973项目20xxcb118600-主要粮食作物高产栽培与资源高效利用的基础研究

973项目20xxcb118600-主要粮食作物高产栽培与资源高效利用的基础研究内容摘要：

间匹配的机制；为实现雨养春玉米产量增加 15%、水肥资源生产效率提高 20%的目标提供理论依据和技术途径。 承担单位 : 中国农业科学院作物科学研究所，吉林省农业科学院 课题负责人 : 张卫建 中国农科院作物科学研究所 经费比例 ： 12% 课题 小麦 玉米周年高产高效的栽培学机制与途径 主要 研究内容： ① 光热资源在小麦玉米间的优化配置与周年高效利用。 通过研究光热资源配置与小麦玉米周年高产高效栽培模式、土壤周年水肥供应与作物水肥需求动态耦合机制，阐明光热水肥资源周年高效利用的优化配置机制。 ② 小麦壮株延衰高产群体构建的调控机制和高产途径。 通过研究小麦分蘖和群体结构特征、生理生化特性以及抗逆适应机理，阐明 水 肥高效利用群体构建和壮株延衰的机制，提出小麦高产高效栽培途径。 ③ 玉米增密增穗与延衰增重的调控机制和高产途径。 通过研究玉米群体增密与茎穗发育特性、花粒期物质生产分配与籽粒建成充实的关系，阐明玉米增密增穗与延衰增重的调控机制，提出玉米高产高效栽培途径。 ④ 综合提出小麦玉米周年一体化高产高效栽培理论与途径。 研究目标 : 揭示黄淮海平原不同生态类型区制约小麦玉米周年高产高效的关键因素，阐明光热等资源在小 麦玉米间的最佳配置和小麦玉米高产高效的调控机制，建立黄淮海平原不同生态类型区小麦玉米周年高产高效的栽培理论与实现途径，小麦玉米产量提高 1015%，水肥资源生产效率提高 20%的技术途径。 承担单位 : 山东农业大学，中国农业大学 课题负责人 ： 王振林 山东农业大学 经费比例： 12% 课题 高产水稻氮肥高效利用机制与途径 主要 研究内容： ① 通过典型稻区 (太湖稻－麦两熟区、湖南双季稻区 )的田间试验、实证调查和数据分析，阐明高产水稻氮高效利用的主要限制因素。 ② 通过高产与氮高效利用基因型的选用、现有高产栽培技术的 集成优化、周年光温资源的配置、基于土壤氮释放规律及水稻需氮规律的氮肥高效管理、水分调控技术促氮转移等手段提高水稻产量及氮肥利用率，阐明水稻高产高效的途径及其调控机制。 ③ 定量化土壤－水稻－大气连续体的氮素循环过程，验证高产水稻氮高效利用途径的可持续性，在此基础上对技术途径进行反馈调整，提出适应于农业生产条件的水稻高产高效的栽培模式。 研究工作的技术路线如下： 研究目标 : 阐明影响水稻高产与氮肥高效利用协同提高的制约因素，明确水稻产量增加 15％、水肥资源生产效率提高 20％的技术途径、关键生理生态学过程及调 控机制。 8 承担单位 ： 中国科学院南京土壤研究所，扬州大学 课题负责人： 颜晓元 中国科学院南京土壤研究所 杨建昌 扬州大学 经费比例 ： 12% 课题 西北旱作高产栽培的 水 分高效利用原理及调控 主要 研究内容 ： ① 旱地作物水分高效利用的土壤水库调控。 通过对旱地降水资源、土壤水资源与作物产量动态耦合分析，揭示旱地作物降水生产潜力实现过程中土壤水库的有效范围与 可调度。 ② 旱地作物高产与水分高效利用的养分调控途径。 阐明产量和水肥利用效率协同提高的调控机制，提出相应的调控措施并进行田间验证。 ③ 旱地作物产量与水分利用效率协同提高的补偿效应机制。 探索旱地作物光合同化产物积累分配的调控程度以及根系功能和根冠关系的优化调节对产量和水分利用的补偿效应机制。 