Exhibitation For Research Station

山东农业大学农业生态系统定位研究站进展 Achievements from the Agroecosystem Research Station of Shandong Agricultural University

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前 言 /Introduction 山 东农业大学和中国科学院植物研究所的专家，根据长期的定位 研究，发现解决草原退化和农区焚烧秸秆问题，可通过交换两地饲养的 动物来实现，即 “畜南下、禽北上 ”。为此，他们分别在内蒙古正蓝旗巴 音胡舒嘎查 (2000-) 和山东平邑县蒋家庄村 (2005-) 建立了两个村 ( 嘎查 ) 级的试验示范基地进行研究，各自取得了重要进展。其中巴音胡舒试验 效果被美国《科学》杂志长篇报道 (Science, 317: 314-316, 2007) 。 本定位站是在山东农业大学和平邑县人民政府大力支持下，于 2008 年 5 月 27 日正式建立的。旨在通过严格的科学试验和长期定位研究 ，探索国家粮食安全保障、农业生态环境保护、乡村新能源开发、新农 村建设、作物生理生态学与现代农业相结合等自然与社会问题的解决途 径；核心思路是充分利用生态学原理，而非单一技术提升农业，实现农 业可持续发展。这里展示的是，自 2005 年以来，山东农业大学作物栽培 与耕作学 “泰山学者 ”研究团队和定位站研究人员围绕上述研究方向取 得的阶段成果以及团队与定位站建设情况。

A team of scientists from Shandong Agriculture University (SDAU) and Chinese Academy of Sciences have found the solution for stopping land degradation of grassland ecosystem and stalks burning in rural China. The main idea, which is based on a long term of observation and real demonstration projects, is that the animals now raised respectively in steppe and agricultural areas should be exchanged with their habitats. We called this model as “Poultry in the North and Cattle in the South”. To test such an innovative hypothesis, two demonstration bases were established respectively in Bayinhushu Gacha (Since 2000) of Inner Mongolia and Jiang Jiazhuang Village of Shandong Province (Since 2005), both achieving remarkable results. The Bayinhushu case was officially reported by Science magazine (Science, 317: 314-316, 2007). The Agroecosystem Research Station of Shandong Agricultural University was founded on 23 May, 2008, with the assistance and founding from both SDAU and Pingyi County Government of Shandong Province. The mission of the station is to explore the ecological strategies for food safety, agricultural environmental protection and rural new energy exploration, which are profound for China’s natural and social sustainable development. Our main approach is trough the full utilization of ecological principles rather than the merely simple technology to advance the modern agriculture. We exhibit here with plentiful scientific and social information to demonstrate the results of the Taishan Scholars’ Team of Crop Cultivation and Farming System (main researches come from the research station), especially the achievements from the investigations on ecological farming, lower carbon agriculture, rural energy and crop 蒋高明制作 ecological physiology. Most of山东农业大学农业生态系统定位研究站 the results are dated back to 2005. /Designed by Professor Jiang Gaoming

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山东农业大学农业生态系统定位研究站简

介 /Introduction to the Agricultural Ecosystem Research Station of SDAU 山 东农业大学作物栽培学与耕作学泰山学者团队，于 2008 年 5 月 23 日在山东省平邑县 建立科研 基地 ——山东农业大学农业生态系统定位研究站。定位站将围绕农业生态循环、作物生 理生 态、有机种植、土壤养分动态开展研究；利用生态学原理产生经济效益，以站养站，提 供能源 和食物，并带动周边 4000 亩耕地和 700 农户的良性生态循环；用秸秆机械生产 “微储鲜 秸草 ” ( 面 包草 ) ，解决作物秸秆变废为宝、资源循环利用重大问题，为农民增收，农业增效，转 变农业经 济增长方式，寻找新出路。定位站已吸引含 1 名德国博士生和 2 名法国本硕连读生在内 的 16 名中 外研究人员在此从事科学研究，国内研究者分别来自于山东农业大学、中国科学院及河 北农业 大学等。

Aiming at long-term agricultural studies and providing valuable information for decision makers, the Agroecosystem Research Station of Shandong Agricultural University was established in Pingyi County, Shandong province. The station centralizes functions of ecological circle, crop ecophysiology, organic farming, soil nutrition dynamics. We support the station by station itself using ecological principles, help the nearby 700 farmers and their 4000 mu land to develop organic farming system. We have found a new way to solve the problems of crop residue burning by reusing them to make “bread grass”. By now, we have 16 researchers conducting their research here, including students from SDAU,CAS, HBAU, and 1 Germany PhD and 2 French M.S. students.

①② ③④

① 山东农业大学平邑县人民政府社会主义新农村建设示范基地启动仪式现场 /Opening ceremony of the New Village Construction Base with Pingyi Government ② 山东农业大学党委书记盖国强、平邑县委书记王林山为社会主义新农村建设示范基地揭牌 /Opening Ceremony speech by Mr Gai Guoqiang, the president of SDAU and Mr Wang Linshan, the governor of Pingyi County. ③ 山东农业大学副校长董树亭，平邑县人民政府副县长刘玉山签订社会主义新农村建设示范基地合作协议 /Mr Dong Shuting from SDAU and Liu Yushan from Pingyi Signing the cooperation contract. ④ 山东农业大学副校长董树亭，平邑县人民政府副县长刘玉山为定位站揭牌 /Opening ceremony of the research station 山东农业大学农业生态系统定位研究站 吴光磊制作 /Designed by Wu Guanglei

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定位站所在村庄基本情况 /Introduction of Jiangjiazhuang Village in which the station locates

蒋 家庄地处山东沂蒙山区，位于平邑县城东部 32km ，卞桥镇驻地南部 1.5km 处；总户数 248 户，

人口 923 人。全村耕地总面积 68 公顷；人均耕地 0.073 公顷 (1.097 亩 ) 。粮食作物播种总面积 31.33hm2 ；经济作物总面积 33.33hm2 ；林果总面积 1.33hm3 ，是以种植业为主，第三产业为辅的典 型农业村庄， 2007 年度上报人均纯收入约 4156 元 / 人。恢复高考制度 30 年以来，该村籍考入大专 院校学生达 85 人，其中硕士以上学历 2 人，博士 1 人。目前该村走出的人才中有博士生导师 1 人 ． ，副厅级干部 1 人，正科级以上 10 余人。该村为沂蒙山区长寿村之一，至今健在的老人年龄 105 岁。 iangjiazhuang Village of Pingyi County is situated in the Southeast of Shandong province. 32 km away 蒋家庄 from the city of Pingyi and 1.5 km from Bianqiao Town, the village hosts 248 families and 923 people. In the past 30 years, about 85 college students have emerged from this village, with 2 Masters and 1 doctor tutor 平邑县城 professor. The total arable land is 68 hm2, 0.073 hm2 per capita. The grain crop land is 31.33 hm2, together with 33.33 hm2 land for economic crops, forest, and 1.33 hm2 land for fruit production. It is a typical farming style village in Shandong Province. The net income in 2007 reaches to 4156 Yuan per person,

J

according to official statistics. The longest living person in this village ages 105 by the year of 2008.

②

450

5000 Net income per capita Gross output value Gross output value of agriculture

4000

400

4

0- 18岁 24%

350 3000

300

250

36- 60岁 40%

19- 35岁 22%

200 2002

2003

2004

2005

2006

2007

Net income per capita (yuan)

500

61岁以 上 14%

Total income (10 yuan)

①

2000 0 2008

Year

① 蒋 家庄 人口年龄结构图 /Age structure in the village ② 蒋 家庄 经济状况图 /Economic status ③ 蒋 家庄百 岁老人周蒋氏 (105 岁 )/The longest living person ages 105 ④ 蒋 家庄 村容俯 瞰图 /Bird-viewing the village

③

③

④

山东农业大学农业生态系统定位研究站 郑延海、李宗奉制作 /Designed by Dr Zheng Yanhai & Li Zongfeng

4

泰山学者团队 / Membership of Taishan Scholars’ Team

山 东农业大学作物栽培学与耕作学泰山学者团队：特聘教授为蒋高明教授；骨干成员王空 军教 授、贺明荣教授、陈雨海教授、宁堂原副教授、张吉旺副教授。本团队自成立以来，共申 请科研 课题 24 项，到位经费 1807 万元；发表学术论文 35 篇，其中 SCI 论文 27 篇；申请实用新 型专利一 项；出版专著两部； 成功申请国家级精品课程《农业生态学》。蒋高明教授被中共北京市 门 头沟区委和区人民政府授予特殊贡献专家顾问奖；王空军教授获国务院特殊津贴、国家新 世 纪优秀人才支持计划、教育部 “长江学者创新团队 ”学术骨干。

Membership of Taishan Scholars’ Team of Crop Cultivation and Farming System includes, Professors Jiang Gaoming,

Wang Kongjun, He Mingrong, Chen Yuhai, Associate Professors Ning Tangyuan and Zhang Jiwang. Since founded, The team has now successfully applied 24 scientific projects with 18.07 million RMB research funds. Some 35 research papers and 2 books have been published, including 27 SCI papers. One utility model patent and 1 National Top Quality Curriculum (Agroecology) has been achieved. Prof. Jiang Gaoming was especially awarded as Contributive Expert by the Government of Mentougou District of Beijing City. Prof. Wang Kongjun, who was the key member of Yangtze Scholars’ Innovation Group, was awarded special subsidy of State Council and funded by National Talent Supporting Project from Ministry of Education of China.

