粮食丰产增效科技创新试点专项湖南农业生物技术研究中心.docx

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粮食丰产增效科技创新试点专项湖南农业生物技术研究中心

“粮食丰产增效科技创新”重点专项

2016年度首批项目申报指南

“十三五”期间是确保我国粮食安全、实施“调结构-转方式”，提升可持续发展能力和推进现代农业发展的关键时期。

组织实施粮食丰产增效科技创新试点十分必要。

一是有效地落实“坚持以我为主，立足国内，确保产能，适度进口，科技支撑的国家粮食安全战略”；二是有效地落实“主动适应经济发展新常态，是按照稳粮增收、提质增效、创新驱动”总的要求进行粮食生产的“调结构-转方式”新要求；三是有效地解决我国粮食生产长期面临诸多资源和环境压力和国际粮食市场价格与质量的竞争力压力；四是有效地实现我国粮食科技在“十二五”期间粮食丰产科技成果的基础上，向粮食丰产增效和现代化技术更高目标发展；五是有效地集中力量破解我国丰产增收协同面临科学、技术难题和生产需求的新问题。

因此，实施重点专项，对国家粮食安全、“调结构-转方式”、可持续发展、提升竞争能力、因势利导发展粮食生产意义重大，十分迫切。

专项规划主要依据《国家中长期科学与技术发展规划纲要（2006～2020年）》、《国家粮食安全中长期规划纲要（2008～2020年）》和《国务院关于深化中央财政科技计划（专项、基金等）管理改革方案的通知》（国发〔2014〕64号）计划实施，年限为2016年1月1日～2020年12月31日。

专项主要目标是围绕粮食丰产增效可持续发展，聚焦3大粮食作物（水稻、小麦、玉米）、突出3大主产平原（东北、黄淮海、长江中下游的13个粮食主产省）、注重3大目标（丰产、增效与环境友好）、强化3大功能区（核心区、示范区与辐射区）建设、衔接3大层次（基础理论、共性关键技术、区域集成示范），开展科技创新。

具体指标为:

（１）实现丰产增效目标协同:

①丰产目标：

三大作物平均单产新增5%，降低产量损失5%以上；②增效目标：

肥水效率提高10%以上，光温资源效率提高15%，生产效率提高20%；

（2）推进粮食主产省“三区”建设:

专项每个实施省（区）①核心区建设：

万亩以上1～2个；②示范区建设：

50万亩以上；③辐射区建设：

500万亩以上；④“三区”总效益增产2,300万吨以上，增加效益320亿元以上；（3）提升粮食科技“四大能力”:

即①前沿理论创新能力取得重大理论新进展，高水平论文200篇以上，专著10部；②共性关键技术创新能力取得新突破，创新关键技术50套以上，物化产品40个以上；③集成示范能力产生新效果，技术规程20个以上，模式25套以上；④现代化生产能力稳步提升，实现良种良法配套、农机农艺的融合、高产高效协同、生产生态兼顾。

形成高度规模机械化、信息标准化、精准轻简化水平的粮食作物生产体系。

以衔接基础研究、关键技术创新与区域技术集成示范三个层次为指导：

在基础研究方面，以作物、环境与措施三者互作关系为核心，以产量与资源效率层次差异性、资源优化配置和气候变化响应机制等三方面前沿性科学问题为重点，探索粮食丰产增效、低环境代价的可挖掘的潜力、关键调控机制和技术途径，为关键技术创新提供理论指导；在共性关键技术研究方面，以突破生产共性关节问题为核心，从良种良法配套、信息化精准栽培、土壤培肥耕作、灾变控制、抗低温干旱、均衡增产和节本减排等技术为重点，创新可持续丰产增收和环境支好的关键技术，为技术集成提供核心技术；在区域技术集成示范方面，以构建规模机械化现代新型技术模式为核心，以三大粮食主产区13省（市）（其粮食总产占全国的75%左右）的“三区”建设为重点，基于理论与关键技术创新，进行集成与示范，实现三大粮食作物在1.87亿亩面积上的丰产与增效的协同。

