河南省旱作粮田抗旱减灾关键技术集成与示范可行性报告.docx

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河南省旱作粮田抗旱减灾关键技术集成与示范可行性报告

河南省省院科技合作项目

可行性研究报告

项目名称：

河南省旱作粮田抗旱减灾关键技术集成与示范

申请单位：

洛阳农林科学院

合作单位：

中国农科院洛阳旱农试验基地

编写时间：

2011年9月10日

河南省科学技术厅制

可行性研究报告提纲

一、申请项目概况……………………………………………………………………3

二、项目预期目标分析……………………………………………………………4

1．总体目标………………………………………………………………………42．阶段目标……………………………………………………………………………5

3．项目实施计划进度………………………………………………………………5

4．资金投入及使用计划……………………………………………………………5

三、项目实施方案分析…………………………………………………………6

1．项目创新点…………………………………………………………………………6

2．项目的关键技术与技术路线…………………………………………………6

3．项目组织实施方案………………………………………………………………8

4．项目投资预算与资金筹措……………………………………………………9

四、项目预期效益分析……………………………………………………………9

1．经济效益分析………………………………………………………………………9

2．社会效益分析………………………………………………………………………9

3．环境效益分析……………………………………………………………………10

4．项目投资评价……………………………………………………………………10

五、项目支撑条件分析……………………………………………………………10

1．申报单位基本情况……………………………………………………………10

2．单位人才队伍情况……………………………………………………………11

3．单位管理水平……………………………………………………………………11

4．单位基础条件情况……………………………………………………………11

5．单位财务经济状况……………………………………………………………13

6．合作的内容和方式……………………………………………………………13

河南旱作粮田抗旱减灾关键技术集成与示范

一、项目概况

我国是一个农业大国，粮食生产已成为一个保障国家安全的战略问题。

同时我国又是世界13个贫水国家之一，干旱缺水面积约500万平方公里，涉及20多个省市自治区，干旱缺水面积占全国64%，人口占全国45%，工农业用水缺口达到1000亿立方米。

旱作农业的粮食生产能力不仅关系到农业增效、农民增收，而且关系到全面建设小康社会的整体推进，是我国农业可持续发展的重要研究内容。

因此旱区粮食生产的稳定发展对于促进我国农业的可持续发展，保证国家粮食安全都有着举足轻重的意义。

在我国当前的农业发展模式中，有许多模式是依赖于资源的过度消耗来提高生产能力的，严重制约了农业的可持续发展。

我国是世界上水土流失最严重的国家之一，水土流失面积有1.48亿hm2，占国土面积的1/3。

据全国第2次土壤普查资料，我国耕地水土流失面积达0.45亿hm2，占耕地总面积的34.3%。

主要分布于广大丘陵山区的坡耕地上，坡耕地面积占耕地总面积的35.0%，水土流失面积与坡耕地面积相吻合。

这些地区地形、地貌、气候、土壤、作物种类繁多，自然灾害频繁，土壤风蚀、水蚀严重，耕作粗放，土壤结构变差，土壤肥力下降，研究旱作农田持续增产关键技术，实现旱作区粮食生产的持续稳定发展不仅具有重要的战略意义，而且具有积极的现实意义。

河南属于半湿润偏旱类型区，是我国重要的旱作农业区，主要分布在京广铁路以西的丘陵山区，年降雨量550－650mm，涉及12个市、地，48个县（市）、670个乡镇。

总土地面积7.67万平方公里，耕地面积254万公顷，人口3656万，分别占全省土地面积的45.9%，耕地的36.7%，人口的38.9%。

主要种植作物有冬小麦、夏玉米、春甘薯、秋杂粮等，粮食产量年际之间变幅较大，种植制度有一年一熟、二年三熟及一年两熟。

稳步提高旱作区的粮食生产能力在国家粮食核心区建设中具有十分重要的地位。

随着社会经济的发展，全球气候的变暖，水、土资源日趋紧张，供需矛盾十分尖锐，已成为制约农业可持续发展的主要因素，2009年春季大旱小麦主产区受旱1.57亿亩，河南小麦受旱面积达277万公顷，占到小麦播种面积的56%。

与我国北方大部分旱区相似，半湿润偏旱区的农田水利用效率并不高，水分生产率不足1.0kg/m3，不到发达国家的1/2。

如何科学合理用水，提高水分利用效率，减少干旱等自然灾害对粮食生产的影响，使有限的水资源发挥更大的经济和社会效益，是农业生产中迫切需要解决的一个重大问题，也是保障和维护粮食安全的主要措施之一。

本项目以保障国家粮食安全、增加农民收入和保护生态环境为目标，针对我国粮食核心区——河南省旱作区生态环境脆弱、作物产量低而不稳，干旱、低温、干热风等灾害发生频率高而且危害重、耕地质量下降、水肥资源利用率低等关键性技术问题，在以往基础理论研究的基础上，突出旱作区小麦、玉米节水高效关键技术的创新研究。