蒋高明 教授 博导 植物生理生态

贺明荣 教授 博导 小麦高产优质栽培

陈雨海 教授 博导 节水农业研究

宁堂原 副教授 农业生态学

张吉旺 副教授 玉米高产优质

生理 Prof. Jiang gaoming Prof. He mingrong Prof. Chen yuhai

①

Dr Ning tangyuan

②

Dr Zhang jiwang

③

① Science 报道泰山学者蒋高明教授在内蒙古浑善达克沙地进行的连续 5 年沙尘暴治理试验效果 / Experiment on Sandstorm controlling conducted by Prof. Jiang Gaoming and his team in Hunshadake Sandland, Inner Mongolia was reported by Science magazine (Science, 317:314-16,2007). ② 山东省人民政府 “泰山学者 ”特聘教授 / Professor Dr Jiang Gaoming was appointed as Taishan Scholar by Shandong Province Government. ③ 团队负责人蒋高明教授、著名三农问题专家、中国人民大学温铁军教授，九三学社窦观一先生联合成功申 报 “新农业革命模型体 ”专利 /Patent of New Agricultural Revolution Model was jointly invented by Prof. Jiang Gaoming and the famous farm expert Prof. Wen Tiejun and Mr. Dou Guanyi. 山东农业大学农业生态系统定位研究站 吴光磊制作 /Designed by Wu Guanglei

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定位站一线研究人员 /Research members in the station 蒋高明 教授、站长 /Professor Jiang Gaoming, Head of the Station

李宗奉 博士研究生 副研究员 /Associate Professor Li Zongfeng, Ph.D. candidate

植物生态学、生态农业 /Plant ecology ， organic farming

复合生态系统 /Complex ecosystem

郑延海 博士后、副研究员 /Dr Zheng Yanhai, Post Doctor of IBCAS

吴光磊 硕士、站长助理 /Mr Wu Guanglei, Head assistant

乡村新能源开发 /New energy in rural area and biogas generation

农业生态学 /Agroecology

冯素飞 硕士研究生 /Miss Feng Sufei, M.S. candidate

李勇 硕士研究生 /Mr Li Yong, M.S. candidate

应用农业生态学 /Applied Agroecology

植物生理生态学 /Plant Ecophysiology

李彩虹 硕士研究生 /Miss Li Caihong, M.S. candidate

贺新华 硕士研究生 /Miss He Xinhua, M.S. candidate

植物生理生态学 /Plant Ecophysiology

环境昆虫资源 /Environmentally health insect resource

池云花 博士研究生 /Ms Chi Yunhua, PhD candidate (CAS)

乌云塔娜 硕士研究生 /Miss Wuyun Tana, M.S. candidate (HBU)

能源植物、植物生理生态学 /Energy Crops, Plant Ecophysiology

动植物关系、有机种植模 式 /Plant-animal relationship, organic farming

刘慧 硕士研究生 /Miss Liu Hui, M.S. candidate (CAS) 竞争生态学 /Plant competition 现留学英国 /Now in Sheffield University (UK)

苏本营 硕士研究生 /Mr Su Benying, M.S. candidate

丁莉 博士研究生 /Miss Ding Li, Ph.D. candidate (CAS) 植物生理生态学 /Plant Ecophysiology 现留学加拿大 /Now in Canada

禽粮互作模式 /Crop-poultry intercropping model

苏怡 巴黎农业科技大学本硕连 读生 / Zoë Lefort, AgroParisTech 森林生态学 /Forestry Ecology

马兰 巴黎农业科技大学本硕连读生 /Margot Régolini, AgroParisTech 森林生态学 /Forestry Ecology

卢马瑞 德国雅申大学博士 生 /Mario Lucas, PhD candidate in Aarshen University (Germany) 中国乡村能源问题研究 /Rural energy utilization in China

山东农业大学农业生态系统定位研究站 郭立月制作 /Designed by Guo Liyue

6

中国农村生物质资源分布及利用：以秸秆为例

Distribution and utilization of bio-resource in rural China: With special references of crop residues

作 为世界上最大的发展中国家，中国农村分布着丰富的生物质资源。最 近十年来，中国秸秆年均产量 6.3 亿吨左右，是粮食产量的 1.3 倍，草原 干物质量的 2.1 倍。 50% 的秸秆资源分布于中国东部和中南部两地区。利 用现状为：收集损失和还田 15% 、粗饲料 23% 、工业原料 4% 和生物质 能源 37.5%(37% 生活燃料、 0.5% 沼气 ) ，废弃 20.5% 。研究认为秸秆开 发潜力在于： 1) 降低直接燃烧部分，发展生物质能产业 ( 秸秆发电、秸秆 气化等 ) ，改善中国的能源结构； 2) 发展畜牧业，农牧结合，实现生物质 循环利用。秸秆资源综合开发，对促进中国农业可持续发展和自然生态环 境改善有重大作用 (Ren. Sust. Ener. Rev., 12: 1402-1418) 。

As the largest developing country in the world, China has plentiful bio-energy resource. Liu H. et al. (2008) reported that, in the past decade, the amount of crop residues amounted to 0.63 billion ton, about 1.3 fold of grain or 2.1 fold grassland’s dry matter. Some 50% of the crop residues are distributed in East and mid-east China. Utilization structure of crop residues is, 15% lost during collection, 23% used for forage, 4% for industry materials, 37.5% left for bioenergy (37% directly combusted by farmers and 0.5% for biogas), with the rest 20.5% being discarded or directly burnt in the field. Reasonable adjustment of the utilizing pattern and popularization of the recycling agriculture are essential for the out-ways of residues. We therefore suggested that, 1) decreasing the proportion of direct combustion and 2) the development of livestock are urgently necessary for Chinese government. Comprehensive development of crop residues could not only bring ecological and social benefits, but also accelerate the sustainable development of China’s agriculture system (Ren. Sust. Ener. Rev., 12:1402-1418). . ① 作物秸秆的消费结构比例 500

Energy(Mtce)

A

400 300 200 100

Total energy for rural livelihood Energy from crop residue

0

Proportion (%)

60

/Composition of crop residues utilization

50

Population Total farmland area Farmland area per man

200

0.08

6

B

Yield (106 ton)

600 500 400

1996

1998

100 0 1975

②

Crop yield Crop residue yield

1980

1985

1990

Year

1995

2000

2005

2000

2002

2004

35 C a ttle n u m b e r 30 C r o p r e s id u e f o r f o r a g e / T o t a l c r o p r e s id u e 25

140

20

135

15 10

130

5

300 200

/The amount of cattle in China and the percentage of crop residues for forage

0.10

Cattle number

0

145

(million)

400

0.12

Farmland area per man (ha)

100 600

0.14

1994

150

0.16

Total farmland area (10 ha)

800

0 700

④ 牛存栏量及作物秸秆作为饲料的比 例

150

1000

1992

Year

1200 Population (millon)

/Livelihood energy in rural area and the percentage of crop residues

① 200

A

Energy fromcrop residue/ Total energy Crop residue for combution/ Total crop residue

20 1990

(%)

1400

③ 生活能源需求及秸秆所占比重

40 30

15% Collection lost and return to field 23% Rough forage 4% Industrial material 37% Livelihood combustion 0.5% Biogas 20.5% Waste

/Dynamics of crop land area per capita and crop residues

50

④

Proportion

② 人均耕地及秸秆产量趋势

B

125 0 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Y ear

山东农业大学农业生态系统定位研究站 郑延海制作 /Designed by Dr. Zheng Yanhai

7

农村生物质能源开发利用研究

/Study on the bioenergy utilization in rural area: a case study in Shandong Province 能 源危机是当今世界面临的严峻挑战。开发利用农村生物质能源，是确保能源可持 续发展的重要方向。我国农村丰富的农作物秸秆，含有大量的生物质能，只有少部 分作为农民直接的生活燃料，大部分废弃在田间地头或直接焚烧，造成极大的能源 浪费和环境污染。本研究通过饲养食草动物将秸秆固定的太阳能转变为粪便并进入 沼气池，沼气作为农民的生活燃料和照明能源，沼渣沼液返回大田，增加土壤有机 质，实现农业土壤固碳；并减少化肥用量，保护农田生态环境，消减温室气体排放 ，发展低碳农业经济。几年来，结合平邑县沼气村工程项目，蒋家庄沼气户已发展 120 多户，占全村户数的 48.3% ，年产沼气 8 万多立方米，约折合 4 万吨标准煤。

Energy crisis is a curtail challenge for the whole world. Fully explore bio-energy resource in rural China is

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

120000

4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

我国农村用电量 山东农村用电量

发电用煤量（万吨）

①

农村用电量（亿千瓦时）

vital for its sustainable economic development. There exists plentiful crop residues existed in rural China, unfortunately, most of them were directly combusted in the field. In this study, an exact ecological cycling of element and energy flux was designed, with cattle dung from agricultural circulation being turn into methane through biogas plant. Biogas can be well used as livelihood fuel and illumination energy. With the help of the government biogas program, the number of biogas house reaches to 100 about 48.3% of the total houses in Jiangjiazhuang, where our research station locates. The annual biogas production is over 80,000 m3, equal to about 57.1 ton standard coal.