粮食丰产增效科技创新重点专项实施方案中，其重点任务包括基础研究3项，关键技术创新7项，集成示范5项，共计15项。

在项目指南的编写中，根据三个层次的研究任务的要求,拟设定以下21个项目，其中基础研究３项，其性关键技术５项，技术集成示范13项（每个项目也包含了部分区域共性关键技术）。

在２１个项目中，按着优先启动三分之一的原则，根据研究的顺序性和紧迫性，共计优先启动的项目共计７项，在本指南进行了标（优先启动项目号），其中基础理论２项，共性关键技术５项。

各项目标注优先启动和相应后续项目（未标注）如下：

1.粮食作物产量与效率层次差异及其丰产增效机理

研究内容：

以深度揭示不同作物产量与资源利用效率的层次差异性及其调控机制为核心，在东北春玉米与粳稻、黄淮海冬小麦与夏玉米、长江中下游的水稻与小麦、双季稻、中稻和再生稻种植体系中，通过多点联合试验平台，开展光温生产潜力、高产纪录、大面积高产和平均产量四个产量水平层次及其光、温、水、肥利用效率差异的理论研究，重点研究:

（1）差异分布规律：

主要生态区域不同作物4个产量水平及光、温、水、肥效率差异的幅度与区域变化特征，光温生产当量及其与资源利用效率的关系；

（2）形成机制：

不同作物4个产量层次及其光温水肥效率差异形成的土壤与生态环境、物质生产与分配、光合生理过程、碳氮代谢、激素调控等机理及其调节机制；（3）障碍控制：

导致作物产量与效率层次差形成的主控因子及其制约过程与关键技术调节机制；（4）技术途径：

提出主要粮食作物提高产量潜力、缩小产量及效率差异，实现大面积丰产增效的技术途径。

考核指标：

【约束性指标】阐明东北、黄淮海、长江中下游三大平原水稻、小麦、玉米产量与光温水肥效率差异的区域特征，并阐明其形成机制和缩小差距的障碍限制因素，提出不同区域不同作物消减产量和效率差的技术调控途径6～8套；发表高水平学术论文70篇以上。

【预期性指标】东北、黄淮海、长江中下游三大区域水稻、小麦、玉米大面积试验区产量和效率缩差10%～15%，综合增效20%以上；创立评估产量、效率差异的系统模型和诊断方法2～3套；出版专著2部以上，申请专利3～4项。

支持年限：

2016～2020。

拟支持项目数：

1项。

2.粮食作物丰产增效协同的资源优化配置与新型种植模式

研究内容：

以探索不同种植模式的季节间资源优化配置与季节内高效利用为核心，在黄淮海冬小麦／夏玉米、长江中下游稻麦、双季稻、稻油、再生稻、稻玉和双季玉米等周年两季，以及东北一熟区轮作体系中开展丰产增效和低环境代价理论研究。

重点研究：

（1）空间分异：

东北、黄淮海、长江中下游不同区域粮食产能、资源潜力和生产要素的空间分异、资源匹配与要素驱动机制；

（2）协调过程：

不同熟制模式下光、热、水、肥等资源要素在季节间优化配置和在季节内与作物群体结构、功能的动态适应协调过程与机制，作物“间、混、套、轮”复合种植的互补竞争机制及作物连作障碍形成机理；（3）响应机制：

研究作物对水肥光热气等生境因子的响应过程，阐明高效利用的生理生态协同机理；（4）模式创新：

以资源优化配置为目标，创新三大粮食作物不同熟制地区用养结合的丰产高效种植模式；（5）技术途径：

通过优化肥水管理、土壤耕作、机械化配套等技术创新与集成，提出不同尺度不同区域提高光能利用效率（RUE）、水分利用效率（WUE）和养分利用效率（NUE）的技术途径与综合体系；（6）综合评估：

