项目名称: 东北地区旱地耕作制度关键技术研究与应用
一、推荐单位意见
推荐意见： 我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料，确认全部材料真实有效，相关栏目均符合国家科学技术奖励工作办公室的填写要求。 按照要求，我单位和项目完成单位都已对该项目的拟推荐情况进行了公示，目前无异议【或虽有异议但经处理后再次公示无异议】。 【技术创新】该项目明确了全球气候变化对东北地区主要作物种植区划的影响，制定了基于气候变化的旱地耕作制度新区划，并提出了相应的产业和优势作物发展战略优先序与技术优先序，为耕作制度创新提供了理论基础。从玉米田高产土壤耕层构建入手，首次系统提出了基于土壤理化性状的白浆土、黑土、棕壤和褐土的高产耕层参数阈值，填补了合理耕层构建参数量化研究上的空白。围绕高产耕层主要物理指标参数阈值，建立了与之配套的土壤耕作方法，形成了较为系统的土壤耕作制度。围绕耕层主要养分指标参数阈值，确定了主要土壤类型的秸秆最佳还田方式、周期、数量、氮肥配施量、有机肥和无机肥的施肥配比量，建立了地力保育型施肥制度，在养地制度研究方面实现了技术创新。【技术水平】本项目整体达到国际先进水平，部分达到国际领先水平。【应用情况】项目在黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古东四盟地区累计应用面积5486万亩。【取得效益】累计增加经济效益47.49亿元，经济、社会和生态效益显著。 对照国家科学技术进步奖授奖条件，推荐该项目申报2016年度国家科学技术进步一等奖。 二、项目简介
本项目属于农业科学技术领域。耕作制度是指一个地区或生产单位作物种植制度以及与之相适应的养地制度的综合技术体系，包括种植制度和养地制度两部分。合理的耕作制度，是实现农业区域性开发、资源合理利用与保护、农业可持续发展的基础。东北地区（包括内蒙古东四盟）作为我国粮食主产区，现有耕地面积约4亿亩，其中70%以上为旱地。依靠科技创新，建立科学合理的旱地种植制度和养地制度，稳定提高农田生产力、持续提升耕地质量、保护生态环境对确保国家粮食安全和农业可持续发展具有重要意义。项目围绕种植区划优化、主要作物高产耕层标准及配套耕法、典型区域耕作制度模式构建等重大关键技术难点，在主要类型区开展了为期14年的联合攻关和集成应用，取得了重大创新和突破。
1．明确了全球气候变化对东北地区主要作物种植区划的影响，制定了基于气候变化的旱地耕作制度新区划，并提出了相应的产业和优势作物发展战略优先序与技术优先序，为耕作制度创新提供了理论基础。项目系统分析了1961年以来气候变化对东北地区玉米种植区划的影响，发现不同熟期玉米种植界限表现出明显的“北移东扩”趋势。在此基础上，通过对1978年以来东北地区旱地耕作制度演变规律研究，首次制定了东北地区新的耕作制度区划，将东北地区划分为6个一级区，并对应地提出了玉米、水稻、大豆等作物发展战略优先序和技术优先序，为区域旱地耕作制度构建提供了理论指导。
2．系统开展了旱地耕作制度关键技术研究，明确了关键技术的作用机理。（1）种植制度。从田间作物优化配置入手，确定了不同区域田间作物群体优化配置的具体参数，探明了群体光、热、水和养分高效利用的机理，构建了适合不同区域的资源高效利用型种植制度。（2）养地制度。从玉米田高产土壤耕层构建入手，首次提出了白浆土、黑土、棕壤和褐土的高产耕层参数阈值，填补了合理耕层构建参数量化研究上的空白。在土壤耕作制度方面，围绕4种土类高产耕层主要物理指标参数阈值，建立了与之配套的土壤耕作方法，形成了较为系统的土壤耕作制度。在施肥制度方面，从增加土壤有机质含量和养分平衡入手，围绕耕层主要养分指标参数阈值，确定了主要土壤类型的秸秆最佳还田方式、周期、数量、氮肥配施量、有机肥和无机肥的施肥配比量，建立了地力保育型施肥制度。
3．建立了主要类型区典型耕作制度模式，系统集成了与生态环境相吻合的耕作制度综合技术体系，实现了粮食产量和效益的同步提高。在粮食主产区构建了高产高效型耕作制度模式与配套技术体系3套，在生态脆弱区构建了资源高效利用型耕作制度模式与配套技术体系3套，实现了技术的制度化，并在试验示范区广泛应用。
项目已经获得省部级科技奖励7项，取得了较好的技术应用效果。农田生产力平均提高20%以上，玉米产量增加6%～11%，降水利用效率提高4%～8%，主要作物水分利用效率提高0.15～0.35kg/m3。项目获得授权专利5件，制定地方标准4个，出版或参与出版著作17部，发表论文310篇，其中SCI/EI 34篇。培训农业技术骨干和农民12.6万人。
项目在黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古通辽累计应用面积5486万亩，增加经济效益47.49亿元，经济、社会和生态效益显著。总体达到国际先进水平，部分达到国际领先水平。
三、客观评价
1．国内外重要科技奖励
本研究的部分成果已经获得省级奖励，其中“旱地耕作制度关键技术研究与集成应用”获2015年度辽宁省科技进步一等奖、“黑土合理耕层构建与配套设备研究”获2014年度吉林省科技进步二等奖、“旱作农田水分高效利用技术研究与应用”获2012年度辽宁省科技进步二等奖、“玉米立茬覆盖间隔深松保护性耕法及配套设备研制”获2012年度吉林省科技进步二等奖、“野生大豆优异基因资源的挖掘及新种质创制”获2009年中华农业科技二等奖、“大豆垄上三行窄沟密植技术研究与示范推广”获2012年度内蒙古自治区科学技术二等奖。“旱作与节水农业关键技术研究与示范”获2007年度辽宁省科技进步三等奖。
2．查新结论
该成果经中国农业科学院科技文献信息中心进行查新检索结果表明：项目制定了基于气候变化背景下的东北地区新的耕作制度分区，并提出了相应的产业和优势作物发展战略优先序与技术优先序；首次系统提出了基于土壤理化性状的白浆土、黑土、棕壤和褐土4种土类的高产耕层标准参数阈值，并确定了配套耕法和轮耕技术体系，填补了合理耕层构建参数量化研究上的空白。建立了不同生态类型区旱地作物高产高效种植模式，明确了各典型种植模式对群体生产力提升的作用，并阐明了资源高效利用的机理；确定了东北地区主要土壤类型秸秆还田的最佳方式、还田量和氮肥配施量，提出了有机无机配比施肥技术。以上研究结果，均由项目各参加单位完成，在所查国内外文献中未见相同报道，具有新颖性。
3．验收意见
（1）成果部分内容来源于公益性行业（农业）科研专项“现代农作制模式构建与配套技术研究与示范”（200803028）项目。2011年1月16日经农业部科技教育司组织有关专家进行了会议验收。专家组一致认为课题研究形成的东北粮食主产区高产高效型农作制模式和生态脆弱区资源高效利用型农作制模式及配套技术体系，推进了区域种植制度优化、良种良法良田配套，促进了相关产业的发展，为粮食增产和农民增收提供了强有力的技术支撑。
（2）成果部分内容来源于“十五”国家科技攻关计划“北方旱区特色林果产业开发模式与技术研究”（2004BA508B08）课题。2005年12月22日经农业部科技教育司组织有关专家进行了会议验收。专家组一致认为课题筛选主栽品种4个，