【正文】 調控技術的集成創(chuàng)新，建立適應我國農業(yè)生產條 件的、在現(xiàn)有基礎上產量增長 1015%、水肥資源生產效率提高 20%的技術調控途徑。 (3)高產作物水肥高效利用的根 土互作機理 田間小區(qū)試驗、室內模擬和區(qū)域多點試驗相結合，闡明高產作物養(yǎng)分供需 規(guī)律、作物抵抗脅迫的特殊養(yǎng)分需求及其生理機制，確定根層養(yǎng)分調控的目標；研 5 究符合高產高效目標的理想根系構型與生理功能，闡明品種、密度、土壤結構對根系的影響，揭示根層養(yǎng)分水分供應與根系之間的相互作用機制；研究既保障作物高產的養(yǎng)分需求，又有利于發(fā)揮作物根系高效利用養(yǎng)分的生物學潛力，并降低環(huán)境風險的適宜根層養(yǎng)分供應強度；建立高產作物的實時營養(yǎng)診斷技術與指標。 (5) 不同區(qū)域作物高產高效潛力與實現(xiàn)途徑 通過多點綜合試驗、驗證性試驗和跨區(qū)域比對，明確 作物高產高效潛力的區(qū)域特征，闡明不同區(qū)域實現(xiàn)高產高效的關鍵資源與技術制約因素并定量其限制程度；通過跨區(qū)域多點綜合試驗，揭示區(qū)域關鍵資源要素間替代效應，明確技術因素對限制性資源因素的補償作用以及關鍵技術優(yōu)化和資源匹配 機制；通過資源和技術經(jīng)濟學研究，明確不同區(qū)域高產高效潛力挖掘的資源與經(jīng)濟代價；在上述研究基礎上，提出不同區(qū)域高產高效潛力的實現(xiàn)途徑。 一方面，課題組成員在作物高產栽培研究方面已取得突出成績， “十五 ”以來在小麥、玉米、水稻三大糧食作物上不斷刷新高產紀錄；另一方面，近年來 課題組成員在水肥資源高效利用方面取得了顯著的進展，提出了大幅度提高水肥資源效率的根層調控理論與途徑。 有清晰的 研究思路。 研究思路清晰，技術路線可行，切入點準確，可操作性強。 課題組既有一批長期從事作物栽培生理、植物營養(yǎng)和土壤過程等機理研究的學術骨干，又有一批具有豐富實踐經(jīng)驗、擅長作物高產栽培、農田養(yǎng)分管理 和土壤管理的專家學者，課題組成員已完成和正承擔著多項相關領域的國家重大科研項目和國際合作項目，積累了豐富的研究成果，掌握國際上作物學、土壤學、植物營養(yǎng)學等學科的最新研究方法和手段。 有良好的國際合作基礎。通過國際合作，引進了國際上最先進的研究方法和學術理念，掌握國際同類研究的最新動態(tài)，為本項目 的實施創(chuàng)造了良好的條件。 目前在如何實現(xiàn)作物高產高效協(xié)調上存在不同的觀點，有的認為高產和高效不能同時實現(xiàn)，有的則以犧牲產量來換取高效。 前瞻性的 理論突破。 綜合 的 調控途徑。本項目 在 揭示不同作物 高產高效的關鍵限制因素和主控過程 的基礎上，針對性地建立高產栽培、土壤調控和根層水肥調控相耦合的綜合調控途徑，實現(xiàn)大面積高產高效的預期目標。各研究課題基本情況分述如下： 第一部分：四大生產體系作物高產高效的關鍵限制因素與突破途徑 (課題 1，2， 3， 4) 課題 春玉米密植高產與水熱高效的協(xié)調機制與途徑 主要 研究內容： 針對東北春玉米區(qū)存在的春旱、早衰、倒伏、耕地質量下降等問題開展密植高產與水熱高效利用的研究工作： ① 高產春玉米生育進程與水熱動態(tài)的協(xié)調機理及優(yōu)化配置。研究不同土壤耕作制度下高產春玉米耕層水熱碳動態(tài)和產量形成特征，揭示春玉米保護性耕作的高產穩(wěn)產機理，提出密植高產春玉米耕層土壤蓄水增碳的耕作途徑。研究不同水熱資源組合下密植高產春玉米群體動態(tài)特征和抗倒防衰的生理生態(tài)機理，提出春玉米高產與水熱資源高效利用的密植高產栽培途徑。 承擔單位 : 中國農業(yè)科學院作物科學研究所，吉林省農業(yè)科學院 課題負責人 : 張衛(wèi)建 中國農科院作物科學研究所 經(jīng)費比例 ： 12% 課題 小麥 玉米周年高產高效的栽培學機制與途徑 主要 研究內容： ① 光熱資源在小麥玉米間的優(yōu)化配置與周年高效利用。 ② 小麥壯株延衰高產群體構建的調控機制和高產途徑。 ③ 玉米增密增穗與延衰增重的調控機制和高產途徑。 ④ 綜合提出小麥玉米周年一體化高產高效栽培理論與途徑。 承擔單位 : 山東農業(yè)大學，中國農業(yè)大學 課題負責人 ： 王振林 山東農業(yè)大學 經(jīng)費比例： 12% 課題 高產水稻氮肥高效利用機制與途徑 主要 研究內容： 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、實證調查和數(shù)據(jù)分析，闡明高產水稻氮高效利用的主要限制因素 。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整，提出適應于農業(yè)生產條件的水稻高產高效的栽培模式。 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 西北旱作高產栽培的 水 分高效利用原理及調控 主要 研究內容 ： ① 旱地作物水分高效利用的土壤水庫調控。 ② 旱地作物高產與水分高效利用的養(yǎng)分調控途徑。 ③ 旱地作物產量與水分利用效率協(xié)同提高的補償效應機制。 研究目標 : 通過系統(tǒng)研究旱地小麥降水生產潛力實現(xiàn)過程中土壤水庫的調控范圍與程度，提出不同降水年型下旱地農田適度生產力開發(fā)的調控對策；探索旱地玉米高產覆蓋栽培與高效用水的土壤肥力調控途徑；查清調節(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量形成的貢獻程度；建立旱地作物產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與水肥高效利用栽培措施提供科學依據(jù)。通過研究作物不同高產群體的葉層分布和葉面積 、光合作用動態(tài)及其物質積累與分配特征，闡明花后群體持續(xù)的物質生產與高效分配在產量形成的作用及其協(xié)調優(yōu)化機制。通過研究高產群體莖系統(tǒng)的形態(tài)學、力學、生理特點及其物質貯運等特征，闡明莖系統(tǒng)抗倒機能與花后物質貯運機能的協(xié)調優(yōu)化機制。通過研究不同高產類型群體的穗發(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)調機制。在 不同類型的高產群體結構與功能的綜合研究基礎上，闡明高產挖 潛的群體數(shù)量與質量屬性定量關系，明確高產理想群體結構與功能的定向 控制 途徑和定量調控技術指標。 承擔單位 : 中國農業(yè)科學院作物科學研究所、中國農業(yè)大學 課題負責人 : 徐 江 中國農科院作物科學研究所 經(jīng)費比例 ： 12% 課題 高產作物水肥高效利用的根 土互作機理 主要 研究內容 ： ① 高產與高效的根系形態(tài)與生理過程及其調控。 ② 作物高產穩(wěn)產的養(yǎng)分特征及其生理機制。 ③ 高產高效的根層調控機制與途徑。 研究目標 ：明確高產與高效的根系形態(tài)與生理過程及其調控機制；闡明作物高產穩(wěn)產的養(yǎng)分特征及其生理機制；提出高產高效的根 土互作機制與調控途徑。通過不同生產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)高產高效的土壤構型、耕層結構、有機質水平和適宜的水肥熱過程，明確作物高 產高效的主要土壤限制因子和關鍵過程。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。通過定量研究農田土壤綜合管理措施 (耕作、灌溉和施肥等 )對土壤結構和水熱肥等過程的影響，探討土壤結構和關鍵過程的定向調控機理與途徑。 承擔 單位 :中國農業(yè)大學、南京農業(yè)大學 課題負責人 : 任圖生