针对各区域不同生产主体需求，进行丰产高效种植模式的选型与优化以及生态经济效益评估研究。

考核指标：

【约束性指标】阐明东北、黄淮海、长江中下游以及西北主要产粮区水稻、小麦、玉米生育过程中要素的季节间资源优化配置特征、季节内高效利用机制及其周年均衡丰产增效原理，在作物生长发育过程中水、肥、光、热多因素动态调控过程与作物响应机制等方面研究取得重要理论突破，提出构建不同区域丰产增效新型种植模式与技术途径10项以上；发表论文70篇以上。

【预期性指标】光能利用效率、水分利用效率和养分利用效率分别提高10%以上，丰产增效15%以上；出版专著2部以上，申请专利3～4项。

支持年限：

2016～2020。

拟支持项目数：

1项。

3.主要粮食作物优质高产品种筛选及其配套栽培技术

研究内容：

以良种良法配套关键技术创新为核心，对已育成品种的特性和栽培技术进行研究，进一步挖掘良种良法配套的增产增效潜力，在粮食主产区，以春玉米、北方粳稻，冬小麦、夏玉米、南方单季稻、双季稻、再生稻和多年生稻为重点，开展以下研究：

（1）适应性：

筛选适应机械化作业、区域光温水条件和种植制度的优良品种，建立品种生态适应性评价标准与区域布局体系；

（2）丰产性：

通过品种筛选确立增产与资源利用的潜力及其挖掘技术途径；（3）专用性：

筛选适用优质稻米、饲用稻谷、专用小麦、饲用玉米的专用品种，完善其质量标准和品种适应范围；（4）互作机理：

阐明产量、品质与效率的品种-环境-栽培措施间的互作关系与协调途径，确立高产优质高效配套的技术体系；（5）配套技术：

在典型生态区对筛选出的新品种开展配套栽培技术试验，集成不同生态区主要粮食作物新品种配套栽培技术体系，制订标准化生产技术规程。

考核指标：

【约束性指标】建立东北、黄淮海和长江中下游三大平原粮食主产区品种生态适应性评价标准与指标体系各10个（套），筛选一批水稻、小麦和玉米适应机械化优质高产高效新品种；在不同区域实现良种良法配套技术和生产技术规程各5套以上，相关专利10项以上，技术应用10,000亩以上，产量增加10%以上、节约氮肥和水分10%以上、玉米全程机械化水平提高15%以上。

【预期性指标】发表核心期刊论文60篇以上，其中SCI论文15篇以上。

支持年限：

2016～2020。

拟支持项目数：

1项。

４.粮食作物生长监测诊断与精确栽培技术

研究内容：

农业信息化是现代农业生产的重要标志。

以生长监测诊断与精确栽培为重要内容的农业信息化技术可指导作物生产过程中生产资料的精准投入、生态资源的高效利用与生产力的高效发挥。

可自动生成管理决策的生长监测诊断与精确栽培技术，能为新型生产经营主体提供实时、高效的生产技术指导服务。

针对粮食作物现代生产技术中的信息化和精准高效的发展趋势与丰产增效的需求，以作物生长监测与精确栽培为核心，在水稻、小麦和玉米三大粮食作物中，重点研究：

（1）生长动态：

基于产量目标的作物适宜生长指标时序动态模型，结合快速监测的作物实际长势，建立多途径的作物生长诊断与水肥调控模型；

（2）形成过程：

定量分析作物光谱-碳氮积累转运-产量品质形成之间的定量关系，构建基于遥感的粮食作物产量和品质预测模型；（3）技术平台：

进一步结合硬件工程，研制开发便携式作物生长监测仪、基于传感网的作物生长感知设备、基于无人机的作物生长监测诊断平台，结合GIS等技术，构建农田感知与智慧管理综合系统；（4）精确栽培：