1990

1993

1996 年份

1999

2002

100000 80000

煤量

60000 40000 20000 0 1990 1993 1996 1999 2002 2005 年份

① 我国及山东省农村用电量（亿千瓦时） /Rural electronic power consumption in China and Shandong ② 1990~2005 年我国发电用煤量 /Power generation by coal burning from 1990 to 2005 in China ③ 大量作物秸秆在田间被烧掉 /Crop stalks are burning in the field ④ 秸秆堆放在房前屋后 /Distribution of stalks in village ⑤ 与沼气池联通的改进简易厕所 /Bathroom connecting to the biogas plant in the model village ⑥ 建在房后的沼气池 /Biogas plant in the back yard ⑦ 家庭照明用沼气灯 /Biogas light ⑧ 家庭用沼气燃气灶 /Farmer family’ coking stove with biogas 山东农业大学农业生态系统定位研究站 郑延海 Zongfeng

. 李宗奉制作 /Designed by Dr Zheng Yanhai & Li

8

秸秆资源化利用： 微储鲜秸草加工 /Resource utilization approach

of crop residues through machinery processing 秸 秆焚烧问题长期困惑环保和农业部门，并多次引起国家领导人重视。其实，农民烧掉的是牛肉、牛 奶、牛皮、牛粪等许多值钱的东西。秸秆是潜在的大粮食资源和能源，如果将秸秆充分利用起来，升 值的部分可能是其辛苦种植出来的粮食价值的 3 到 5 倍。而要实现这个增收目标，必须设计严格的试 验，并在具体的农村带领农民来实践。本试验用作物秸秆生产 “微储鲜秸草 ”饲喂肉牛 , 促进秸秆资源 化利用 , 探讨带动农民利用废弃资源发家致富的途径。下图展示的是收购、粉碎、揉搓、包膜、成品 等秸秆饲料加工过程。

Photosynthetic carbohydrates stored in stalks and leaves can be processed as forage for animals. Unfortunately,

.

they are seriously neglected as wastes There is some 700 billions kg crop residues produced in China, however, most of them were useless or burned in the field, causing serious pollution. Here, we demonstrate the achievement in feeding beef cattle by microorganism depositing greenness crop residues grass, adding crop residue resource value.

凡是有条件的地方，都要把秸秆过腹还田作为实现农业可持续发展的一件大事 来抓 /We must take it as the most urgent task in realizing the crop residuals into fertilizers though feeding animals. 李鹏 /Premier Li Peng 科技部在十五计划中要把加强秸秆综合利用的科学技术研究列入重点，要下定 决心解决秸秆焚烧问题 /The Scientific and Technology Ministry should solve such problems in the Tenth-five Years Plan. 朱 镕基 /Premier Zhu Rongji 秸秆危害，此事强调多年，仍未得到解决。看来，关键要给秸秆找个出路。农 业部要予以重视，在总结经验的基础上继续研究治本的措施 / We have stressed the harm of burning crop residuals, why on earth can’t we solve such problems? We must find a outlet for them. 温家 宝 /Premier Wen Jiabao

山东农业大学农业生态系统定位研究站 冯素飞制作 /Designed by Feng Sufei

9

微储鲜秸草饲喂肉牛效益分析 /Efficiency analysis of beef cattle

feeding on microorganism depositing greenness crop residues 随 机选择 15 头夏洛莱肉牛进行试验。 3 种处理分别为处理 1 ，不带粒的微贮鲜秸草和花生秸；处理 2 ， 干玉米秸和花生秸；处理 3 ，微贮鲜秸草。试验进行了 7 个月，饲养前肉牛平均重量 200 公斤， 7 个月后 达 420 公斤。由结果可知，处理 3 转化效率最高，处理 1 采食量最大、生长最快，增肉最多 /We randomly chose 15 beef cattle of Charolais variety for experiment, with the feeds being grouped as: Treat 1, microorganism depositing greenness crop residues with peanut residue; Treat 2, corn residue without treatment; Treat 3, microorganism depositing greenness crop residues . The result demonstrated that Treat 3 had the highest transformation efficiency. While Treat 1 displayed the highest feed and grew swiftly with more beef produced.

采食量（ kg）

A

10 玉 米面 非粮 精 料 矿 物质 处理一 粗料 采食 处理二粗料 采食 处理三粗料 采食

8

6

4

A 不同处理肉牛采食量变化 /Feed changes in different treatment on beef cattle

2

0 1 重 量 (kg)

B

2

3

4

5

6

7

月 份

1.8 处理一日 增重 处理二日增重 处理三 日增重

1.6

B 肉牛日增重变化 / Average daily weight gain of beef cattle C 肉牛累计增重变化 /Accumulative weight gain of beef cattle

1.4 1.2 1.0

表 1 饲料中营养物质含量 (%)/Nutrition content of feed (%)

.8 .6

种类

含水量

粗蛋白

中性洗涤纤 酸性洗涤纤维 灰分

面包草

74

8.5

72.5

13.1

8.1

花生糠

9

10.5

94.2

45.3

80.7

干秸秆

11

6.8

72.3

45.2

32.1

150

玉米面

12

9.3

96.0

11.8

1.0

100

棉籽饼

9

36.1

45.3

16.3

6.4

麸子

10

18.3

65.7

16.3

6.1

.4 .2 0.0 1

重 量 （kg）

C

2

3

4

5

6

7

月 份

250 处理一 累计增 重 处理二累 计增 重 处理三累计增 重

200

50

0 1

2

3

4

5

6

7

月 份

表 2 饲料 : 肉牛活重比 7 个月变化 /Feed-weigh ratio changing within seven experimental months 水平

第一期

第二期

第三期

第四期

第五期

处理一

9.5+0.02

9.9+0.29

9.5+0.24

8.8+0.15

8.9+0.07

处理二

11.9+0.62

12.0+0.39

10.8+0.24

10.3+0.08

10.1+0.13

处理三

10.8+0.42

10.5+0.34

9.7+0.49

8.4+0.56

显著性

极显著

极显著

显著

极显著

8.1+0.69 显著

第六期

第七期

均值

9.9+0.07

9.4

10.4+0.19

10.9+0.15

10.9

7.3+0.96

8.3+0.38

9.0

极显著

极显著

9.5+0.07

山东农业大学农业生态系统定位研究站 冯素飞制作 /Designed by Feng Sufei

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蝗虫资源化养殖技术 /Utilization of grasshopper and the

technology on artificial feeding

蝗 虫俗称蚂蚱，作为农业的害虫一直是化学灭杀的对象。蝗虫具有很高的利用 价值，尤其人工养殖的蚂蚱，且因远离添加剂和化肥农药污染，符合人们健康饮 食潮流，逐步成为一种高蛋白低脂肪健康食品。作为一种新兴的产业，蝗虫养殖 操作简单，投资少，见效快。作为一种生物转换器，蝗虫一生可取食 80 克 “杂 草 ”，养殖蝗虫可把田间杂草变为一种高效饲料资源，有效解决有机种植模式中 的杂草危害。另外，蝗虫作为一种昆虫高蛋白源，可部分取代鱼粉等蛋白饲料， 市场前景广阔，可以为农民带来客观的经济效益。

Locust, also called grasshopper, used to be captured and killed as agricultural harmful insect. However, the locust resource is of high value usage. Especially, the artificial cultivated grasshopper has high protein and low fat without any pollution. Simultaneously, the locust cultivation, as a emerging industry with simplicity of operating and low investment may be one kind of income generation for the farmers. As an ideal biological switch, locust can turn the field weed into advantageous resources. It can possibly eat 80 gram weeds in its whole life. Along with the grasshopper enterprise’s development, the locust takes one kind of insect industry with high protein. And It can partially substitute fish meal. Therefore, feeding grasshoppers might have a bright future in the market prospect.

①

②

③

④

80 P reu fis h pow der O xy a Serville po w der

Content (%)

60

表 1 蝗虫体内氨基酸含量 (%) Table 1 Quantitative analysis of amino acid in grasshopper body

⑤

40

0 C rude protein P hos pho ru s

C alc iu m

Fa t

N u trition

图 1 蝗虫与鱼粉营养物质含量对比 Fig.1 The quantitative analysis of several major nutrient components

① 即食蝗虫食品 Instant food of grasshopper ② 蝗虫罐头 Grasshopper can ③ 大棚内人工养殖蝗虫 Artificial Culture of grasshopper

⑥ ④ 速冻蝗虫 Quick-frozen grasshopper ⑤ 蝗虫迁飞危害 Migratory flight of grasshopper ⑥ 田间杂草 Field weeds 山东农业大学农业生态系统定位研究站 贺新华制作 / Designed by He xinhua

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有机种植模式下 ”害虫 ”和 “杂草 ”防治技术

Controlling of insect and weed under organically farming condition

本 实验验证 “三种一养四收 ”模式。利用高秆作物 ( 玉米 ) 空间饲养柴鸡，选择 黑光灯诱杀 “害虫 ”。鸡既控制虫害，又将 “杂草 ”作为食物利用，还给庄稼施肥， 且这个流动的 “施肥机 ”可将优质有机肥均匀施加在庄稼地里。更重要的是，只需 用少量的粮食进行补饲。这样，可最大程度地避免鸡与人争粮，同时获得健康而美 味的有机食品。

