“糧食豐產增效科技創新”重點專項

　　2016年度項目申報指南

　　“十三五”期間是確保我國糧食安全、實施“調結構—轉方式”，提升可持續發展能力和推進現代農業發展的關鍵時期。組織實施糧食豐產增效科技創新試點十分必要。一是有效地落實“堅持以我為主，立足國內，確保產能，適度進口，科技支撐的國家糧食安全戰略”；二是有效地落實“主動適應經濟發展新常態，是按照穩糧增收、提質增效、創新驅動”總的要求進行糧食生產的“調結構—轉方式”新要求；三是落實十八屆三中全會提出的“藏糧于地”、“藏糧于技”戰略，有效地解決我國糧食生產長期面臨諸多資源和環境壓力和國際糧食市場價格與質量的競爭壓力；四是有效地實現我國糧食科技在“十二五”期間糧食豐產科技成果的基礎上，向糧食豐產增效和現代化技術更高目標發展；五是有效地集中力量破解我國豐產增收協同面臨的科學、技術難題和生產需求的新問題。因此，實施重點專項，對國家糧食安全、“調結構—轉方式”、可持續發展、提升競爭能力、因勢利導發展糧食生產意義重大，十分迫切。

　　專項規劃主要依據《國家中長期科學與技術發展規劃綱要（2006～2020年）》、《國家糧食安全中長期規劃綱要（2008～2020年）》和《國務院關于深化中央財政科技計劃（專項、基金等）管理改革方案的通知》（國發〔2014〕64號）計劃實施，年限為2016年1月1日～2020年12月31日。

　　專項主要目標是圍繞糧食豐產增效可持續發展，聚焦3大糧食作物（水稻、小麥、玉米）、突出3大主產平原（東北、黃淮海、長江中下游的13個糧食主產省）、注重3大目標（豐產、增效與環境友好）、強化3大功能區（核心區、示范區與輻射區）建設、銜接3大層次（基礎理論、共性關鍵技術、區域集成示范），開展科技創新。

　　具體指標為：（1）實現豐產增效目標協同：①豐產目標：三大作物平均單產新增5%，降低產量損失5%以上；②增效目標：肥水效率提高10%以上，光溫資源效率提高15%，生產效率提高20%；（2）推進糧食主產省“三區”建設：專項每個實施省（區）①核心區建設：萬畝以上1～2個；②示范區建設：50萬畝以上；③輻射區建設：500萬畝以上；④“三區”總增產2,300萬噸以上，增加效益320億元以上；（3）提升糧食科技“四大能力”：即①前沿理論創新能力取得重大新進展，高水平論文200篇以上，專著10部；②共性關鍵技術創新能力取得新突破，創新關鍵技術50套以上，物化產品40個以上；③集成示范能力產生新效果，技術規程20個以上，模式25套以上；④現代化生產能力穩步提升，實現良種良法配套、農機農藝融合、高產高效協同、生產生態兼顧。形成高度規模機械化、信息標準化、精準輕簡化水平的糧食作物生產體系。

　　在糧食豐產增效科技創新重點專項實施方案中，以銜接基礎研究、關鍵技術創新與區域技術集成示范三個層次為指導：在基礎研究方面，以作物、環境與措施三者互作關系為核心，以產量與資源效率層次差異性、資源優化配置和氣候變化響應機制等三方面前沿性科學問題為重點，探索糧食豐產增效、低環境代價的可挖掘的潛力、關鍵調控機制和技術途徑，為關鍵技術創新提供理論指導；在共性關鍵技術研究方面，以突破生產共性關鍵問題為核心，從良種良法配套、信息化精準栽培、土壤培肥耕作、災變控制、抗低溫干旱、均衡增產和節本減排等7項技術為重點，創新可持續豐產增收和環境支好的關鍵技術，為技術集成提供核心技術；在區域技術集成示范方面，以構建規模機械化現代新型技術模式為核心，以三大糧食主產區13省（市）的5種植模式（東北春玉米、東北粳稻、黃淮海冬小麥夏玉米、長江中下游稻麥和稻作，其糧食總產占全國的75%左右）的“三區”建設為重點，基于理論與關鍵技術創新，進行集成與示范，實現三大糧食作物在1.87億畝面積上的豐產與增效的協同。