通过筛选旱地作物抗逆节水品种、确立节水高效耕作、栽培关键技术，集成该区域作物抗旱减灾技术并强化示范推广，从而提升旱作区粮食生产的整体科技水平和技术储备能力。

二、项目预期目标分析

1、总体目标

本项目总体目标是通过筛选小麦、玉米抗逆节水品种、确立节水高效耕作、栽培关键技术，集成区域作物抗旱减灾关键技术，建立示范区进行辐射推广，整体提升旱作区粮食生产的科技水平和技术储备能力，以技术集成与示范带动大面积均衡增产，实现粮食单产年增长率3％以上，为旱作区粮食持续稳定增产提供理论与技术支撑。

2、阶段目标

第一步进行旱地作物（小麦、玉米）抗旱节水品种的筛选利用、旱地作物节水高效覆盖保墒耕作技术与模式、旱地作物成灾规律及应变技术研究，确定河南省旱作农田抗旱减灾关键技术，并进行组装集成。

第二步对组装集成的抗旱减灾关键技术进行示范，对应变技术的应用效果进行监测和评估，不断丰富和完善。

第三步进行大面积推广和应用，从整体上提升旱作区粮食生产的科技水平和技术储备能力，实现旱作农业的持续发展。

3、项目实施计划进度

2012-2013年：

主要进行旱地作物（小麦、玉米）抗旱节水品种的筛选利用与高产高效指标研究，旱地作物节水高效覆盖保墒耕作关键技术与模式研究，旱地作物成灾规律及应变栽培技术研究，初步进行河南省旱作粮田抗旱减灾关键技术集成。

2013-2014年：

组装集成河南省旱作粮田抗旱减灾关键技术，选择不同类型区域，进行集成示范，带动辐射推广。

4．资金投入及使用计划

本项目计划投资100万元。

其中申请省拨款50万元，主要用于旱地作物（小麦、玉米）抗旱节水品种的筛选利用与高产高效指标研究，旱地作物节水高效覆盖保墒耕作关键技术与模式研究，旱地作物成灾规律及应变栽培技术研究。

单位自筹资金50万元，主要用于示范基地建设。

三、项目实施方案分析

1、项目创新点

（1）理论上：

从大气-土壤-作物水分循环整体研究水分运移规律及其转化，形成“蓄、存、保、用”系统的技术原理，最大限度地实现旱作区自然降水的资源化利用。

（2）技术上：

研究和开发土壤水库增容技术、覆盖抗旱节水等技术，突破传统被动的“水保型”旱地农业技术思想，实现两熟制土壤水分的周年调控与高效利用。

（3）生产上：

研究集成抗旱减灾关键技术，建立示范区，率先在平原旱作区突破“吨粮”攻关指标。

2、项目的关键技术与技术路线

（1）旱地作物（小麦、玉米）抗旱节水品种的筛选利用与高产高效指标研究

征集与引进河南旱作区小麦、玉米品种，利用旱棚与田间鉴定相结合的方法，研究建立作物抗旱性鉴定评价技术体系；筛选出适合该区域的小麦、玉米抗逆稳产高产品种群；确立不同类型区小麦、玉米两熟制最佳搭配品种组合；建立不同区域不同产量水平作物品种高产高效管理指标体系。

（2）旱地作物节水高效覆盖保墒耕作关键技术与模式研究

研究不同覆盖耕作和覆盖方式下土壤水分动态与作物响应，各种覆盖耕作模式的蓄水保墒及增产效果，不同保护性耕作措施（深松覆盖、免耕覆盖、垄作覆盖等）对土壤水肥的调控效应，两熟制旱作区作物节水高效保护性耕作模式与配套机具，增加降雨土壤入渗和扩大土壤水库容技术，提出适宜不同类型区降水高效利用技术模式。

（3）旱地作物抗旱减灾关键技术研究

干旱成灾机理和应变栽培技术：

系统分析旱作区自然降水与作物需水的吻合度及干旱发生演变、成灾规律，研究不同时期、不同程度干旱胁迫对作物生长发育和产量的影响。

研究水分亏缺调节技术，确定抗旱减灾应变栽培关键技术。

高温及干热风灾害应变关键技术：

针对干旱区因干旱与高温诱发的干热风等严重灾害，系统分析区域高温干热风发生演变、成灾规律，确立高温及干热风应变栽培关键技术。

低温冻害应变关键技术：

针对旱地作物因干旱与低温互作诱发的小麦越冬期和春节冻害严重等问题，研究低温灾害发生规律，确定低温冻害的应变栽培关键技术。

（4）抗旱减灾关键技术集成与示范

通过各单项技术的集成，借鉴国内外已有研究成果，组装集成适宜河南旱区应用的小麦玉米抗旱减灾关键技术模式1-2套，建立核心区和示范区，对集成技术和成果进行大面积的示范推广。