This experiment was designed to control both insect and weed under organically farming condition. We

utilize the space under crop canopy to feed 100 chickens in 1334 km2 corn field, and the photokinesis of insect to catch them. As designed, the chicken would control the numbers of insects, which disserve crops seriously, even weed whiles fertilize the crop. More importantly, much of the feed for the chicken was saved because of plentiful insects consumed. Thus, we would achieve organic food without worrying about food pollution as none of the chemical pesticide and herbicide are used. 800 Cumulative food of chicken insect eaten by chicken weight per chicken

Insect /chicken weight (kg)

3.0

700

2.5

600

2.0

500

1.5 400 1.0 300

.5

200

0.0

100

-.5 -1.0

Cumulative food weight of chicken(Kg)

3.5

夺食 Dispute for insect

0 7/29

8/8

8/18

8/28

9/8

9/18

9/28

Date

图 1 ： 上图显 示了鸡重 量、 食 用粮 食及 食 用捕 获 昆虫重量 随 时间 的 变化。以 10 天为一期， 在鸡食用 的 粮食 相差 不大的 情 况下 ， 当 昆虫数量急剧下 降时，鸡的涨幅最 小（ 折 线图 读左侧 纵轴，柱 状图读右侧纵轴） /Changes of feeds and insects along with experiment process. Note that chicken’s weight increase so little when insect’s weight drop sharply. 表 1 不同时期鸡进 食量鸡 重量 对比表 （ kg ） /Dynamics of feeds and weight of chicken 日期 鸡平重量 小麦 玉米面 糠 捕虫量 (average (maize (weight of (date) (wheat) bran weight of power) insect) chicken) 7 月 29 日

0.64

8月8日

0.71

37.8

2.7

0.34

8 月 18 日

0.865

40.5

5.2

0.46

8 月 28 日

1.01

37.5

2.7

2.92

9月8日

1.06

23.2

32

2.5

9 月 18 日

1.21

22.2

38.4

3.8

9 月 28 日

1.35

21

47.4

诱杀 Light attracts insects

散步 Taking a walk

山东农业大学农业生态系统定位研究站 乌云塔娜制作 /Designed by WuYuntana 8.2

12

增施有机肥可减少一半化肥用量并维持最高玉米产量

Increased organic fertilizer could maintain the highest yield of maize simultaneously reducing the applying amount of chemicals

肥 料和农药的过量投入逐步降低耕地质量，并造成严重环境污染。降低化肥用量，并维持产量不下降， 秸秆过腹后的有机肥还田是重要途径。本试验以普通夏玉米 (Zea mays L.) 郑单 958 为供试材料，在大田条 件下，将化肥用量在目前基础上减半再减半，所亏欠的营养元素通过有机肥弥补。有机肥料梯度为 0 (M1), 75 (M2), 150 (M3) t · hm–2 ；化肥用量 (kg · hm–2 ) 为， F1 (N 84 ; P2O5 28 ; K2O 67 ) 、 F2 (N1 68 ; P2O5 56 ; K2O 134) 、 F3(N 336 ; P2O5 112 ; K2O 268) 。研究表明施有机肥的 M2 和 M3 处理的叶面积指数、干物质积 累量显著高于不施有机肥 M1 处理；在有机肥用量为 75kg·hm-2 时，常规化肥用量减半不会降低玉米成熟 期的干物质积累，并获得最高籽粒产量 12884.4 kg·hm-2 ；本研究可为国家在保证粮食安全基础上，合理施 用化肥，减少耕地污染，提供参考依据 。 ( 本文已被《生态学报》接受发表 )

Excessive consumption of chemical fertilizer and pesticide leads to serious environmental pollution, while reduced the quality of agricultural ecosystem. To decrease the side-effect of chemical fertilizer and maintain or improve the crop yield, manure is one important approach. The objective of this research were to investigate the effects of reducing the application rate of chemical fertilizer associated with amending different levels of manure on the growth and yield of Zea mays var Zhengdan 958. The levels of manure were included: 0 (M1), 75 (M2), 150 (M3) t · hm–2 , while chemical fertilizer gradient was F1 (N 84 ; P2O5 28 ; K2O 67 ) 、 F2 (N168 ; P2O5 56 ; K2O 134) 、 F3(N336, P2O5 112 ; K2O 268) t · hm–2 . Leaf area index and biomass in M2 and M3 treatments were significantly higher than in M1 (P<0.05). In the combination of 75kg·hm-2 manure and F2 chemical fertilizer, it had not only the highest biomass but also the highest grain yield (12884.4 kg·hm-2 ) among the treatments. This research might provide a useful approach for using chemical fertilizer reasonably and alleviating the risk of environmental pollution but not 表 1 干物质积累量变化动态 reduce the grain yield. Table 3 Changes of dry matter accumulation

-2

12000 10000

处理 Treat m ent

8000

M1F1

大喇叭 口期 Flare

抽雄 期

opening

Teaseling

Maturity

87.5 eF

103.3 fF

311.0 eD

成熟期

335.2 dC

6000

M1F2

88.9 eF

127.2 eE

M1F3

107.5 cD

136.5 dE

4000

均值 Mean

94.6

122.3

343.3

M2F1

99.2 dE

165.3 cCD

388.1 bcB

M2F2

136.5 aA

187.8 aA

401.1 abAB

M2F3

126.5 bBC

174.6 bBC

401.5 abAB

2000 0 M1F1

M1F2

M1F3

M2F1

2005- 2006

M2F2

M2F3

M3F1

M3F2

M3F3

2006- 2007

383.8 cB

均值 Mean

120.7

175.9

396.9

M3F1

133.3 aAB

164.1 cCD

389.4 bcB

M3F2

122.9 bC

159.2 cD

418 .0 aA

M3F3

136.6 aA

177.5 bAB

401.8 abAB

均值 Mean

130.9

166.9

403.1

图 1 不同配施处理对籽粒产量的影响 Fig.1 Effects of different treatments on grain yield

①

②

籽粒产量Gr ai n Yi el d( kg. hm )

14000

1 ）测光合去 /Prepare to measure the photosynthesis 2) 讨论试验 /Happy with the data 3 ）田间间苗 /Crop field management

③

④

4 ）有机肥高产玉米田 /high yield corn field organically fertilized

山东农业大学农业生态系统定位研究站 吴光磊制作 /Designed by Wu Guanglei

13

臭氧污染与作物响应控制试验 / Ecophysiological responses of crops to ozone pollution

本 实验选用对臭氧污染敏感性不同的冬小麦品种北京 6 号 ( 抗 ) 和济麦 22( 不抗 ), 利

用开顶式同化箱 (OTC) 对冬小麦进行臭氧熏蒸。实验共设对照 (-O3, <40ppb) 和污染处 理 (+O3, 100ppb) 两个臭氧水平，每天 9:00 到 16:00 进行臭氧熏蒸，并连续向 OTC 内 鼓入空气保持空气流动。臭氧熏蒸 30 天后，分别测定小麦地上部、地下部干物质积 累与分配；叶片气体交换特性、叶绿素荧光动力学参数；膜脂氧化等指标，从而探讨 冬小麦在臭氧污染下生理反应和生长规律的变化。 Seeds of winter wheat (Triticum aestivum L.), B6 (ozone tolerant) and J22 (ozone sensitive), were sown in 6 opentop chambers (OTCs), which were randomly divided into two groups receiving different O3 concentrations (+O3, 100ppb) and control (-O3, <40ppb). The OTCs were ventilated continuously with air and O3 was pumped into elevated O3 chambers for 7 h day-1 (9:00-16:00). After exposure to O3 for 30 days, winter wheat were sampled for assay. Dry matter accumulation and distribution of shoot and root, gas exchange and chlorophyll fluorescence parameter, anti-oxidative enzyme of membrane-lipids were measured to study the ecophysiological responses of winter wheat to ozone. ① 地球 臭氧 浓度分 布 / O3 distribution on the Earth ② 近 地面 臭 氧二 次污 染的形 成过程 / Formation of secondary pollutant O3 near surface ③ 开 顶式 同 化箱 示意 图 / Schematic diagram of OTC ④ 受 臭氧 胁 迫小 麦与 正 常小 麦对 比 / Wheat exposure to O3 and ambient air ⑤ 不 同臭 氧 熏蒸时间的 小麦幼苗 / Wheat seedlings with different O3 exposure time ⑥ 开 顶式 同 化箱 内的小 麦 / Wheat in the OTC ⑦ 测 定冬 小 麦光 合 / Measurement of photosynthesis of wheat ⑧ 开 顶式 同 化箱 内的 大豆 / Soybean in the OTC ⑨ GFS-3000 便携 式光 合 仪 /GFS-3000 portable photosynthesis system

①

④

Ozone concentration (ppb)

120

②

110

Ozone concentration in OTCs Ozone concentration in ambient air

100 90 80 70 60 50 40 30 20 900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

Time (h)

③

⑥

⑤

⑦

图 1 处理 与对 照 OTC 内臭 氧浓度 的日变化 Fig.1 Daily changes of ozone concentration in treatment and control OTCs.