研究目标 : 通过系统研究旱地小麦降水生产潜力实现过程中土壤水库的调控范围与程度，提出不同降水年型下旱地农田适度生产力开发的调控对策；探索旱地玉米高产覆盖栽培与高效用水的土壤肥力调控途径；查清调节土壤水库和改善土壤养分条件对作 物根系功能和源库关系与产量形成的贡献程度；建立旱地作物产量与水分利用效率比当地平均水平提高 1525%的栽培模式，为旱地作物大面积高产与水肥高效利用栽培措施提供科学依据。 承担单位 : 中国科学院水利部水土保持研究所 课题负责人 : 邓西平 中科院水利部水土保持研究所 经费比例 ： 12% 第二部分：作物高产与资源高效的关键过程 (课题 5， 6， 7) 课题 作物高产群体结构和功能的优化机理及其定量控制 主要 研究内容： ① 作物高产群体叶层结构与高效物质生产。 通过研究作物不同高产群体的叶层分布和叶面积 、光合作用动态及其物质积累与分配特征，阐明花后群体持续的物质生产与高效分配在产量形成的作用及其协调优化机制。 ②作物高产茎系统结构与抗倒和贮运性能。 通过研究高产群体茎系统的形态学、力学、生理特点及其物质贮运等特征，阐明茎系统抗倒机能与花后物质贮运机能的协调优化机制。 ③ 作物高产群体产量结构与高效收获性能。 通过研究不同高产类型群体的穗发育、颖花退化和籽粒充实的动态特征，阐明不同粒位籽粒均衡灌浆、籽粒灌浆与花后叶光合持续期的协调机制。 ④ 作物 理想群体定向控制。 在 不同类型的高产群体结构与功能的综合研究基础上，阐明高产挖 潜的群体数量与质量属性定量关系，明确高产理想群体结构与功能的定向 控制 途径和定量调控技术指标。 研究目标 : 阐明三大作物高产的群体结构特征（叶层分布、茎和结实器官构成）及功能特点（花前与花后物质生产、积累和分配）的关键调控过程，揭示作 9 物光合物质生产、贮存与调运的高效机理和高产性能优化机制，提出与产量目标相适应的理想群体定向调节及定量控制指标，为高产新突破提供理论支撑。 承担单位 : 中国农业科学院作物科学研究所、中国农业大学 课题负责人 : 徐 江 中国农科院作物科学研究所 经费比例 ： 12% 课题 高产作物水肥高效利用的根 土互作机理 主要 研究内容 ： ① 高产与高效的根系形态与生理过程及其调控。 研究高产高效的根系形态与生理协调机制，阐明品种、密度、土壤结构对根系的影响；揭示根层土壤水分养分供应与根系之间的相互作用机制。 ② 作物高产稳产的养分特征及其生理机制。 通过阐明高产作物养分规律、作物抵抗生物和非生物胁迫的特殊养分需求以及它们的生理机制，奠定根层养分调控的目标。 ③ 高产高效的根层调控机制与途径。 研究既保障作物高产的水分养分需求，又有利于发挥作物根系高效吸收利用水分养分的生物学潜力、并降低环境风险的适 宜根层水肥供应强度；建立高产作物的实时营养诊断技术与指标。 研究目标 ：明确高产与高效的根系形态与生理过程及其调控机制；阐明作物高产稳产的养分特征及其生理机制；提出高产高效的根 土互作机制与调控途径。 承担单位 ： 中国农业大学 课题负责人 ： 陈新平 中国农业大学 经费比例 ： 12% 课题 作物高产高效的土壤条件与定向调控 主要 研究内容 ： ① 高产高效的土壤条件和关键过程。 通过不同生产水平土壤性状和水肥过程的比较研究，提出主要作物持续高产高效的土壤构型、耕层结构、有机质水平和适宜的水肥热过程，明确作物高 产高效的主要土壤限制因子和关键过程。 ② 高产高效土壤对逆境的响应和缓冲机制。 通过定量研究土壤对季节性干旱、水肥脱节、压实等逆境条件的响应机制，阐明土壤的抗逆性和缓冲原理。 ③ 高产高效土壤结构与过程的定向调控原理。 通过定量研究农田土壤综合管理措。