　　基于糧食豐產增效科技創新重點專項實施方案，本專項指南,總項目設計為24項，其中對應基礎研究3項，對應關鍵技術創新8項（其中良種良法配套任務按作物類型拆分為3個項目；土壤培肥耕作任務按農田類型拆分為2個項目；災變控制任務分為生物與非生物2項目；抗低溫干旱、均衡增產和節本減排任務為區域相關的關鍵技術，與區域技術集成示范任務并行研究），集成示范5種模式分別按13省列為13項目。按著優先啟動三分之一的原則，根據研究的順序性和緊迫性，優先啟動的項目共計10項，其中基礎理論２項，共性關鍵技術8項，13項集成示范和1項基礎研究隨后重點啟動。優先啟動項目如下。

　　基礎研究的項目：

　　1.糧食作物產量與效率層次差異及其豐產增效機理

　　研究內容：以深度揭示不同作物產量與資源利用效率的層次差異性及其調控機制為核心，在東北春玉米與粳稻、黃淮海冬小麥與夏玉米、長江中下游的水稻與小麥、雙季稻、中稻、再生稻和玉米種植體系中，通過區域生產力遙感監測技術與多點聯合試驗平臺，開展光溫生產潛力、高產紀錄、大面積高產和平均產量四個產量水平層次及其光、溫、水、肥利用效率差異的理論研究，重點研究：（1）差異分布規律：主要生態區域不同作物4個產量水平及光、溫、水、肥效率差異的幅度與區域變化特征，光溫生產效率及其與資源利用效率的關系；（2）形成機制：不同作物4個產量層次及其光溫水肥效率差異形成的土壤與生態環境、物質生產與分配、光合生理過程、碳氮代謝、激素調控等機理及其調節機制；（3）障礙控制：導致作物產量與效率層次差形成的主控因子及其制約過程與關鍵技術調節機制；（4）技術途徑：提出主要糧食作物提高產量潛力、縮小產量及效率差異，實現大面積豐產增效的技術途徑。

　　考核指標：【約束性指標】闡明東北、黃淮海、長江中下游三大平原水稻、小麥、玉米產量與光溫水肥效率差異的區域特征，并闡明其形成機制和縮小差距的障礙限制因素，提出不同區域不同作物消減產量和效率差的技術調控途徑6～8套；發表高水平學術論文70篇以上。【預期性指標】東北、黃淮海、長江中下游三大區域水稻、小麥、玉米大面積試驗區產量和效率縮差10%～15%，綜合增效20%以上；創立評估產量、效率差異的系統模型和診斷方法2～3套；出版專著2部以上，申請專利3～4項。

　　支持年限：2016～2020。

　　擬支持項目數：1—2項

　　2.糧食作物豐產增效協同的資源優化配置機理與高效種植模式

　　研究內容：以探索不同種植模式的季節間資源優化配置與季節內高效利用為核心，在黃淮海冬小麥／夏玉米、長江中下游稻麥、雙季稻、稻油、再生稻、稻玉和雙季玉米等周年兩季，以及東北一熟區輪作體系中開展豐產增效和低環境代價理論研究。重點研究：（1）空間分異：東北、黃淮海、長江中下游不同區域糧食產能、資源潛力和生產要素的空間分異、資源匹配與要素驅動機制；（2）協調過程：不同熟制模式下光、熱、水、肥等資源要素在季節間優化配置和在季節內與作物群體結構、功能的動態適應協調過程與機制，作物“間、混、套、輪”復合種植的互補競爭機制及作物連作障礙形成機理；（3）響應機制：研究作物對水肥光熱氣等生境因子的響應過程，闡明高效利用的生理生態協同機理；（4）模式創新：以資源優化配置為目標，以“突出調結構、轉方式，重點模式創新，重點開展種養結合、合理輪作、機械化間作套種等技術模式集成和示范推廣”為指導，創新三大糧食作物不同熟制地區用養結合的豐產高效種植模式；（5）技術途徑：通過優化肥水管理、土壤耕作、機械化配套等技術創新與集成，提出不同尺度不同區域提高光能利用效率（RUE）、水分利用效率（WUE）和養分利用效率（NUE）的技術途徑與綜合體系；（6）綜合評估：針對各區域不同生產主體需求，進行豐產高效種植模式的選型與優化以及生態經濟效益評估研究。

