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5.课题经费：五年国拨经费700万元。
课题2 粮食主产区农田肥水资源可持续高效利用技术研究
1.攻关目标
课题以提高我国三大平原粮食超高产和高产稳产的土壤条件为重点，研究我国农田高强度开发情况下农田养分、水分高效管理技术及粮食超高产的土壤营养指标，建立一套以土壤－作物营养时空分布规律和农田养分时空有效性控制理论为基础的农田肥水资源可持续高效利用技术体系。
2、关键创新
针对我国粮食主产区水肥资源利用率低的问题，重点研究土壤作物营养时空分布规律和农田养分时空有效性控制理论与技术，提出不同地区不同作物和不同产量水平的土壤营养控制指标、形成东北平原黑土区春玉米营养高效利用模式、华北平原小麦玉米一体化水肥高效管理模式和长江中下游平原水稻应变水肥高效管理模式。
3.研究内容
（1）粮食主产区农田肥水资源高效调控理论与技术研究
农田营养时空分异与循环平衡理论及其高效控制技术研究 基于土壤－作物营养时空分异特征和营养循环与平衡特点，重点进行作物不同生育期、轮作周期作物营养特征，不同种植制度下农田养分和有机物质循环规律及其影响因素，不同产量水平的营养供需平衡特点等理论的研究和探索，并建立与完善土壤养分分段供应技术，空间分异调节与精准施肥技术、中低产土壤营养平衡及以有机肥为主的增量施肥技术、不同土壤养分流失途径及控制技术和专用肥技术、高产土壤维持施肥与定向培育指标等技术体系。
农田肥水协同共效理论和节水保肥技术研究： 基于水分对养分有效性和作物高产潜力的重要影响，针对不同区域限制作物高产的肥水条件差异大等问题，重点研究以肥保水和以水促肥的作用机制，氮、磷、钾和水互作效应与高效利用模式，养分与水分之间时空耦合对作物生产的影响，以及作物田间集雨利用、土壤水库增容等高效节水技术，提出不同水资源分区的优化水肥交互管理模式和节水保肥管理技术体系，促进三大平原粮食主产区肥水资源的合理配置和高效利用。
农田养分监测与信息管理技术研究：基于三大平原土壤养分和作物营养状况监测和肥料效率试验网络，应用3S技术、数据库技术、网络技术等手段，重点对土壤大、中和微量元素养分、作物营养状况和肥料效率情况进行实时监测和动态采集，建立农田养分和肥料效应动态监测技术体系和信息化管理技术平台，以实时掌握粮食主产区土壤肥力、作物营养状况和肥料效益情况，为粮食生产精准快速决策提供实时准确的养分和肥效信息。
（2）三大平原农田水肥资源可持续高效利用模式与示范
东北平原黑土区春玉米营养高效利用模式研究与示范：以吉林公主岭市为基地，建立示范区，针对东北黑土区春玉米早期低温，土壤中营养物质有效性低的特点，利用养分时空有效性调控理论，建立黑土区春玉米高产和超高产土壤营养调控指标。
华北平原小麦玉米一体化水肥高效管理模式研究与示范：在河北辛集市建立试区，针对华北平原小麦－玉米轮作情况下季节紧，小麦在冬季、温度低、生长时间长，基肥施肥方便，而玉米在夏季、茬口紧、温度高、生长期短的特点，运用水肥管理进行营养时空调控，采用基追一体化管理，结合华北平原补充灌溉的生产实际，形成华北平原小麦玉米一体水肥高效的管理模式。
长江中下游平原水稻应变水肥高效管理模式研究与示范：在湖北建立示范区，针对长江中下游平原水分多、温度高、土壤中营养物质易流失的特点，在水稻水肥管理上采用应变式水肥管理模式，一方面调节土壤中的营养物质有效性、另一方面加强土壤中的营养物质的损失控制，提高肥料的利用效率。
4.技术指标
研究建成三大平原作物营养状况和农田地力监测技术体系和信息化管理系统，研究建立不同作物超高产土壤控制指标体系和以土壤－作物营养时空分布规律和农田养分时空有效性控制理论为指导的肥料资源高效利用技术体系。肥料应用成本降低15%，示范区土壤基础地力（土壤有机质含量）在现有基础上提高10％以上，节水20%以上，粮食增产10%以上，示范农田达到无公害生产基地指标。
5.课题经费：五年国拨经费400万元。
课题3 粮食主产区农田生态健康管理关键技术研究与示范
1.攻关目标
以农田生态系统健康理论为指导，基于不同区域粮食作物-土壤生态系统研究，重点解决粮食作物高产过程中的农田土壤结构、土壤肥力、土壤理化环境以及作物健康生长控制等关键问题，研究提出粮食主产区不同作物高产目标下的农田生态健康诊断指标以及关键调控技术，为增强粮食高产区生态可持续能力提供技术支撑。
2.关键创新
针对目前东北平原、华北平原、长江中下游等粮食主产区在不断追求高产再高产的过程中，普遍出现土壤结构恶化、功能退化、养分失衡、部分农田污染以及作物抗逆境能力不强等突出问题，重点突破三大技术关键：三大作物不同区域、不同产量水平下的农田生态健康诊断评价指标；农田土壤生态系统非健康因子控制关键技术；高产过程中作物健康生长调控关键技术。
3.研究内容
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