旱區(qū)作物生境調控技術研究：打開糧食增產(chǎn)新空間

文 | 本刊編輯部

旱區(qū)作物生境調控技術研究：打開糧食增產(chǎn)新空間

文 | 本刊編輯部

從2004～2015年，我國的糧食產(chǎn)量連年持續(xù)增長，創(chuàng)造了中國乃至世界糧食史上的奇跡。預計2015年將會實現(xiàn)“十二連增”，糧食產(chǎn)量將達到62000萬噸，增產(chǎn)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(chǎn)受到耕地、淡水等資源環(huán)境約束，連續(xù)增產(chǎn)的難度越來越大，2014年我國糧食產(chǎn)量增幅連續(xù)3年下滑，糧食產(chǎn)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(chǎn)成本不斷上漲的情況下，我國又該如何繼續(xù)解決好十幾億人口的吃飯問題？

統(tǒng)計資料顯示，我國旱區(qū)以占全國60%的耕地、不足20%的水資源，生產(chǎn)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(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地。但目前旱區(qū)糧食單產(chǎn)仍然顯著低于全國平均水平，改善旱作耕地生產(chǎn)技術，成為打開糧食穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)及糧食安全新局面的一把“金鑰匙”。

瞄準旱區(qū) 科技研究早籌謀

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

旱區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的復雜性和可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的多目標性，要求通過交叉學科的研究，對整個旱區(qū)作物生境系統(tǒng)的組成和機理有更為深刻的理解。據(jù)項目負責人、國家節(jié)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(tài)優(yōu)化決策技術”課題的總體任務就是：基于旱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中環(huán)境因子、作物生理和調控技術自身的特點，以大量科學數(shù)據(jù)為支撐，開發(fā)適用于旱區(qū)作物生境過程模擬的作物模型，并以此作為進一步優(yōu)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(shù)，動態(tài)模擬作物生境過程，優(yōu)化作物生長與生境要素之間的關系，為作物優(yōu)質高效生產(chǎn)提供決策支持。

本課題預算總經(jīng)費915萬元，計劃通過5年的系統(tǒng)研究，建立模擬旱區(qū)作物生境過程的數(shù)學模型和管理決策系統(tǒng)，進而為研究農(nóng)田和區(qū)域尺度的農(nóng)業(yè)資源管理措施及其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響提供較為客觀的系統(tǒng)研究工具。

成果豐碩，為旱區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供有力支撐

我國旱區(qū)橫跨北方17個省、市和自治區(qū)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(tài)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(nóng)業(yè)發(fā)展、糧食的增產(chǎn)環(huán)境非常脆弱。

為此，課題組按照不同生態(tài)類型區(qū)在我國北方典型旱作農(nóng)業(yè)和灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)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(qū)作物生長發(fā)育與產(chǎn)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(nèi)容，為旱區(qū)作物生境過程模型的開發(fā)提供理論支撐和數(shù)據(jù)基礎。

馮浩表示，通過近3年的系統(tǒng)研究，取得了一系列成果：截止到2015年6月，該課題已開發(fā)旱區(qū)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(qū)小麥-玉米土肥水聯(lián)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(fā)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(qū)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(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，提供有力支撐。

時間緊任務重 創(chuàng)新管理提升研發(fā)實力

要理清如何使農(nóng)作物在生態(tài)惡劣的旱區(qū)提質增產(chǎn)，是一項系統(tǒng)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(nèi)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(xù)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(xiàn)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(jīng)費管理和人才培養(yǎng)等方面采取了多種措施：一是組建多學科融合的創(chuàng)新團隊。作物生境過程模擬與動態(tài)優(yōu)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(yè)研發(fā)隊伍是完成本課題工作任務的保障。二是優(yōu)化科技資源配置。在團隊成員分工定位的基礎上，根據(jù)研發(fā)內(nèi)容間的有機聯(lián)系，強調課題內(nèi)外科技人員間的密切協(xié)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(fā)有各自的突破口，整體研發(fā)有結合部和協(xié)同效應。三是實行合同化管理。課題組采取分工協(xié)作、合同控制的管理模式，做到各項研究內(nèi)容界限明確、目標清晰，同時又保證各項研究內(nèi)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(jiān)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(nèi)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(jīng)費管理。將經(jīng)費與研究內(nèi)容捆綁管理，根據(jù)任務大小、難易程度和研究實效分配經(jīng)費。六是強化人才戰(zhàn)略。堅持“出成果出人才”的“雙贏”方針，堅持在課題研發(fā)實踐中培養(yǎng)鍛煉人才，培養(yǎng)善于發(fā)現(xiàn)重大技術需求、善于集成創(chuàng)新、善于示范應用、善于解決技術難題的創(chuàng)新型人才，不斷提升課題研發(fā)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(fā)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(fā)緊迫。馮浩表示，將單點研究成果擴展到農(nóng)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。