单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,科技小院网络科研的新思路和新进展,科技小院网络科研的新思路和新进展,1,主要内容,科技小院科研任务和思路,科技小院科研的,1351,计划,科技小院网络科研进展,结论与展望,主要内容科技小院科研任务和思路,2,科技小院的科研任务,STSBY,Experiment,Demonstration zone,Wangzhuang village,Monitoring,农田,农场（户）,农作系统,“,3F,”,生产,农业,农民,农村,“三农”,社会,研究对象,目标：,探索农业科研新思路，服务三农可持续发展,核心思想：,在农村和农业第一线，挖掘限制作物大面积高产高效的,关键因子,，创建高产高效,绿色生产模式,，探索农户生产方式,转变的途径,，,推动农村变革和农业可持续发展。,科技小院的科研任务STSBYExperimentDemons,3,研究思路,由下而上（,Bottom up,）,特点：,描述和记录,评价和揭示,探索和创新,设计和重建,Farm,Field,Bottom-up,Regional,(Farming system),National/Global,The study in STB,小院网络,综合（,Integrated),、系统（,Holistic,）、,解决方案（,Providing solution),、顶层设计与底层全套解决方案结合,（,Top down and bottom up approach),DEED,研究,研究思路由下而上（Bottom up）特点：描述和记录评,4,生产实践,数据资料,问题诊断,关键环节,技术改进,验证示范,试验示范,规律分析,科学规律,技术创新,已有知识和技术,DEED,方法,DPSIR,方法,科技人员和农民一起,科研人员为主,Development to Research(D2R),Integrated Agriculture Research for Development(IAR4D),(,D,riving forces-,P,ressures-,S,tate-,I,mpacts-,R,esponses)causal-effect framework,研究思路,发展中做研究（,D2R,）,生产实践数据资料问题诊断关键环节技术改进验证示范试验示范规律,5,研究框架,DPSIR,模式,(,D,riving forces-,P,ressures-,S,tate-,I,mpacts-,R,esponses)causal-effect framework,Zhou,et al,，,2015,低碳城市,DPSIR,分析案例,研究框架DPSIR模式(Driving forces-P,6,Bottom-up,和,Top-down,的对接,区域高产高效,限制因子,实现途径,政策建议,大面积,高产高效关键限制因子解析,大面积,高产高效的实现途径及其实证,科技小院,网络平台,不同规模农户跟踪与监测,自下而上,三大粮食作物主产区,国家粮食,安全,和,资源环境目标,不同区域高产高效潜力及其资源环境效应,潜力实现及其资源环境代价最小化的策略,自上而下,需要考虑科技小院布局和联网研究,Bottom-up 和 Top-down的对接区域高产高效大,7,记录,1,个村,跟踪,30,个农户,调查,50,个田块,集成,1,个展示方,科技小院网络“,1351,”计划：,剖解实现,作物高产高效限制因素，记录农村、农民、农业发展变化和变革，集成技术创新体系。,科技小院网络“1351”计划：剖解实现作物高产高效限制因素，,8,1,个农村调研跟踪,回答的问题,利用跟踪调研资料，描述该农村人口、生产、社会、经济、生态环境等历史变化特征,（,Describe,）,探讨农村变革的动力和主导因素,（,Explanation,）,建立村级养分与能量流动分析系统,（,Explanation/Explore,）,高产、高效和生态环境安全的新农村（农作系统）设计,（,Design,）,1个农村调研跟踪回答的问题,9,回答的问题,1,、了解农村不同类型农户生产行为、规模家庭经济收入年度变化,（,Describe,）,2,、揭示我国农户生产方式转型的内外推动因子,（,Explanation,）,3,、分析种植和养殖体系投入,-,产出关系，种植体系和养殖体系资源环境代价,（,Explanation,）,4,、建立基于农户的物质流与能量流的分析方法,（,Explanation/Explore,）,5,、,高产高效农户生产系统设计,（,Design,）,（,FarmDesign,）,科技小院,30,农户调研跟踪,回答的问题科技小院30农户调研跟踪,10,回答的问题,摸清农户地块产量差效率差现状，剖析农田生产实际问题,（,Describe,）,查找田块之间产量差、效率差、效益差和减排 差的主要影响因素,（,Explanation,）,探索高产高效新技术,（,Explore,）,提出解决途径，设计大面积高产高效技术体系，构建高产高效绿色增产模式,（,Design,）,科技小院,网络调查,50,个田,块,回答的问题科技小院网络调查50个田块,11,回答的问题,建立,一个,100,亩以上连片示范,展示，检验集成技术效果,（,Design,）,探索土地规模化生产的农民组织方式,（,Explore,）,剖析技术到位率的影响因素和提高技术到位率途径,（,Explore,）,分析规模化对缩小,4Gs,的影响,（,Explanation,）,科技小院集成一个示范方,回答的问题科技小院集成一个示范方,12,村级基于,GIS,的农户高产高效决策支持系统,科技小院网络研究进展,村级,村级GIS图的绘制,系统数据库的设计与建立,村级玉米高产高效管理系统,的设计、开发与实现,村级玉米高产高效管理系统,的验证,村级玉米高产高效管理系统,的修订,与完善,空间数据库,属性数据库,图层管理,查询,专题图分析,统计图分析,管理决策,数据库管理,系统管理,农户调研,资料收集,土壤养分数据获取,ArcGIS Engine,二次开发平台,Visual Studio,中,.Net,框架,C#,语言编程,玉米对比试验,王昊丹，,2016,村级基于GIS的农户高产高效决策支持系统科技小院网络研究进展,13,1,、数据库的设计与建立,数据库的建立,农户基本信息,土地基本信息,农户种植结构信息,作物种植管理信息,玉米种植管理技术知识,基础数据的获取,通过对沿公村全村,408,户的实地调研所得，包括作物管理，产量效率，养分去向等的调研，同时也调查了与此相关的农户行为和意愿。