⑧

⑨

山东农业大学农业生态系统定位研究站 李勇制作 /Designed by Li Yong

14

冬小麦对臭氧污染的生理生态响 应 /Ecophysiological response of Chinese winter wheat to ozone pollution 研 究了中国不同冬小麦品种对臭氧的敏感性。试验材料为过去 60 年来中国北方推广的 20 个冬小麦品种，试验处 理：对照（ CF ， [O3]<5ppb ）；臭氧处理（ +O3,[O3]=82ppb,7h d-1 ）共处理 21d 。同时探讨了不同倍性小麦对臭氧 的响应差异。试验材料为不同倍性的冬小麦；试验处理为同上。

One of the experiments explored the genotypic variations in O3 sensitivity in 20 Chinese winter wheat cultivars released over the past 60 years, highlighting O3-induced mechanisms. Different responses of wheat with different nuclear genome type to ozone were also experimented. Wheat plants were exposed to elevated O3 (82 ppbO3, 7h-1 ) or charcoal-filtered air (﹤ 5ppbO3) for 21 days in open top chambers. ①

0.54**

物种

粗山羊草 ¶ 野生一粒 小黑麦 栽培一粒¶ 栽培二粒 提莫非维 波兰小麦

Soluble protein 0.74** 0.53**

M DA

Asat

Chls

Ci

Rd

-0.59** -0.65** -0.71**

0.75** 0.42* 0.79** -0.69**

0.50* 0.44* 0.74** -0.37 0.45*

-0.72** -0.52* -0.82** 0.62** -0.68** -0.62**

0.46* 0.41* 0.64** -0.73** 0.65** 0.4 6* -0.58**

染色体组

野生种 野生种 原初栽培种 原初栽培种 原初栽培种 原初栽培种 原初栽培种 原初栽培种

圆锥小麦 ¶ 普通小麦 当前栽培种 平均值 P 值 (物种)

DD AA

RR AA AABB AAGG AABB AABB

AABBDD

Root mass 0.61** 0.27 0.82** -0.58** 0.69** 0.52** -0.69** 0.72** 0.70**

Root/shoot ratio 0.65** 0.32 0.82** -0.62** 0.68** 0.57** -0.66 0.73** 0.73** 0.97**

RGR (mg g -1 plant d -1) CF O3 % 90.43 33.15 -63*** 101.13 30.70 -70*** 65.46 39.12 -40

RGRs (mg g -1shoot d-1) CF O3 % 91.33 37.22 -59*** 99.63 34.74 -65*** 70.07 43.46 -38

RGRr (mg g -1root d -1) CF O3 % 87.20 16.85 -81*** 104.78 16.30 -84*** 68.21 20.20 -70***

79.33 66.81 71.87

46.30 -42 36.92 -45 49.13 -32

79.26 65.49 65.08

51.25 -35 41.25 -37 56.03 -14

81.92 74.12 71.77 78.09 0.001

48.39 48.82 35.32 40.87 0.298

79.04 75.26 67.09 76.92 0.007

54.81 58.10 41.28 46.46 0.243

sat

-41 -34 -51 -48***

-2 -1

(µmol m s ) 3

普通小麦 当前栽培种 AABBDD 平均值 P 值 (物种 )

Shoot mass 0.58** 0. 59** 0.81** -0.60** 0.63** 0.79** -0.74** 0.64**

14.54

13.94

0.001

s

-2 -1

-31 -23 -38*** -40***

(mol m s ) 3

Total m ass 0.61** 0.56** 0.84** -0.62** 0.66** 0.78** -0.76** 0.68** 0.99** 0.77** 0.79**

K CF 0.97 1.05 1.18

O3 0.53 0.48 0.47

% -65 -59* -46***

78.99 68.85 87.69

21.93 -72*** 0.99 19.44 -72*** 1.08 17.10 -80*** 1.35

0.38 0.47 0.28

-46** -38** -43***

86.51 69.78 80.62 81.40 0.048

23.02 25.98 15.10 19.55 0.836

0.50 0.38 0.34 0.43 0.379

-43** -25** -44*** -62***

i

-73*** -63** -81*** -76***

1.15 0.99 1.20 1.11 0.221

-1

µmol mmol )

a

3

3

(a)

-0.2

r = -0.76***

-0.3 A sat

-0.4 -0.5 0.5 Response to ozone

POD

AsA POD Solubleprotein M DA Asat Chls Ci Rd Shoot mass Root mass Root/shoot ratio

0.0 -0.1

(b)

0.4 r = -0.64**

0.3 0.2 0.1

Rd

0.0 0.05 (c)

0.00 -0.05 -0.10

r = -0.61**

-0.15 -0.20 Chls

-0.25 -0.30 0.14

0.16

0.20

0.22

0.24

0.26

0.28

② 0.2 (a) 0.0 r = -0.76***

-0.2

AsA

-0.4 0.0

(b)

-0.1 -0.2

r = -0.90***

-0.3 Soluble protein

-0.4 0.8

(c)

0.7

3.59

1.63

-55*

0.6

4.37

1.93

-56***

0.5

3.74

1.86

-50*

0.4

4.74

2.87

-39*

4.59

2.58

-44*

4.39

2.72

-38

0.2

4.85

3.57

-27

4.71

3.47

-26

0.1 0.14

10.06 -31*** 0.26 0.30 15 0.78 0.85 9*** 4.56 3.10 -32*** 8.79 -37*** 0.27 0.30 11* 0.7 6 0.85 11*** 4.44 2.75 -42*** < 0.01 0.001 0.012 0.487 0.022 0.0 64 0.00 3

0.18

g s in ozonated plants

Response to ozone

表 1 20 种小麦栽培品种生化含量、气体交换和生长参 ① 暴露在臭氧中与对照 数相对变化的相关性 /Correlations among relative 中植物的气孔导度和抗 changes in biochemical, gas exchange and growth 坏血酸盐、可溶性蛋白 parameters in 20 winter wheat cultivars 、丙二醛的变化的函数 关 系 /Functionalrelationshi ps between stomatal conductance(gs) in O3 andchanges in ascorbate (AsA), soluble protein 表 2 臭氧对整株、地上部和地下部相对生长速率 and 及异比系数的影响 / Effects of O3 on relative growth malondialdehyde(MDA) rate of whole plants (RGR), relative growth rate of in O3-exposed(+O3) and shoot (RGRs), relative growth rate of root (RGRr) and control (CF) plants. allometric coefficient (K) in wild and cultivated species of winter wheat ② 暴露在臭氧中与对照 中植物的气孔导度和净 光合速率、暗呼吸及叶 绿素总量变化的函数关 系 /Functional relationships between stomatal conductance (gs) in O3 and changes in 表 3 臭氧对不同染色体小麦光合作用的影响 /The light saturated net effects of O3 to the photosynthesis of wheat with photosynthetic rate different nuclear genome type 物种 染色体组 A g C /C ITE ( (Asat), dark respiration CF O % CF O % CF O % CF O % 粗山羊草 ¶ 野生种 DD 14.79 6.70 -55*** 0.35 0.35 0 0.81 0.89 10 (Rd) and total leaf 野生一粒 野生种 AA 15.59 9.71 -38*** 0.31 0.42 35 0.76 0.88 16** 小黑麦 原初栽培种 RR 15.07 6.47 -57*** 0.32 0.29 -9 0.79 0.89 13 chlorophyll (Chls) in O3栽培一粒¶ 原初栽培种 AA 14.31 8.26 -42*** 0.24 0.27 11 0.74 0.84 14* 栽培二粒 原初栽培种 AABB 10.79 8.32 -23 0.19 0.26 37 0.75 0.83 11 exposed (+O3) relative to 提莫非维 原初栽培种 AAGG 11.92 9.05 -24 0.22 0.27 21 0.76 0.81 8* 波兰小麦 原初栽培种 AABB 14.44 10.09 -30** 0.28 0.29 2 0.75 0.84 12 圆锥小麦 ¶ 原初栽培种 AABB 14.06 10.41 -26* 0.27 0.26 -5 0.76 0.84 10 control (CF) plants.

MDA r = 0.74***

0.3

0.16

0.18

0.20 0.22

0.24

0.26

0.28

gs in ozonated plants

新 品种对臭氧相对敏感，主要是由于其具有较高的气孔导度抗氧化能力下降幅度较大以及较低的暗呼吸速率， 从而对蛋白和细胞膜完整性造成较高的氧化伤害。臭氧对冬小麦光合和生长的影响存在着显著的种间差异 (J. of Experimental Botany, 59: 951-963, 2008), 原初栽培种表现出最大的抗性，当代品种次之 , 而野生种对臭氧最为敏感 (Global Change Biology 14, 46-59, 2008).

Higher sensitivity to O

3 in the more recently released cultivars was induced by higher stomatal conductance, larger reduction in antioxidative capacity and lower levels of dark respiration leading to higher oxidative damage to proteins and integrity of cellular membranes. Winter wheat exhibited significant interspecies variation in the impacts of elevated O3 on photosynthesis and growth. Primitive cultivated wheat demonstrated the highest relative O3 tolerance followed by modern wheat and wild wheat showed the lowest.

