【文章內(nèi)容簡介】 間匹配的機制；為實現(xiàn)雨養(yǎng)春玉米產(chǎn)量增加 15%、水肥資源生產(chǎn)效率提高 20%的目標提供理論依據(jù)和技術途徑。 承擔單位 : 中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所，吉林省農(nóng)業(yè)科學院 課題負責人 : 張衛(wèi)建 中國農(nóng)科院作物科學研究所 經(jīng)費比例 ： 12% 課題 小麥 玉米周年高產(chǎn)高效的栽培學機制與途徑 主要 研究內(nèi)容： ① 光熱資源在小麥玉米間的優(yōu)化配置與周年高效利用。 通過研究光熱資源配置與小麥玉米周年高產(chǎn)高效栽培模式、土壤周年水肥供應與作物水肥需求動態(tài)耦合機制，闡明光熱水肥資源周年高效利用的優(yōu)化配置機制。 ② 小麥壯株延衰高產(chǎn)群體構建的調(diào)控機制和高產(chǎn)途徑。通過研究小麥分蘗和群體結(jié)構特征、生理生化特性以及抗逆適應機理，闡明 水 肥高效利用群體構建和壯株延衰的機制，提出小麥高產(chǎn)高效栽培途徑。 ③ 玉米增密增穗與延衰增重的調(diào)控機制和高產(chǎn)途徑。通過研究玉米群體增密與莖穗發(fā)育特性、花粒期物質(zhì)生產(chǎn)分配與籽粒建成充實的關系，闡明玉米增密增穗與延衰增重的調(diào)控機制，提出玉米高產(chǎn)高效栽培途徑。 ④ 綜合提出小麥玉米周年一體化高產(chǎn)高效栽培理論與途徑。 研究目標 : 揭示黃淮海平原不同生態(tài)類型區(qū)制約小麥玉米周年高產(chǎn)高效的關鍵因素，闡明光熱等資源在小 麥玉米間的最佳配置和小麥玉米高產(chǎn)高效的調(diào)控機制，建立黃淮海平原不同生態(tài)類型區(qū)小麥玉米周年高產(chǎn)高效的栽培理論與實現(xiàn)途徑，小麥玉米產(chǎn)量提高 1015%，水肥資源生產(chǎn)效率提高 20%的技術途徑。 承擔單位 : 山東農(nóng)業(yè)大學，中國農(nóng)業(yè)大學 課題負責人 ： 王振林 山東農(nóng)業(yè)大學 經(jīng)費比例： 12% 課題 高產(chǎn)水稻氮肥高效利用機制與途徑 主要 研究內(nèi)容： ① 通過典型稻區(qū) (太湖稻－麥兩熟區(qū)、湖南雙季稻區(qū) )的田間試驗、實證調(diào)查和數(shù)據(jù)分析，闡明高產(chǎn)水稻氮高效利用的主要限制因素 。② 通過高產(chǎn)與氮高效利用基因型的選用、現(xiàn)有高產(chǎn)栽培技術的 集成優(yōu)化、周年光溫資源的配置、基于土壤氮釋放規(guī)律及水稻需氮規(guī)律的氮肥高效管理、水分調(diào)控技術促氮轉(zhuǎn)移等手段提高水稻產(chǎn)量及氮肥利用率，闡明水稻高產(chǎn)高效的途徑及其調(diào)控機制 。③ 定量化土壤－水稻－大氣連續(xù)體的氮素循環(huán)過程，驗證高產(chǎn)水稻氮高效利用途徑的可持續(xù)性，在此基礎上對技術途徑進行反饋調(diào)整，提出適應于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的水稻高產(chǎn)高效的栽培模式。研究工作的技術路線如下： 研究目標 : 闡明影響水稻高產(chǎn)與氮肥高效利用協(xié)同提高的制約因素，明確水稻產(chǎn)量增加 15％、水肥資源生產(chǎn)效率提高 20％的技術途徑、關鍵生理生態(tài)學過程及調(diào) 控機制。 8 承擔單位 ： 中國科學院南京土壤研究所，揚州大學 課題負責人： 顏曉元 中國科學院南京土壤研究所 楊建昌 揚州大學 經(jīng)費比例 ： 12% 課題 西北旱作高產(chǎn)栽培的 水 分高效利用原理及調(diào)控 主要 研究內(nèi)容 ： ① 旱地作物水分高效利用的土壤水庫調(diào)控。通過對旱地降水資源、土壤水資源與作物產(chǎn)量動態(tài)耦合分析，揭示旱地作物降水生產(chǎn)潛力實現(xiàn)過程中土壤水庫的有效范圍與 可調(diào)度。 ② 旱地作物高產(chǎn)與水分高效利用的養(yǎng)分調(diào)控途徑。闡明產(chǎn)量和水肥利用效率協(xié)同提高的調(diào)控機制，提出相應的調(diào)控措施并進行田間驗證。 ③ 旱地作物產(chǎn)量與水分利用效率協(xié)同提高的補償效應機制。探索旱地作物光合同化產(chǎn)物積累分配的調(diào)控程度以及根系功能和根冠關系的優(yōu)化調(diào)節(jié)對產(chǎn)量和水分利用的補償效應機制。 研究目標 : 通過系統(tǒng)研究旱地小麥降水生產(chǎn)潛力實現(xiàn)過程中土壤水庫的調(diào)控范圍與程度，提出不同降水年型下旱地農(nóng)田適度生產(chǎn)力開發(fā)的調(diào)控對策；探索旱地玉米高產(chǎn)覆蓋栽培與高效用水的土壤肥力調(diào)控途徑；查清調(diào)節(jié)土壤水庫和改善土壤養(yǎng)分條件對作 物根系功能和源庫關系與產(chǎn)量形成的貢獻程度；建立旱地作物產(chǎn)量與水分利用效率比當?shù)仄骄教岣?1525%的栽培模式，為旱地作物大面積高產(chǎn)與水肥高效利用栽培措施提供科學依據(jù)。 