旱區作物生境調控技術研究：打開糧食增產新空間

文 | 本刊編輯部

旱區作物生境調控技術研究：打開糧食增產新空間

文 | 本刊編輯部

從2004～2015年，我國的糧食產量連年持續增長，創造了中國乃至世界糧食史上的奇跡。預計2015年將會實現“十二連增”，糧食產量將達到62000萬噸，增產1.76%。

然而，喜訊背后也有隱憂——“十二連增”背后的憂患，就是我國糧食生產受到耕地、淡水等資源環境約束，連續增產的難度越來越大，2014年我國糧食產量增幅連續3年下滑，糧食產量進一步增長的空間受限。

那么，在耕地等資源日趨緊張、生產成本不斷上漲的情況下，我國又該如何繼續解決好十幾億人口的吃飯問題？

統計資料顯示，我國旱區以占全國60%的耕地、不足20%的水資源，生產了全國65%的糧食、77%的棉花、74%的大豆、61%的油料、60%以上的蘋果等，成為我國重要且難以替代的農產品生產基地。但目前旱區糧食單產仍然顯著低于全國平均水平，改善旱作耕地生產技術，成為打開糧食穩產增產及糧食安全新局面的一把“金鑰匙”。

瞄準旱區 科技研究早籌謀

2013年1月，作為“十二五”國家863計劃現代農業技術領域重大項目之一“作物生境過程模擬與動態優化決策技術”立項啟動。該項目由國家節水灌溉楊凌工程技術研究中心承擔，中國農業大學、中國礦業大學（北京）、河南省農業科學院、福建師范大學參與研究。

旱區農業生態系統的復雜性和可持續農業生產的多目標性，要求通過交叉學科的研究，對整個旱區作物生境系統的組成和機理有更為深刻的理解。據項目負責人、國家節水灌溉楊凌工程技術研究中心馮浩研究員介紹，正是基于以上背景，國家863計劃“作物生境過程模擬與動態優化決策技術”課題的總體任務就是：基于旱作農業生產中環境因子、作物生理和調控技術自身的特點，以大量科學數據為支撐，開發適用于旱區作物生境過程模擬的作物模型，并以此作為進一步優化調控作物生境的主要工具和手段，獲取主要作物生境因子控制參數，動態模擬作物生境過程，優化作物生長與生境要素之間的關系，為作物優質高效生產提供決策支持。

本課題預算總經費915萬元，計劃通過5年的系統研究，建立模擬旱區作物生境過程的數學模型和管理決策系統，進而為研究農田和區域尺度的農業資源管理措施及其對農業生產的影響提供較為客觀的系統研究工具。

成果豐碩，為旱區農業生產提供有力支撐

我國旱區橫跨北方17個省、市和自治區的966個縣（市），約占陸地國土面積的56%，占全國耕地總面積的55.4%。生態脆弱、水資源匱乏、水土流失嚴重，土地荒漠化不斷加劇，旱地農業發展、糧食的增產環境非常脆弱。

為此，課題組按照不同生態類型區在我國北方典型旱作農業和灌溉農業區布設8個田間試驗點，以不同覆蓋措施為主處理，田間試驗研究旱區作物生長發育與產量形成過程，水、肥、鹽、熱運移等主要土壤物理生境過程，碳氮周轉與溫室氣體排放等土壤有機質轉化過程，以及田間管理措施及其效果模擬等方面的內容，為旱區作物生境過程模型的開發提供理論支撐和數據基礎。

馮浩表示，通過近3年的系統研究，取得了一系列成果：截止到2015年6月，該課題已開發旱區特色生境過程模型1個，登記軟件著作權1套，形成了不同土壤類型區小麥-玉米土肥水聯合調控技術體系1套，作物生境過程微生物調控材料2種，發表論文26篇，其中SCI/EI收錄12篇；申報國家專利8項，其中已授權6項；完成的“西部干旱半干旱煤礦區土地復墾的微生物修復技術與應用”獲2015年國家科技進步二等獎，對保證我國旱區農業生產和生態環境的可持續發展，提供有力支撐。

時間緊任務重 創新管理提升研發實力

要理清如何使農作物在生態惡劣的旱區提質增產，是一項系統工程并非簡而易行。截止到2015年7月課題中期檢查時，兩年半的時間段內參加課題的人員達到67人，累計投入固定人員工作時間達926人月。

每年6月下旬召開課題年中工作總結會、每年年終召開課題年度工作總結會、連續四年組織全國作物生境模型培訓及研討會……該課題正式啟動后，為保證最終實現預定的研究目標，課題組制定了詳實的研究任務進度安排。

面對浩繁的研究任務，五個不同的參與單位，要在短短5年時間里取得突破性研究成果，課題組必須在管理上著力提升研究效率。

馮浩說，為了提高科研效率，課題組在團隊建設、資源配置、經費管理和人才培養等方面采取了多種措施：一是組建多學科融合的創新團隊。作物生境過程模擬與動態優化決策技術課題研究工作，涉及學科多，任務重，要求高。因此，組建一支高素質的多專業研發隊伍是完成本課題工作任務的保障。二是優化科技資源配置。在團隊成員分工定位的基礎上，根據研發內容間的有機聯系，強調課題內外科技人員間的密切協作，主要包括人力、設備、技術、資料和信息的相互支持與共享，力求單項研發有各自的突破口，整體研發有結合部和協同效應。三是實行合同化管理。課題組采取分工協作、合同控制的管理模式，做到各項研究內容界限明確、目標清晰，同時又保證各項研究內容相互銜接，共同完成課題的總體目標。四是加強過程管理。在明確分工的基礎上，課題組還加強了研究工作的監督檢查和信息溝通工作，以確保各項研究工作能夠按計劃實施，并保證各子課題的工作內容能夠相互配合，相互補充，共同完成課題的總體目標。五是嚴格經費管理。將經費與研究內容捆綁管理，根據任務大小、難易程度和研究實效分配經費。六是強化人才戰略。堅持“出成果出人才”的“雙贏”方針，堅持在課題研發實踐中培養鍛煉人才，培養善于發現重大技術需求、善于集成創新、善于示范應用、善于解決技術難題的創新型人才，不斷提升課題研發團隊的實力。

自該課題開始工作以來，課題的主要負責人、各子課題的負責人都沒有發生變動，有效地保證了課題研究工作的順利開展。

距離課題結項的日子越來越近，科研任務愈發緊迫。馮浩表示，將單點研究成果擴展到農田尺度，將是下一步重點解決的技術難題。我們也期待著，沙漠里開出嬌艷花朵的一天。