生活功能次之;值得注意的是,北方屋顶收气候的影响十分剧烈,稍有极端气候条件的介入,将发生比较大的后果。2016年全年气候比较正常,但有7月份夏季有极端高温出现,造成农产品产量下降,实验地屋顶农业全年产量仅为1.63kg/m2,上述三种属性比为14.30%、39.79%、45.91%,说明生活功能以节约电量折算,为相对恒量,生态功能的价值体现随农场产量成正相关,生态功能略低于生活功能,间接证明了屋顶农业在美丽乡村系统建设中的合理性与必要性。通过对美丽乡村空间农业的节水模式研究,设置了分根水分胁迫试验,以期构建具有良好效果的节水作业模式,发现全根胁迫对于光合作用效率的影响非常明显,它能导致作物的光合作用效率迅速降低,从而使得作物的产量降低;半根胁迫条件下的净光合速率和对照处理没有明显差异,半根胁迫对作物的光合作用效率的影响并不明显,所以在生产中可以采用分根区灌溉的方法,可以在不影响作物产量的情况下达到节水的目的,这对于美丽乡村屋顶农业的节水作业具有重要的理论指导价值。通过对菠菜、生菜和马齿苋三种蔬菜的不同栽培条件的分析和研究,发现矿渣改良土壤栽培条件在产量、叶绿素含量、可溶性糖含量等方面都明显优于其他两种栽培模式,这可能与矿渣改良后的土壤在保水方面具有更好的优势,且矿渣中含有丰富的矿物元素,有利于作物的生长。矿渣为偏碱性物质,在加入土壤后,会适当提高土壤的PH值,有利于土壤中原有的营养元素析出,被作物吸收。综合以上原因,矿渣改良土壤是屋顶农业一种良好的栽培模式。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:博士后
【学位授予年份】:2018
【分类号】:F323

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