山东农业大学农业生态系统定位研究站 李彩虹制作 /Designed by Li Caihong

15

杨树人工林生态学问题及其对策 /Ecological inventory on

poplar single forestry: A case study in Pingyi County, Shandong

中 国大面积发展杨树纯林在带来经济效益的同时，对国土生态安全造成潜在的危害。本 研究依托山东农业大学农业生态系统定位研究站，选择卞桥镇金钱河两岸杨树纯林开展 调查研究，内容涉及生物多样性、木材蓄积量、病虫害、水土保持效果、土壤化学、杨 树加工以农户种植杨树的历史等问题。通过与法国林业比较，探讨中国北方农村人工林 生态建设的对策。

Study main goal : to underline the mains problems due to nonspecific culture of poplar trees in Shandong province from an example with the village of Jiangjiazhuang, Pingyi County, Shandong Province. Taking important data on poplar trees : height, diameter, density, environment, pollution etc. to have an accurate inventory in an certain area. Interviewing were taken on farmers, leaders of the village, the town, the county and members of the forestry administration at different scales to know why there is so many poplars in Shandong plains. BUT : - 农民需要快速经济回报 /farmers need fast income - 当地板材厂只要小树 /the local factory only buy young trunks

年龄 /Age 树木很小很单一 ，不成森 林 /Poplars are very young => no real forets => low BUT: biodiversity in popular fields - 农民不知道怎样对付病虫害 /farmers do not know how to cure it

- 他们不理睬病虫害，认为对幼树危害不大 /farmers do not care so much because the disease does not decrease poplar growth in the young age

病虫 害 /Leaves disease 单一种植造成 病虫 害 /Monospecifi c plantation increases the propagation of poplar leaves disease

环境污 染 /Pollution 杨树林环境污 染 /Poplars fields are seriously polluted by plastic crops and wastes

BUT : -农民在林下覆盖农膜种地 /farmers need plastic crops to increase agricultural production -人们不关心林下废弃物 /people do not care so much about wastes

山东农业大学农业生态系统定位研究站 /Designed by Margot Régolini

16

中法乡村比较研究 /Comparison for agriculture and village

1-/Localization

between China and France 法国 /FRANCE

中国 / CHINA

面积： 552 000 km2

面积： 9 596 960 km2

54% 为农耕地 /Farmland (295 000 km² )

15% 为农耕地 Farmland(1 439 544 km² )

耕地 / 居住地 Farmland/inhabitant : 5 000 m²/ ha

耕地 / 居住地 Farmland/inhabitant : 1095 m²/ha

第一个农产品出口国 /1st country for agricultural processed products export

谷物与土豆第一大国 /1st country for cereals and potatoes yield

法国 /FRANCE

中国 /CHINA • 村民的土地每 10-20 年一 动 /Farmland layout for farmers of

河 流 /Riv er

special regulations

each village, re-distribution each 1020 years

• 环境法 /Environmental rules • 如守法可获法国政府和欧盟多种 资助 /Lot’s of aids for farmers, from government and from the Common Agricultural Policy (Europe), if farmers respect some rules, e.g for environnment (fallow, grass strips near the river…)

草带 /Grass strip

农 田 /Fi eld

法国农田有天然植被保 护 /Example of environmental rules : grass strip near a river

• 有许多环境法但农民不关 心 /Farmers don’t care Environmental rules • 中央政府惠农政策资金很难到农 民手里 /Government aids difficultly reach farmers’ hands

3-/Village

2-/Policy

•农业市场遵循许多规 定 /Farmland on the market, with

法国乡村 /French village

中国乡村 /Chinese village

劳动力投入 /Labour force

4-/Farm

• 农村务农比例 /% of farmers in country labour force 中国 /China : 46.9% 法国 /France : 3.6% • 人工耕作面积 /Area per farm worker 中国 /China : 3 900 m²/worker 法国 /France : 330 000 m²/worker 原因分析 /Why such differences? •中国传统农业为主 /More traditional farms in China • 法国公司制机械化 /In France, all farms are mechanized, and many have company status

山东农业大学农业生态系统定位研究站 /Designed by Zoë Lefort

17 弘毅生态农场 /Hongyi Organic Farm

根 据生物多样性原理，建立人工食物链，将 “杂草 ”、 “害虫 ”和空间变成资源。弘毅生态农场共有绿 地 ( 含水面 ) 面积 6424 m2, 饲养哺乳动物 4 种，家禽 2 种，昆虫 1 种，淡水鱼 5 种；自然分布草本植 物 50 多种、昆虫 100 多种。利用牛粪制造沼气，用沼渣沼液作优质有机肥并发展有机农业，建立可 持续生态农场。目前，该农场已有 6 类产品具有经济回报，分别为育肥牛、柴鸡、蚂蚱、淡水鱼、有 机粮食、有机蔬菜。 2008 年度，已卖出育肥牛 73 头 ( 规模 200 头 ) ，纯收入 103833 元；散养鸡 100 只，预计纯收入为 1482 元；鱼 1200 尾，年度获益 8400 元；蚂蚱销售三批，收入 6750 元；有机玉米 及花生可收益 2000 元；藕 4000 元 ; 售牛粪 3200 元，总收入 129665 元。另外，农场种植了 12 种有机 蔬菜满足定位站工作人员需要，同时农场带动农民就业 4 人。

Follow the biodiversity theory, we designed the artificial food chain in order to turn weeds and insects into protein resourcs. Hongyi Organic Farm has a green area of 6424 m2, 6 kinds of animals, 100 kinds of insects, more than 50 kinds of native plant species. To establish a sustainable agro-ecosystem, we use feces as fertilizer, and produce biogas energy through biogas plant. 129665 Yuan is achieved in the year of 2008 through selling the organic products such as cattle, chicken, fish, and grasshoppers. Four employees are working now in the 1.1 hectare farm.

山东农业大学农业生态系统定位研究站 乌云塔娜制作 /Designed by WuYuntana

18 社会影响 /Social impact 应 聘泰山学者岗位以来，蒋高明教授为国家高层决策者提供多项合理化建议，涉及沙尘暴治理、新农村 建设、水源保护、北京绿色奥运、自然保护区等重大生态环境问题。有关建议分别被温家宝总理、回良 玉副总理、韩启德副委员长、许嘉璐副委员长、路甬祥副委员长、刘淇书记、于幼军省长等领导批示。 2007 年 7 月 19 日，关于禽类食品安全问题的采访文章获温家宝总理批示 。山东农业大学农业生态系统 定位站取得的示范效果在社会上产生了一定影响。原国家环保局副局长、中国工程院院士金鉴明、山东 农业大学党委书记盖国强、副校长董树亭、农学院党委书记赵延兵、山东省科技厅副厅长唐家农、原临 沂市人大副主任蒋建云、平邑县委书记王林山、县长陈一兵等各级领导等多次赴现场参观指导。 2008 年 5 月，平邑县供销合作社依托该定位站，成立了 “平邑弘毅肉牛养殖协会 ”。

Since 2005 , as a Taishan Scholar, Professor Jiang Gaoming have offered a number of advices for high leveled policy makers. The topics included how to handle the crucial environmental issues such as sandstorm, water source, Beijing Olympic Games, natural reserve construction, etc. Some suggestions were denoted by top leaders, such as premier Wen Jiabao and vice premier Hui Liangyu etc. For example, on July 19, 2007, the article published by South China Weekend on poultry food security was denoted by Premier Wen Jiabao. On May 23, 2008, Pingyi County Hongyi Cattle Feeding Association was established by Pingyi County Supply and Marketing Cooperation, based on the achievement of our research station.

①② ③④

① 中国民主促进会主席、全国人大副委员长许嘉璐会见蒋高明教授 / Mr. Xu Jialu, the Chairman of Chinese Democracy Promotion Committee discussing with Professor Jiang Gaoming. ② 全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥会见日本皇室成员，团队负责人蒋高明教授陪同 /Mr Lu Yongxiang, the President of the Chinese Academy of Science meeting with Professor Jiang Gaoming and others. ③ 山东农业大学农业生态系统定位站研发的产业化模式吸引了国内多家企业前来寻找合作机会。图为湖南天方绿化实 业有限公司董事长唐爱民和天津明堂集团总裁王明堂考察育肥牛项目 /Mr Tang Aimin from Hunan Tianfang Company and Mr Wang Mingtang from Tianjin Younaite Agricultural Machine Company visiting Hongyi Organic Farm. ④ 山东省人才领导小组《泰山学者工作动态》专文介绍泰山学者蒋高明带动农民致富消息，并呈报中组部、省委书记 等领导 /The Shandong Province Talent Management Office sufficiently affirmed the achievement of the station. It reported our activities to some important leaders, for both national and provincial decision makers. 山东农业大学农业生态系统定位研究站 吴光磊制作 /Designed by Wu Guanglei

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发表文章 /Related papers (1)

