毛欣宇

1、农村生产系统中氮磷物质平衡机制与循环利用模式研究

防治农业面源污染、提升区域内农业资源循环利用是《全国农业可持续发展规划（2015-2030年）》围绕太湖治理提出的主要目标和重点任务。根据党中央提出的新发展理念，遵循“农牧结合、粮经结合”等原则，以“减量化、再利用、资源化”为特征的生态循环农业及相关技术成果在环太湖地区得到了大力推广。但由于农业链条内氮磷污染物输移行为特征、积累与消纳的源汇动态平衡机制尚不明晰、示范区建设成效评价体系和标准匮乏，给生态循环农业项目的合理设计、区域内农业资源利用效率提升和农业废弃物“零排放”和“全消纳”目标的实现造成了困难。因此，围绕生态循环农业系统，研究区域范围内农业生产系统中氮磷物质的平衡机制，实现氮磷物质输移的动态模拟与合理配置，并开展示范应用，可为解决生态循环农业面临的诸多问题提供有力的依据。

2、基于种养结合的农业废弃物资源化利用技术模式创新与应用示范

推动“粮经饲统筹，农林牧渔结合，种养一体，一、二、三产业融合发展”，走产出高效、产品安全，资源节约、环境友好的农业现化化道路，是实现农业生产过程中废弃物资源化利用的重要途径。目前，农业废弃物资源化利用技术成果在全国得到了大力推广，但在实际的应用过程中，更多的是照搬技术与模式，没有结合当地的具体情况，实效性方面不够理想。因此，以循环经济和生态理论为指导，依托当地资源优势，结合产业发展特点，因地制宜的利用成熟技术及成功经验并加以创新优化，通过准确分析当地当前种养殖现状，对不同规模养殖场、不同的畜禽粪污提出具体的无害化处理工艺及利用模式；探讨“种养结合”过程中氮磷养分的输移和平衡机制，准确评估当地畜禽粪污的污染风险、消纳能力和承载力，科学的提出种养结合模式下畜禽养殖种类、总量与种植播种作物种类、面积的匹配，以及肥、粪、秸杆一体就近高效消纳技术模式；建设标志性示范基地，创新推广服务模式进行示范推广，才能真正实现农业废弃物的“全消纳、零排放”。

3、农田水肥微生物调控及土壤修护技术研究

近年来，南方地区农业水利现代化过程中面临的节水减排(污)和水土环境保护中的科学和技术问题日益突出，为响应我国南方地区高效灌排和生态农业发展重大需求，针对节水、减肥、增产和土壤修护相结合开展农田水肥微生物综合调控研究，通过扩展农田节水灌溉和肥料运筹的作用，为农田水肥微生物一体化研究与实践探索一种新的方向和途径；研究化学氮肥和微生物有机肥配施条件下经济作物和水稻的氮素营养吸收规律，揭示水-氮-微生物交互作用对作物产量与品质的影响效应；系统研究设施栽培条件下作物节水灌溉下限指标、施氮量及微生物制剂等对土壤水理性质和作物生长发育、矿质营养吸收、蒸腾蒸发及产量和品质的影响，明确水-肥-微生物管理修复设施土壤连作障碍及改善土壤重金属污染的作用，构建水肥高效利用的水-有效微生物-肥料一体化灌溉施肥模式；开发挖掘土壤水分潜力和提高土壤水分有效性的复合微生物制剂及生物有机肥，探明微生物-有机物料-土壤水分有效性之间的内在联系，确立微生物有机肥在调控土壤水分有效性中的作用和机制。

4、农村土壤环境重金属钝化修复技术研究

农业生产过程中畜禽粪污的资源化利用及农村废水的循环利用可引发土壤环境质量下降和食品安全问题。目前，我国耕地土壤环境质量堪忧，铅、镉等重金属位点超标率偏高，该类重金属易被作物吸收富集，不仅严重影响作物的产量和品质，而且可通过食物链在人体内积累危害人类健康。生物炭因具有良好的吸持能力是钝化修复土壤重金属的研究热点，但针对重金属污染土壤的场地修复的长期稳定化效果及影响机制的研究还鲜有报道，钝化修复后土壤的环境质量和生态风险也有待评价。因此，基于上述问题，采用Nano-FTIR、XRD、XPS、XANES和XRF等技术手段，深入研究生物炭表征以及土壤重金属生物有效性变化，结合动力学模型拟合，全面揭示改性生物炭钝化重金属的机理；采用XANES和XRF技术对目标元素进行原位无损分析，以解决传统化学浸提造成的分析误差问题，揭示生物炭场地钝化重金属的效果及影响机制；将农田水、农产品重金属含量指标引入评价体系，构建水土-农产品综合质量指数法，评价农业废弃物资源化利用的环境效应。相关成果可为推动农业废弃物资源化利用，保障农田生态环境安全提供理论依据。