通过多年多点联网试验，建立基于便携式监测仪、传感网、无人机等多平台的作物生长实时监测诊断技术和相应的作物精确栽培技术体系，实现田块、园区、区域等不同尺度粮食生产的无损化监测、智能化诊断、定量化调控和规模化预测。

考核指标：

【约束性指标】建立东北、黄淮海和长江中下游三大平原三大粮食作物生长监测诊断与精确栽培技术体系5套以上，研制便携式作物生长监测仪2套，开发农田物联网感知设备2套，构建基于无人机平台的作物生长监测技术2套，提出基于遥感的作物产量品质预测技术3套；在粮食主产区设立6个以上的核心示范区，推广面积1,000万亩以上、产量增加8%以上、节约氮肥和水分15%以上。

【预期性指标】发表核心期刊论文60篇以上，其中SCI收录论文18篇以上；申请国家发明专利15项以上，其中授权国家发明专利10项以上；登记国家计算机软件著作权10～15项；制定地方标准3项以上。

支持年限：

2016～2020。

拟支持项目数：

1项。

5.粮食主产区主要气象灾变过程及其减灾保产调控关键技术

研究内容：

针对我国粮食生产中气象灾害多发和重发的特点，以预防和减损技术创新为核心，重点研究：

（1）灾害发生规律：

研究粮食主产区作物生产过程中，主要气象灾害发生过程及频率、时空分布特征，分析构建不同作物气象灾变监测技术体系；

（2）预警平台：

研究构建由农业气象数据库结合区域农业生产信息系统和GIS的不同气象灾害监测预警评估信息平台；（3）综合防控：

利用气候变化田间模拟试验平台，开展小麦、玉米气象灾害的化学和生物物理调控试验，筛选提出有效防控技术，构建减灾保产技术体系。

考核指标：

【约束性指标】明确粮食主产区气象灾害发生规律，构建气象灾害监测预警技术体系3套以上，构建气象灾害监测预警评估信息平台1个以上，主要气象灾害预测准确率提高20%以上；构建不同作物减灾保产技术体系6套以上，开发减灾产品3个以上；减灾保产技术推广面积500万亩以上。

【预期性指标】发表核心期刊论文30篇以上，其中SCI论文8篇；申请国家发明专利8项，登记国家计算机软件著作权5项。

支持年限：

2016～2020。

拟支持项目数：

1项。

６.粮食主产区主要病虫草害发生及其绿色防控关键技术

研究内容：

针对我国三大粮食主产区水稻、小麦、玉米三大粮食作物的主要种植模式病虫草害发生严重、新型绿色农药筛选与防治技术有待开发、绿色防治措施急需突破等问题，重点开展以下研究：

（1）发生规律和暴发成灾机理：

研究粮食主产区作物生产过程中主要病虫害的发生规律和成灾机理，明确导致成灾的主要生物与非生物因子；

（2）监测预警平台：

建立主要病虫害的发生、成灾监测预警平台，突破准确预警技术瓶颈，提升预警准确率；（3）新型农药筛选：

针对主要病虫害和田间恶性杂草，对利用化学、生物与信息技术设计、合成具有原创性结构或新的作用机制的先导化合物的活性进行筛选，开展室内活性、作用特性和田间药效研究，进行产品全分析、毒理、环境生态等效果研究，筛选出高效、低毒、低残留的新型创投农药，完善加工制剂和应用技术，并对其安全性进行评价；（4）统防统治策略和技术规程：

建立主要病虫草害的绿色化学防控技术和非化学防控技术，实现多种防控技术的协调应用，建立多种防控技术联合使用的统防统治策略和技术规程，建立核心区和示范区，进行大面积示范应用。

