旱区作物生境调控技术研究：打开粮食增产新空间

文 | 本刊编辑部

旱区作物生境调控技术研究：打开粮食增产新空间

文 | 本刊编辑部

从2004～2015年，我国的粮食产量连年持续增长，创造了中国乃至世界粮食史上的奇迹。预计2015年将会实现“十二连增”，粮食产量将达到62000万吨，增产1.76%。

然而，喜讯背后也有隐忧——“十二连增”背后的忧患，就是我国粮食生产受到耕地、淡水等资源环境约束，连续增产的难度越来越大，2014年我国粮食产量增幅连续3年下滑，粮食产量进一步增长的空间受限。

那么，在耕地等资源日趋紧张、生产成本不断上涨的情况下，我国又该如何继续解决好十几亿人口的吃饭问题？

统计资料显示，我国旱区以占全国60%的耕地、不足20%的水资源，生产了全国65%的粮食、77%的棉花、74%的大豆、61%的油料、60%以上的苹果等，成为我国重要且难以替代的农产品生产基地。但目前旱区粮食单产仍然显著低于全国平均水平，改善旱作耕地生产技术，成为打开粮食稳产增产及粮食安全新局面的一把“金钥匙”。

瞄准旱区 科技研究早筹谋

2013年1月，作为“十二五”国家863计划现代农业技术领域重大项目之一“作物生境过程模拟与动态优化决策技术”立项启动。该项目由国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心承担，中国农业大学、中国矿业大学（北京）、河南省农业科学院、福建师范大学参与研究。

旱区农业生态系统的复杂性和可持续农业生产的多目标性，要求通过交叉学科的研究，对整个旱区作物生境系统的组成和机理有更为深刻的理解。据项目负责人、国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心冯浩研究员介绍，正是基于以上背景，国家863计划“作物生境过程模拟与动态优化决策技术”课题的总体任务就是：基于旱作农业生产中环境因子、作物生理和调控技术自身的特点，以大量科学数据为支撑，开发适用于旱区作物生境过程模拟的作物模型，并以此作为进一步优化调控作物生境的主要工具和手段，获取主要作物生境因子控制参数，动态模拟作物生境过程，优化作物生长与生境要素之间的关系，为作物优质高效生产提供决策支持。

本课题预算总经费915万元，计划通过5年的系统研究，建立模拟旱区作物生境过程的数学模型和管理决策系统，进而为研究农田和区域尺度的农业资源管理措施及其对农业生产的影响提供较为客观的系统研究工具。

成果丰硕，为旱区农业生产提供有力支撑

我国旱区横跨北方17个省、市和自治区的966个县（市），约占陆地国土面积的56%，占全国耕地总面积的55.4%。生态脆弱、水资源匮乏、水土流失严重，土地荒漠化不断加剧，旱地农业发展、粮食的增产环境非常脆弱。

为此，课题组按照不同生态类型区在我国北方典型旱作农业和灌溉农业区布设8个田间试验点，以不同覆盖措施为主处理，田间试验研究旱区作物生长发育与产量形成过程，水、肥、盐、热运移等主要土壤物理生境过程，碳氮周转与温室气体排放等土壤有机质转化过程，以及田间管理措施及其效果模拟等方面的内容，为旱区作物生境过程模型的开发提供理论支撑和数据基础。

冯浩表示，通过近3年的系统研究，取得了一系列成果：截止到2015年6月，该课题已开发旱区特色生境过程模型1个，登记软件著作权1套，形成了不同土壤类型区小麦-玉米土肥水联合调控技术体系1套，作物生境过程微生物调控材料2种，发表论文26篇，其中SCI/EI收录12篇；申报国家专利8项，其中已授权6项；完成的“西部干旱半干旱煤矿区土地复垦的微生物修复技术与应用”获2015年国家科技进步二等奖，对保证我国旱区农业生产和生态环境的可持续发展，提供有力支撑。

时间紧任务重 创新管理提升研发实力

要理清如何使农作物在生态恶劣的旱区提质增产，是一项系统工程并非简而易行。截止到2015年7月课题中期检查时，两年半的时间段内参加课题的人员达到67人，累计投入固定人员工作时间达926人月。

每年6月下旬召开课题年中工作总结会、每年年终召开课题年度工作总结会、连续四年组织全国作物生境模型培训及研讨会……该课题正式启动后，为保证最终实现预定的研究目标，课题组制定了详实的研究任务进度安排。

面对浩繁的研究任务，五个不同的参与单位，要在短短5年时间里取得突破性研究成果，课题组必须在管理上着力提升研究效率。

冯浩说，为了提高科研效率，课题组在团队建设、资源配置、经费管理和人才培养等方面采取了多种措施：一是组建多学科融合的创新团队。作物生境过程模拟与动态优化决策技术课题研究工作，涉及学科多，任务重，要求高。因此，组建一支高素质的多专业研发队伍是完成本课题工作任务的保障。二是优化科技资源配置。在团队成员分工定位的基础上，根据研发内容间的有机联系，强调课题内外科技人员间的密切协作，主要包括人力、设备、技术、资料和信息的相互支持与共享，力求单项研发有各自的突破口，整体研发有结合部和协同效应。三是实行合同化管理。课题组采取分工协作、合同控制的管理模式，做到各项研究内容界限明确、目标清晰，同时又保证各项研究内容相互衔接，共同完成课题的总体目标。四是加强过程管理。在明确分工的基础上，课题组还加强了研究工作的监督检查和信息沟通工作，以确保各项研究工作能够按计划实施，并保证各子课题的工作内容能够相互配合，相互补充，共同完成课题的总体目标。五是严格经费管理。将经费与研究内容捆绑管理，根据任务大小、难易程度和研究实效分配经费。六是强化人才战略。坚持“出成果出人才”的“双赢”方针，坚持在课题研发实践中培养锻炼人才，培养善于发现重大技术需求、善于集成创新、善于示范应用、善于解决技术难题的创新型人才，不断提升课题研发团队的实力。

自该课题开始工作以来，课题的主要负责人、各子课题的负责人都没有发生变动，有效地保证了课题研究工作的顺利开展。

距离课题结项的日子越来越近，科研任务愈发紧迫。冯浩表示，将单点研究成果扩展到农田尺度，将是下一步重点解决的技术难题。我们也期待着，沙漠里开出娇艳花朵的一天。