承擔單位 : 中國科學院水利部水土保持研究所 課題負責人 : 鄧西平 中科院水利部水土保持研究所 經(jīng)費比例 ： 12% 第二部分：作物高產(chǎn)與資源高效的關鍵過程 (課題 5， 6， 7) 課題 作物高產(chǎn)群體結(jié)構和功能的優(yōu)化機理及其定量控制 主要 研究內(nèi)容： ① 作物高產(chǎn)群體葉層結(jié)構與高效物質(zhì)生產(chǎn)。通過研究作物不同高產(chǎn)群體的葉層分布和葉面積 、光合作用動態(tài)及其物質(zhì)積累與分配特征，闡明花后群體持續(xù)的物質(zhì)生產(chǎn)與高效分配在產(chǎn)量形成的作用及其協(xié)調(diào)優(yōu)化機制。 ②作物高產(chǎn)莖系統(tǒng)結(jié)構與抗倒和貯運性能。通過研究高產(chǎn)群體莖系統(tǒng)的形態(tài)學、力學、生理特點及其物質(zhì)貯運等特征，闡明莖系統(tǒng)抗倒機能與花后物質(zhì)貯運機能的協(xié)調(diào)優(yōu)化機制。 ③ 作物高產(chǎn)群體產(chǎn)量結(jié)構與高效收獲性能。通過研究不同高產(chǎn)類型群體的穗發(fā)育、穎花退化和籽粒充實的動態(tài)特征，闡明不同粒位籽粒均衡灌漿、籽粒灌漿與花后葉光合持續(xù)期的協(xié)調(diào)機制。 ④ 作物 理想群體定向控制。在 不同類型的高產(chǎn)群體結(jié)構與功能的綜合研究基礎上，闡明高產(chǎn)挖 潛的群體數(shù)量與質(zhì)量屬性定量關系，明確高產(chǎn)理想群體結(jié)構與功能的定向 控制 途徑和定量調(diào)控技術指標。 研究目標 : 闡明三大作物高產(chǎn)的群體結(jié)構特征（葉層分布、莖和結(jié)實器官構成）及功能特點（花前與花后物質(zhì)生產(chǎn)、積累和分配）的關鍵調(diào)控過程，揭示作 9 物光合物質(zhì)生產(chǎn)、貯存與調(diào)運的高效機理和高產(chǎn)性能優(yōu)化機制，提出與產(chǎn)量目標相適應的理想群體定向調(diào)節(jié)及定量控制指標，為高產(chǎn)新突破提供理論支撐。 承擔單位 : 中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所、中國農(nóng)業(yè)大學 課題負責人 : 徐 江 中國農(nóng)科院作物科學研究所 經(jīng)費比例 ： 12% 課題 高產(chǎn)作物水肥高效利用的根 土互作機理 主要 研究內(nèi)容 ： ① 高產(chǎn)與高效的根系形態(tài)與生理過程及其調(diào)控。研究高產(chǎn)高效的根系形態(tài)與生理協(xié)調(diào)機制，闡明品種、密度、土壤結(jié)構對根系的影響；揭示根層土壤水分養(yǎng)分供應與根系之間的相互作用機制。 ② 作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的養(yǎng)分特征及其生理機制。通過闡明高產(chǎn)作物養(yǎng)分規(guī)律、作物抵抗生物和非生物脅迫的特殊養(yǎng)分需求以及它們的生理機制，奠定根層養(yǎng)分調(diào)控的目標。 ③ 高產(chǎn)高效的根層調(diào)控機制與途徑。研究既保障作物高產(chǎn)的水分養(yǎng)分需求，又有利于發(fā)揮作物根系高效吸收利用水分養(yǎng)分的生物學潛力、并降低環(huán)境風險的適 宜根層水肥供應強度；建立高產(chǎn)作物的實時營養(yǎng)診斷技術與指標。 研究目標 ：明確高產(chǎn)與高效的根系形態(tài)與生理過程及其調(diào)控機制；闡明作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的養(yǎng)分特征及其生理機制；提出高產(chǎn)高效的根 土互作機制與調(diào)控途徑。 承擔單位 ： 中國農(nóng)業(yè)大學 課題負責人 ： 陳新平 中國農(nóng)業(yè)大學 經(jīng)費比例 ： 12% 課題 作物高產(chǎn)高效的土壤條件與定向調(diào)控 主要 研究內(nèi)容 ： ① 高產(chǎn)高效的土壤條件和關鍵過程。通過不同生產(chǎn)水平土壤性狀和水肥過程的比較研究，提出主要作物持續(xù)高產(chǎn)高效的土壤構型、耕層結(jié)構、有機質(zhì)水平和適宜的水肥熱過程，明確作物高 產(chǎn)高效的主要土壤限制因子和關鍵過程。 ② 高產(chǎn)高效土壤對逆境的響應和緩沖機制。通過定量研究土壤對季節(jié)性干旱、水肥脫節(jié)、壓實等逆境條件的響應機制，闡明土壤的抗逆性和緩沖原理。③ 高產(chǎn)高效土壤結(jié)構與過程的定向調(diào)控原理。通過定量研究農(nóng)田土壤綜合管理措