,科技小院网络研究进展,村级,王昊丹，,2016,1、数据库的设计与建立数据库的建立 农户基本信息基础数据的获,14,土壤养分数据的获取,利用网格取土法，保证至少每,10,亩采集一个混合样，在小麦收获前几天进行全村取土，共采集,240,个土样，并测定了其有机质、硝态氮、速效磷、速效钾。,王昊丹，,2016,土壤养分数据的获取 利用网格取土法，保证至少每10亩采,15,2,、村级,GIS,图的绘制,遥感图片,电子地图,土壤养分空间分布图,管理措施空间分布图,种植结构空间分布图,施肥配方图,科技小院网络研究进展,村级,王昊丹，,2016,2、村级GIS图的绘制遥感图片电子地图土壤养分空间分布图管理,16,村级土壤养分空间分布特征,硝态氮,含量处于中等水平，土壤供氮能力中等；,有效磷,的含量处于较高水平，土壤具有较好的供磷能力；,速效钾,含量较低，土壤普遍缺钾，土壤供钾能力较差。,图例,硝态氮含量（,kg/hm,2,）,30,30-60,60-90,90-120,图例,有效磷含量（,mg/kg,）,7-14,14-30,30-40,图例,速效钾含量（,mg/kg,）,90,90-120,120-150,图例,有机质含量（,g/kg,）,20,科技小院网络研究进展,村级,王昊丹，,2016,村级土壤养分空间分布特征硝态氮含量处于中等水平，土壤供氮能力,17,村级农户施肥现状及玉米产量空间分布特征,施肥现状,施氮现状空间分布,施磷现状空间分布,施钾现状空间分布,1/4,过量施氮,1/3,过量施磷,1/2,施钾不足,科技小院网络研究进展,村级,村级农户施肥现状及玉米产量空间分布特征施肥现状 施氮现状空间,18,村级农户施肥现状及玉米产量空间分布特征,玉米产量及氮肥偏生产力,玉米产量空间分布,氮肥偏生产力空间分布,玉米产量及,PFP,N,较低，有很大的,增产增效潜力,。,农户管理措施及产量没有空间分布规律，,差异较大,。,科技小院网络研究进展,村级,王昊丹，,2016,村级农户施肥现状及玉米产量空间分布特征玉米产量及氮肥偏生产力,19,3,、玉米高产高效管理系统的设计、开发与实现,基于,GIS,的村级玉米高产高效管理系统,用户管理,地图操作,数据库管理,技术推荐,专题图分析,修改账号、密码,权限管理,管理维护,地图浏览,地图修改、保存,图层管理,数据浏览,信息查询,数据更新,播种环节,施肥环节,管理环节,土壤养分空间分布,种植结构空间分布,玉米产量空间分布,系统设计,科技小院网络研究进展,村级,王昊丹，,2016,3、玉米高产高效管理系统的设计、开发与实现基于GIS的村级玉,20,系统开发,研究实现,GIS,数据库与作物管理技术的耦合与集成，基于,ArcGIS,提供的二次开发平台,ArcGIS Engine,（,AE,），将,AE,以控件的形式嵌入到,Visual Studio,编辑器中，利用,C#,语言来编程，开发出基于,GIS,的村级玉米高产高效管理系统。,科技小院网络研究进展,村级,王昊丹，,2016,系统开发 研究实现GIS数据库与作物管理技,21,4,、玉米高产高效管理系统的验证,试验方案,农民习惯,模式,高产高效,模式,在东南西北不同地力水平下共选择,15,个农户地块进行夏玉米对比试验（同田对比），进行了基础地力、管理措施、产量效率的调研和测定。,同田对比,科技小院网络研究进展,村级,王昊丹，,2016,4、玉米高产高效管理系统的验证试验方案农民习惯高产高效,22,村级玉米高产高效管理系统效果分析,玉米产量对比,玉米,产量,（,kg/hm,2,）,增产率,(,%),农民习惯,高产高效,)1,8078.5,9780.5,21.1,2,8351.9,9900.4,18.5,3,8472.8,10170.2,20.0,4,8997.2,10620.3,18.0,5,9753.2,11595.1,18.9,6,9938.2,11835.0,19.1,7,10138.9,11250.8,11.0,8,10253.8,11580.6,12.9,9,10353.4,11475.3,10.8,10,10612.7,12210.7,15.1,11,10809.4,10380.6,-4.0,12,11244.4,12270.5,9.1,13,11558.8,12720.4,10.0,14,11594.0,12750.2,10.0,15,12111.8,12585.0,3.9,平均值,10151.1,11408.6,13.3,玉米产量及增产率,平均增产,13.3%,王昊丹，,2016,村级玉米高产高效管理系统效果分析玉米产量对比玉米产量（kg/,23,村级玉米高产高效管理系统效果分析,化肥偏生产力对比,图,32,试验户玉米,PFP,N,对比,图,34,试验户玉米,PFP,K,对比,图,33,试验户玉米,PFP,P,对比,相比农民习惯操作模式，高产高效操作模式,PFP,N,平均为,48.7,，,提高,14%,；,PFP,P,提高,6%,；,PFP,K,有所降低，这是由于农户施钾不足造成的。,王昊丹，,2016,村级玉米高产高效管理系统效果分析化肥偏生产力对比图32 试验,24,Model nutrient flow at farm level,9 counties,