　　考核指標：【約束性指標】闡明東北、黃淮海、長江中下游主要產糧區水稻、小麥、玉米生育過程中要素的季節間資源優化配置特征、季節內高效利用機制及其周年均衡豐產增效原理，在作物生長發育過程中水、肥、光、熱多因素動態調控過程與作物響應機制等方面研究取得重要理論突破，提出構建不同區域豐產增效新型種植模式與技術途徑10項以上；發表論文70篇以上。【預期性指標】光能利用效率、水分利用效率和養分利用效率分別提高10%以上，豐產增效15%以上；出版專著2部以上，申請專利3～4項。

　　支持年限：2016～2020。

　　擬支持項目數：1—2項

　　關鍵技術研究的項目：

　　3.玉米密植高產宜機收品種篩選及其配套栽培技術

　　研究內容：以良種良法配套關鍵技術創新為核心，對已育成品種的特性和栽培技術進行研究，進一步挖掘良種良法配套的增產增效潛力，在玉米主產區，以春玉米、夏玉米、青貯專用玉米為重點，開展以下研究：（1）適應性：篩選適應機械化作業、輕簡化栽培和區域光溫水條件的優良品種，建立品種生態適應性評價標準與區域布局體系；（2）豐產性：通過品種篩選確立增產與資源利用的潛力及其挖掘技術途徑；（3）專用性：篩選適用飼用玉米的專用品種，完善其質量標準和品種適應范圍；（4）互作機理：闡明產量、品質與效率的品種—環境—栽培措施間的互作關系與協調途徑，確立高產優質高效配套的技術體系；（5）配套技術：在典型生態區對篩選出的新品種開展配套栽培技術試驗，集成不同生態區主要糧食作物新品種配套栽培技術體系，制訂標準化生產技術規程。

　　考核指標：【約束性指標】建立東北、黃淮海、南方玉米區品種生態適應性評價標準各4個（套），篩選一批適應機械化優質高產高效玉米新品種；在不同區域實現良種良法配套技術和生產技術規程各2套以上，相關專利4項以上，技術應用5,000畝以上，產量增加10%以上、節約氮肥和水分10%以上、玉米全程機械化水平提高15%以上。【預期性指標】發表核心期刊論文20篇以上，其中SCI論文5篇以上。

　　支持年限：2016～2020。

　　擬支持項目數：1—2項

　　4.小麥優質高產品種篩選及其配套栽培技術

　　研究內容：以良種良法配套關鍵技術創新為核心，對已育成品種的特性和栽培技術進行研究，進一步挖掘良種良法配套的增產增效潛力，在小麥主產區，以冬小麥為重點，開展以下研究：（1）適應性：篩選適應區域光溫水條件的優良品種，建立品種生態適應性評價標準，提出區域布局體系；（2）豐產性：通過品種篩選確立增產與資源利用的潛力及其挖掘技術途徑；（3）專用性：篩選強筋、中筋、弱筋的專用小麥品種，確定不同專用品種的適應范圍；（4）互作機理：闡明產量、品質與效率的品種—環境—栽培措施間的互作關系與協調途徑，確立高產優質高效配套的技術體系；（5）配套技術：在典型生態區對篩選出的新品種開展配套栽培技術試驗，集成不同生態區小麥新品種配套栽培技術體系，制訂標準化生產技術規程。