考核指标：

【约束性指标】明确东北、黄淮海、长江中下游三大粮食主产区水稻、小麦、玉米8～10种主要病虫害发生规律，建立东北春玉米、东北粳稻、黄淮海麦-玉、江淮稻-麦、南方双季稻五大种植模式主要病虫害的监测预警技术5～6项，预警准确率达到90%以上；分别在东北、黄淮海、长江中下游三大粮食主产区建立信息化预警平台各1～2个，并对基层技术人员开放运行；筛选高活性化合物10个以上，高效、低毒、低残留新创制农药3～4；建立东北春玉米、东北粳稻、黄淮海麦-玉、江淮稻-麦、南方双季稻五大种植模式主要病虫害绿色综合防控技术5～8项，主要病虫害防治技术规程与标准5～8项；建立东北春玉米、东北粳稻、黄淮海麦-玉、江淮稻-麦、南方双季稻五大种植模式主要病虫害防控核心各1万亩，技术示范应用面积共500万亩以上，核心区、示范区内病虫害损失率降低20%，化学农药使用量减少30%。

【预期性指标】发表核心期刊论文30篇以上，其中SCI论文8篇，获得技术发明专利8～10项；实现防控技术与策略的推广应用，实现绿色化学防控技术与非化学防控技术的协调使用，减少粮食产量损失，降低农药残留，提升农产品品质。

支持年限：

2016～2020。

拟支持项目数：

1项。

７.粮食主产区土壤培肥与丰产增效耕作技术

研究内容：

针对我国粮食主产区高产农田面临着土壤质量下降、耕层浅薄、秸秆还田难等问题，以土壤培肥与耕作关键技术创新为核心，在东北、黄淮海和长江中下游以及西北主要产粮区，针对水稻、小麦、玉米生产系统的产能提升和可持续的需求，重点研究：

（1）变化特征：

不同区域与土壤类型耕层的物理、化学与生物学等主要生产力的时空变化及其驱动力，区域大面积的耕层关键障碍因子及突破途径，高产高效农田的理想耕层特征；

（2）培肥技术：

创建轮作换茬改土、秸秆还田、有机肥增施、生物炭应用等理想耕层构建和全耕层培肥关键技术；（3）耕作技术：

创建适合不同生态区主要作物系统的传统耕作、深松、免耕覆盖综合的周年或多年轮耕技术；（4）产品研制：

研发适合不同区域主要土壤类型的肥力快速恢复的秸秆快速分解制剂、缓释肥、有机肥、绿肥、生物肥、机械配套施用肥料、高效螯合肥料、根际养分增效剂、高肥效生长调节剂等绿色替代产品与技术；（5）改良途径：

针对典型区域关键问题，进行轮作系统优化及技术配套和产品筛选，形成粮食作物土壤培肥技术体系和丰产增效耕作制度。

考核指标：

【约束性指标】提出东北、黄淮海、长江中下游以及西北主要产粮区粮食作物土壤培肥和耕作技术新途径和模式5～7套，创新深松、秸秆还田、肥田增产、新型肥料等关键技术或产品15～20项，示范应用1,000万亩以上；项目示范区土壤质量主要指标提升5%、肥料利用效率提高10%、粮食单产提高5%、节本增效50元/亩以上。

【预期性指标】发表核心期刊论文60篇以上，其中SCI论文15篇以上；获得发明专利10～15项。

支持年限：

2016～2020。

拟支持项目数：

1项。

申报要求

1.项目申请书需经过国务院有关部门（直属机构、直属事业单位）科技主管机构推荐，或各省、自治区、直辖市、计划单列市及新疆生产建设兵团科技主管部门推荐。

2.共性关键技术类项目鼓励产学研联合申报，集成示范类项目鼓励龙头企业牵头申报，且要求提供一定比例的配套经费。

3.同一申报材料不得多头重复推荐，同一推荐主体对同一项目只能推荐1项。

4.项目申报单位（包括联合申报中的任意一方）和项目参加人员，对同一项目不得进行重复或交叉申报与参与。

5.鼓励项目的示范推广与国家农业科技园区等相结合。