学术论文 /Research papers 1. Biswas D.K., Xu H, Li Y.G., Liu M.Z., Chen Y.H., Sun J.Z. & Jiang G.M. 2008. Assessing the genetic relatedness of higher ozone sensitivity of modern wheat to its wild and cultivated progenitors/relatives. Journal of Experimental Botany, 59: 951-963. 2. Biwas D. K., Xu H., Li Y. G., Sun J. Z., Wang X. Z., Han X. G., Jiang G. M*. 2008. Genotypic differences in leaf biochemical, physiological and growth responses to ozone in 20 winter wheat cultivars released over the past 60 years. Global Change Biology, 14: 46-59. 3. Ding L., Wang K. J., Jiang G. M*., Li Y. G., Jiang C. D., Liu M. Z., Niu S. L., Peng Y. 2006. Diurnal variation of gas exchange, chlorophyll fluorescence, and xanthophyll cycle components of maize hybrids released in different years. Photosynthetica, 44: 26-31. 4. Ding L., Wang K.J *., Jiang G.M*., Jiang C.D., Liu M.Z., Niu S.L., Yu S.L., Gao L.M. 2005. Post-anthesis changes in photosynthetic traits of maize hybrids released in different years. Field Crop Research, 93: 108-115. 5. Ding L., Wang K.J*., Jiang G.M*., D.K. Biswas, Xu H., Li L.F., Li Y.H.. 2005. Effects of nitrogen deficiency on photosysthetic traits of maize hybrids released in different years. Annual of Botany, 96 ： 925-930. 6. Ding L., Wang K.J.*, Jiang G.M*., Liu M.Z. and Gao L.M. 2007. Photosynthetic rate and yield formation in different maize hybrids. Biologia Planrum, 51: 165-168. 7. Ding L., Wang K.J., Jiang G.M*., Biswas D.K., Xu H., Li L.F., Li Y.H. 2008. Photosynthetic responses to water stress and re-watering in maize hybrids released in different years. Cereal Research Communications (publishing online). 8. Fang Q.X., Yu Q., Wang E.L., Chen Y.H., Zhang G.L., Wang J. and Li L.H. 2006. Soil nitrate accumulation, leaching and crop nitrogen use as influenced by fertilization and irrigation in an intensive wheat– maize double cropping system in the North China Plain. Plant Soil, 284:335-350. 9. Fang Q.X., Yu Q., Zhu O.Y., Li Q.Q., Yu S.Z. 2007. Much Improved Irrigation use Efficiency in an Intensive Wheat-maize Double Cropping System in the North China Plain. Journal of Integrative Plant Biology, 49: 1517-1526. 10. Jiang C.D., Gao H.Y*., Zou Q., Jiang G.M., Li L.H. 2006. Leaf orientation, photorespiration and xanthophyll cycle protect young soybean leaves against high irradiance in field. Environmental and Experimental Botany, 55: 87-96. 11. Jiang C.D., Gao H.Y., Zou Q., Jiang G.M., Li L.H.. 2004. Enhanced photoprotection at the early stages of leaf expansion in the field-grown soybean plants. Plant Science, 168: 911-918. 12. Li Q. Q., Chen Y. H., Liu M. Y., Zhou X. B., Dong B. D., Yu S. L. 2007. Effect of Irrigation to Winter Wheat on the Soil Moisture, Evapotranspiration, and Water Use Efficiency of Summer Maize in North China. American Society of Agricultural and Biological Engineers, 50:2073-2080. 13. Li Q.Q., Chen Y.H*., Liu M.Y., Zhou X.B., Yu S.L., Dong B.D. 2008. 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Grass Forage Science (in press). 18. Xu H., D. K. Biswas, Li W.D., Chen S.B., Zhang L., Jiang G.M*., Li Y.G. 2007. Photosynthesis and yield responses of ozone-polluted winter wheat to drought. Photosynthetica, 45: 582-588. 19. Zheng Y.H., Jia A.J., Ning T.Y., Xu J.L., Li Z.J., Jiang G.M. 2008. Potassium nitrate application alleviates sodium chloride stress in winter wheat cultivars differing in salt tolerance. Journal of Plant Physiology, 165: 1455-1465. 20. Zheng Y.H., Wang Z.L., Sun X.Z., Jia A.J., Jiang G.M*., Li Z.J.. 2008. Higher salinity tolerance cultivars of winter wheat relieved senescence at reproductive stage. Environmental and Experimental Botany, 62: 129-138. 21. Zhou X.B., Li Q.Q., Yu S.Z., Wu W., Chen Y.H. 2007. Row spacing and irrigation effects on water consumption of winter wheat in Taian, China. Canadian Journal of Plant Science, 87: 471-477. 22.吴翠平、贺明荣、张宾、张洪华、刘永环 . 2007. 氮肥基追比与灌浆中期高温胁迫对小麦产量和品质的影响 . 西北植物学 报 , 27:734-739. 23.周勋波、孙淑娟、陈雨海、李全起、杨国敏 . 2007. 冬小麦种群不同分布方式下水分特征与产量构成关系 . 水土保持学报 , 21: 78-81. 24.姜闯道、高辉远、邹琦、蒋高明 * 、李凌浩 . 2005. 叶角、光呼吸和热耗散协同作用减轻大豆幼叶光抑制 . 生态学报 , 25: 313-325. 25.庄克章、郭新宇、王纪华、王空军、吴正锋、刘鹏、董树亭、张吉旺 . 2007. 高油 115 籽粒灌浆期光能利用效率 . 作物学 报 , 33:230-235. 26.王晓英、贺明荣 *. 2007. 水氮耦合对济麦 20 籽粒蛋白质组分及品质的影响 . 作物学报 , 33:126-131. 27.王晓英、贺明荣、李飞、刘永环、张洪华、刘春刚 . 2007. 水氮耦合对强筋冬小麦子粒蛋白质和淀粉品质的影响 . 植物营 养与肥料学报 , 13:361-367. 28.王空军、张吉旺、郭玉秋、胡昌浩、董树亭、蒋高明 . 2005. 我国北方玉米品种个体产量潜力与氮利用效率研究 . 应用生 态学报， 16: 879-884.

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发表文章 /Related papers (2)

29. 王空军 . 2007. 玉米产量潜力与突破途径研究 . 推动农业产业升级，促进现代农业发展 . 济南：山东科学技术出版 社， 82-94. 30. 蒋高明、郑延海、冯素飞、唐爱民、王明堂、吴光磊 . 2008. 农业与低碳经济：生态学主导的新农业革命与大粮食 安全 . 见张坤民主编 : 低碳经济论 . 北京：中国环境科学出版社 . 31. 许宏、杨景成、陈圣宾、蒋高明、李永庚 . 2007. 植物的臭氧污染胁迫效应研究进展 . 植物生态学报 , 31: 12051213. 32. 黄振喜、王永军、王空军、李登海、赵明、柳京国、董树亭、王洪军、王军海、杨今胜 . 2007. 产量 15 000 kg/ha 以上夏玉米灌浆期间的光合特性 . 中国农业科学， 40 ： 1898-1906.

科普文章 /Popularizing articles 33.Jiang Gaoming. 2008. Chinese consumers must reject polluted food. Chinadialogue, February 5. 34. Jiang Gaoming. 2008. Consumers must say no to additives. Chinadialogue, September 26. 35. Jiang Gaoming. 2008. Land reclamation: tread carefully. Chinadialogue, March 11. 36. Jiang Gaoming. 2008. Organic food at a crossroads. Chinadialogue, August 14. 37. Jiang Gaoming. 2008. The countryside is being forgotten. Chinadialogue, June 12. 38. Tang Aimin, JIang Gaoming & Dou Guanyi. 2008. New thinking on “new villages”. Chinadialogue, March 31. 39. Wu Yong. 2007. Playing with nature or helping it is the question (Jiang Gaoming’s point). China Daily, August 22, A12. 40.曹锋涛 . 2005. 中国环保讲科学了吗 ( 蒋高明部分观点 )? 财富时报 8 月 18 日 . 41.邓爱华 . 2007. 关注中国生态安全――访中国科学院植物研究所研究员蒋高明 . 科技潮 , (1): 26-30. 41.邓爱华 . 2007. 呼唤生态学的绿色革命――访中国科学院植物研究所研究员蒋高明 . 科技潮 , (5): 26-29. 42.窦观一、蒋高明 . 2008: 以生态修复型“光伏农场”破能源危机 . 科学时报 , 7 月 19 日 , A4 版 . 43.江鑫娴 . 2007. 食品安全存五害，转基因乃潜在杀手 ( 蒋高明观点 ). 文汇报 ( 香港 ), 6 月 19 日 , A11 版 . 44.蒋高明、冯素飞 . 2008. “ 畜南下”可保障大粮食安全 . 科学时报 , 5 月 16 日 A4 版 . 45.蒋高明、高吉喜 . 2007. 中国高速发展的环境代价 , 中外对话 , 1 月 13 日 . 46.蒋高明、高吉喜 . 2008. 必须高度警惕生态危机 . 科学时报， 8 月 22 日， A4 版 . 47.蒋高明、李彩虹 .2007. 抗虫棉缘何也要打农药 . 中外对话 , 9 月 12 日 . 48.蒋高明、李先恩 . 2005. 山银花不是金银花，农民种植要小心 . 人民日报 , 7 月 15 日第 6 版 . 49.蒋高明、乌云塔娜 . 2008. “ 害虫”和“杂草”也是资源 . 科学时报， 9 月 26 日， A8 版 . 50.蒋高明、张传领 . 2008. 恢复生态学 . 见戈锋 : 生态学 . 北京：科学出版社， p533-552. 51.蒋高明 . 2005. 保护乡村生态、停止大树进城 . 科学时报 , 10 月 21 日 B2 版 . 52.蒋高明 . 2005. 脆弱的生命 . 科学时报 , 11 月 11 日 B2 版 . 53.蒋高明 . 2005. 给生命绿色的保护 . 生命世界 , (190): 106-106. 54.蒋高明 . 2005. 何时才能吃得放心 ? 百科知识 , (316): 42-43. 55.蒋高明 . 2005. 寂静的乡村 . 科学时报 , 8 月 15 日 B2 版 . 56.蒋高明 . 2005. 流动在地图上的颜色 . 生命世界 , (186): 86-86. 57.蒋高明 . 2005. 美国人怎样守护家园 . 百科知识 , (328): 34-35. 58.蒋高明 . 2005. 能在天外再造一个家吗？生命世界 , (187): 102-102. 59.蒋高明 . 2005. 潜藏在果园中的杀手 . 百科知识 , (312): 21-22. 60.蒋高明 . 2005. 人类属于大地，大地不属于人类 . 新京报， 2 月 4 日 A03 版 . 61.蒋高明 . 2005. 烧掉秸秆“种”出电来 . 生命世界 , (188): 91-91. 62.蒋高明 . 2005. 我们从那里来 . 生命世界 , (185): 106-106. 63.蒋高明 . 2005. 一场生态和文化保卫战 . 科学时报 , 7 月 15 日 B2 版 . 64.蒋高明 . 2005. 只有敬畏自然才能保护自然 . 人民日报 , 1 月 25 日 . 65.蒋高明 . 2006. 分类治理我国退化的生态系统 . 自然之友通讯 , (3): 14-16. 66.蒋高明 . 2006. 何时吃得放心 . 人与自然 , (12): 86-87. 67.蒋高明 . 2006. 建设新农村，先护古村落 . 新京报 , 6 月 17 日 A03 版 . 68.蒋高明 . 2006. 建设新农村先护古村落 . 人与自然 , (9): 21-22. 69.蒋高明 . 2006. 将秸秆变成牛羊的“面包” . 人民日报 , 6 月 22 日第 16 版 . 70.蒋高明 . 2006. 我国荒漠化治理存在三大误区 . 人民日报 , 3 月 30 日第 16 版 . 71.蒋高明 . 2003. “ 人退”才能“沙退” . 人民日报 , 2 月 21 日，第 14 版 . 72.蒋高明 . 2002. 治理沙尘暴从何处入手 . 人民日报 ( 内参 ), (37): 22-24. 73.蒋高明 . 2006. 秸秆畜牧业富国利民 . 新京报 , 11 月 26 日 A03 版 . 74.蒋高明 . 2006. 刻不容缓的古村落保护 . 科技潮 , (8): 20-22. 75.蒋高明 . 2006. 社会主义新农村不应停留在口号 . 人民网 , 3 月 9 日 . 76.蒋高明 . 2006. 社会主义新农村的实现方式在于组织化 . 人民网 , 3 月 14 日 . 77.蒋高明 . 2006. 务实地建设社会主义新农村 . 科学时报 , 4 月 18 日 . 78.蒋高明 . 2006. 新农村建设从哪里突破 ? 人民网 , 3 月 12 日 . 79.蒋高明 . 2006. 新农村建设人才哪里来 . 人与自然 , (11): 42-43. 山东农业大学农业生态系统定位研究站 乌云塔娜制作 /Designed by Wu yuntana