　　考核指標：【約束性指標】建立小麥主產區品種生態適應性評價標準與指標體系4個（套），篩選一批小麥優質高產高效新品種；在不同生態區實現良種良法配套技術和生產技術規程5套以上，相關專利3項以上，技術應用5,000畝以上，產量增加10%以上、節約氮肥和水分10%以上、節本增效10%以上。【預期性指標】發表核心期刊論文20篇以上，其中SCI論文5篇以上。

　　支持年限：2016～2020。

　　擬支持項目數：1—2項

　　5.水稻優質高效品種篩選及其配套栽培技術

　　研究內容：以良種良法配套關鍵技術創新為核心，對已育成品種的特性和栽培技術進行研究，進一步挖掘良種良法配套的增產增效潛力，在水稻主產區，以北方粳稻、南方單季稻、雙季稻、再生稻（包括多年生水稻）為重點，開展以下研究：（1）適應性：篩選適宜機械化直播、輕簡化栽培和區域光溫水條件的優良品種，建立品種生態適應性評價標準，提出區域布局體系；（2）豐產性：通過品種篩選確立增產與資源利用的潛力及其挖掘技術途徑；（3）專用性：篩選適用優質稻米、加工用稻、飼用稻谷的專用品種，完善其質量標準和品種適應范圍；（4）互作機理：闡明產量、品質與效率的品種—環境—栽培措施間的互作關系與協調途徑，確立高產優質高效配套的技術體系；（5）配套技術：在典型生態區對篩選出的新品種開展配套栽培技術試驗，集成不同生態區水稻新品種配套栽培技術體系，制訂標準化生產技術規程。

　　考核指標：【約束性指標】建立水稻主產區品種生態適應性評價標準與指標體系4個（套），篩選一批水稻適應機械化直播、輕簡化優質高產高效新品種；在不同區域實現良種良法配套技術和生產技術規程5套以上，相關專利3項以上，技術應用5,000畝以上，產量增加10%以上、節約氮肥和水分10%以上、水稻作業效率提高15%以上。【預期性指標】發表核心期刊論文20篇以上，其中SCI論文5篇以上。

　　支持年限：2016～2020。

　　擬支持項目數：1—2項

　　6.糧食作物生長監測診斷與精確栽培技術

　　研究內容：針對糧食作物現代生產技術中的信息化和精準高效的發展趨勢與豐產增效的需求，以作物生長監測與精確栽培為核心，在水稻、小麥和玉米三大糧食作物中，重點研究：（1）生長動態：基于產量目標的作物適宜生長指標時序動態模型，結合快速監測的作物實際長勢，建立多途徑的作物生長診斷與水肥調控模型；（2）形成過程：定量分析作物光譜—碳氮積累轉運—產量品質形成之間的定量關系，構建基于遙感的糧食作物產量和品質預測模型；（3）技術平臺：研制開發便攜式作物生長監測儀、基于傳感網的作物生長感知設備、基于無人機的作物生長監測診斷平臺，構建農田感知與智慧管理綜合系統；（4）精確栽培：通過多年多點聯網試驗，建立基于便攜式監測儀、傳感網、無人機等多平臺的作物生長實時監測診斷技術、精確灌溉施肥作業機具和相應的作物精確栽培技術體系，實現田塊、園區、區域等不同尺度糧食生產的無損化監測、智能化診斷、定量化調控和規模化預測。

　　考核指標：【約束性指標】建立東北、黃淮海和長江中下游三大平原三大糧食作物生長監測診斷與精確栽培技術體系5套以上，研制便攜式作物生長監測儀2套，開發農田物聯網感知設備2套，構建基于無人機平臺的作物生長監測技術2套，研發精確作業機具1套，提出基于遙感的作物產量品質預測技術3套；在糧食主產區設立6個以上的核心示范區，推廣面積1,000萬畝以上、產量增加8%以上、節約氮肥和水分15%以上。【預期性指標】發表核心期刊論文60篇以上，其中SCI收錄論文18篇以上；申請國家發明專利15項以上，其中授權國家發明專利10項以上；登記國家計算機軟件著作權10～15項；制定地方標準3項以上。

　　支持年限：2016～2020。