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发表文章 /Related papers (3)

蒋高明 . 2006. 新农村怎样才能不“变味” . 新京报 , 4 月 29 日 A03 版 . 蒋高明 . 2006. 拯救地球的两剂“药方” . 科学时报 , 9 月 7 日 . 蒋高明 . 2006. 只有一个中国――评《 2005: 中国的环境危局与突围》 . 中国学术论坛 , 7 月 8 日 . 蒋高明 . 2006. 中国生态环境的突围之路 . 中国经济报告 , (4): 43-46. 蒋高明 . 2007. “ 转基因”还是“生态学”――中国食物生产和能源利用需要质的飞跃 . 科学时报 , 2 月 7 日 A4 版 . 蒋高明 . 2007. 必须高度警惕耕地白色污染 . 科学时报 , 5 月 11 日 A4 版 . 蒋高明 . 2007. 不能对“生态现代化排名落后”无动于衷 . 新京报 , 1 月 30 日 , A2 版 . 蒋高明 . 2007. 不用有机肥，哪来的有机食品 . 新京报 , 12 月 29 日 , A3 版 .

88. 蒋高明 . 2007. 财富的代价不能是生命 . 科学时报 , 2 月 7 日 . 89. 蒋高明 . 2007. 改善生态的绿色革命 . 中外对话 , 1 月 18 日 . 90. 蒋高明 . 2007. 何时驱散田野里的狼烟 . 中外对话 , 10 月 17 日。 91. 蒋高明 . 2007. 秸秆变油：且莫过早叫好 . 科学时报 , 6 月 22 日 A4 版 . 92. 蒋高明 . 2007. 秸秆发电的意义重大 . 新京报 , 1 月 13 日 , A3 版 . 93. 蒋高明 . 2007. 拒绝洋垃圾，必须旗帜鲜明 . 新京报 , 2 月 11 日 , A3 版 . 94. 蒋高明 . 2007. 科学常识缺失给“亿霖”以可乘之机 . 新京报 , 2 月 12 日 , A2 版 . 95. 蒋高明 . 2007. 粮食安全不能忽视空间资源 . 科学时报 , 9 月 21 日 . A4 版 96. 蒋高明 . 2007. 农业的出路在于生态循环 . 科学时报 , 7 月 6 日 A4 版 97. 蒋高明 . 2007. 生态学不是软道理 . 科学时报 , 3 月 16 日 A4 版 . 98. 蒋高明 . 2007. 食品安全五大害 . 科学时报 , 6 月 15 日 A4 版 . 99. 蒋高明 . 2007. 食物安全和生态安全可共赢 . 科学时报 , 8 月 3 日 A4 版 . 102.蒋高明 . 2007. 我国粮食增产的空间在哪里 科学时报 , 11 月 28 日 . A4 版 . 103.蒋高明 . 2007. 养鸡场里的死鸡哪里去了 . 新京报 , 5 月 19 日 , A3 版 . 104.蒋高明 . 2007. 一位县环保局长的困惑 . 科学时报 , 11 月 16 日 . A4 版 . 105.蒋高明 . 2007. 怎样理解生态文明 . 科学时报 , 11 月 2 日 . A4 版 . 106.蒋高明 . 2007. 治理耕地污染要的是行动 . 新京报 , 4 月 24 日 , A2 版 . 107.蒋高明 . 2008. “ 南树北移”让果农雪上加霜 . 科学时报 , 3 月 27 日 A3 版 . 108.蒋高明 . 2008. 从土地“越量越少”到“越量越多” , 科学时报 , 2 月 22 日 A3 版 . 109.蒋高明 . 2008. 反季节蔬菜之反思 . 中外对话 , 2008 年 5 月 25 日 . 110.蒋高明 . 2008. 农村大学生拖垮家庭？科学时报 , 4 月 11 日 A3 版 . 111.蒋高明 . 2008. 乡村悄然消失的湿地 . 中外对话 , 8 月 28 日 . 112.蒋高明 . 2008. 消除白色污染从细节抓起 . 新京报 , 3 月 23 日 , A3 版 . 113.蒋高明 . 2008. 怎样理解生态文明 . 中国科学院院刊 , 23(1) ： 5-5. 114.蒋高明 . 2008. 震区家园重建应考虑沼气入农户 . 新京报 , 6 月 15 日 , A3 版 . 115.蒋高明 . 2008. 治理乡村环境危机刻不容缓 . 改革内参 ( 决策版 ), (22): 20-21. 116.蒋高明 . 2008. 中国农业：小农户还是大农场？科学时报 , 1 月 18 日 A3 版 . 117.蒋高明 . 2008.“ 能源草”不是救命稻草 . 中外对话 , 9 月 3 日 . 118.蒋高明 .2007. 过分依赖煤炭不利于全球降温 . 北京科技报 , 3 月 7 日 . 119.蒋高明 .2007. 既要脱贫又需保护生态环境 . 中外对话 , 2 月 22 日 . 120.蒋高明 .2007. 为地球降温：自扫门前“雪” . 中外对话 , 3 月 14 日 . 121.蒋高明 .2007. 新绿色革命应由生态学唱主角 . 北京科技报 , 2 月 7 日 . 122.蒋高明 .2007. 养鸡场的死鸡哪里去了 . 中外对话 ,6 月 15 日 . 123.蒋高明 .2007. 中国必须旗帜鲜明地拒绝洋垃圾 . 中外对话 , 2 月 8 日 . 124.蒋高明 .2007. 中国需高度警惕耕地白色污染 . 中外对话 , 5 月 15 日 . 125.李宗奉、蒋高明 . 2008. 摆脱农村改革中的“黄宗羲定律” . 科学时报 , 6 月 12 日 A4 版 . 126.宁堂原、蒋高明 . 2008. 食物安全用“饭”还是用“药” , 科学时报， 9 月 18 日， A4 版 . 127.唐爱民、蒋高明 . 用创新思路保障粮食和能源安全 . 中国企业报 , 6 月 17 日 , A10 版 . 128.汪永晨、周洪春、张祥平、靳敏、黄平、郑易生、蒋高明、刘并、金晖、汪辉、田松、杜鹏飞、杨东平等 . 2005. 环境生态问题与科学发展观 . 读书 , (311): 38-48. 129.汪永晨 . 2007. 节能不仅仅是为了今天 ( 蒋高明部分观点 ). 新京报 , 5 月 18 日 , A2 版 .

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