河南旱作粮田抗旱减灾关键技术集成与示范

集成研究与示范

集成研究与示范

本项目技术路线见下图：

理论研究与技术攻关

关键技术

节水高效

抗旱减灾技术

技术集成研究与示范

全面提升小麦、玉米综合生产能力

3、项目组织实施方案

本项目由洛阳农林科学院院牵头，联合中国农科院洛阳旱农试验基地组织实施。

（1）旱地作物（小麦、玉米）抗旱节水品种的筛选利用与高产高效指标研究

在洛阳农林科学院实施，利用旱棚鉴定与田间鉴定相结合的方法，筛选确定适合旱作区应用的小麦、玉米抗逆稳产高产品种群，建立不同区域不同产量水平作物品种高产高效管理指标体系。

（2）旱地作物节水高效覆盖保墒耕作关键技术与模式研究

在中国农科院洛阳旱农试验基地实施，利用长期定位试验，研究和评估不同覆盖耕作和覆盖方式下土壤水分动态与作物响应机制，研究和开发土壤水分周年调控与高效利用技术。

（3）旱地作物抗旱减灾关键技术研究

在洛阳农林科学院和中国农科院洛阳旱农试验基地实施，研究干旱、高温及干热风、低温冻害等灾害成灾机理和应变栽培技术，确定抗旱减灾应变栽培关键技术。

（4）抗旱减灾关键技术集成与示范

组装集成抗旱减灾关键技术体系，并进行熟化与应用，在孟津、伊川和洛宁分别建立示范区1000亩，推广应用100万亩。

4、项目投资预算与资金筹措

本项目计划投资100万元。

其中申请省拨款50万元，承担单位自筹50万元。

四、项目预期效益分析

1、经济效益分析

在项目执行期间，分别建立3个1000亩示范区，小麦玉米总产达到1100公斤/亩，推广应用100万亩，小麦亩产达到450公斤，玉米亩产达到550公斤，亩增产小麦、玉米均为50公斤，每亩增收200元。

累计增产小麦、玉米1亿公斤，直接增加效益2亿元。

2、社会效益分析

通过本项目的实施，将目前的小麦、玉米一体化节水高效技术进一步完善和提高，提高小麦、玉米的抗旱减灾等综合生产能力，为保障国家的粮食安全提供技术支撑。

同时，随着节水高效抗旱减灾技术的大面积推广应用，将有效的提高农业生产效益与农民的经济收入；通过项目的实施培养和锻炼一批农业科技实用技术人才和作物栽培技术的专业人才；提高项目区干部与群众的科技意识和种粮技术水平；基本解决制约当前粮食安全的产量、质量、可持续发展的关键技术问题，提高我省粮食产品的市场竞争能力和农业可持续发展保障水平。

3、环境效益分析

通过本项目的创新研究和节水高效技术示范推广应用，提高水肥利用效率，在粮田生态环境保护、节约生产资料和劳动力投入、防灾减灾等方面有所突破，促进我省农业生态环境的改善、农业水土资源的高效利用，实现农业的可持续发展和生态安全。

4．项目投资评价

本项目属于基础应用研究，市场风险很小，应用空间很大。

但可能由于气候或技术措施、组织的不完善，造成试验示范基地达不到预期目标如规模、增产效果等。

为此采取预防措施：

（1）成立由专家和乡镇领导组成的基地建设领导小组，负责技术方案的制定和基地的规划、协调工作；

（2）在专家论证的基础上，制定详细的、切实可行的技术方案和实施方案；（3）与基地所在的乡镇和村干部签订技术合同，将技术措施的落实、基地的示范效果与基地建设费用挂钩，完不成基地建设任务或示范效果不突出的，不付或少付基地建设费；（4）每个基地设技术人员1-2名，负责对基地农民的技术培训，检查各项技术措施的落实情况，发现问题，及时解决，确保示范基地建设成功。

五、项目支撑条件分析

1、申报单位基本情况

洛阳农林科学院由洛阳市农业科学研究院与洛阳市林业科学研究所和洛阳市园艺研究所于2011年6月合并组建成立，是河南省唯一一家以旱农研究为中心的地市级农科院。

现有在职职工266人，其中科技人员191人，有中高级职称人员113人。

围绕产业结构调整和优化种植结构、增加农民收入这个主要目标，广泛开展了主要农作物品种的选育和推广工作，相继承担国家及省、市重大科技攻关项目40余项，累计获得各级成果奖300余项（其中“八五”以来80余项），有30多个农作物新品种通过国家或省级审定，这些成果转化后，可创社会效益130亿元。

近几年来，国家和省有关部门投资600多万元，在本院建成了设施一流的“国家级洛阳农作物品种区域试验站”，“中国农科院洛阳旱地农业试验基地和国家土壤墒情监测基准站”及“农业部洛阳旱地农业重点野外科学观测试验站”，洛阳市旱作节水工程技术研究中心2007年通过洛阳市科技局认定,2011年被认定为河南省旱作节水工程技术研究中心。

2、单位人才队伍情况

现有在职职工266人，其中科技人员191人。

专业从事旱作节水研究的技术人员11人，其中高级技术人员4人，中级6人。

从事旱地作物新品种选育及利用的相关人员20余人。

比利时、墨西哥、中国农科院等国内外来访从事客座研究或合作研究的10余人。

3、单位管理水平

洛阳农林科学院针对豫西山区十年九旱产量低而不稳的特殊市情，研究推广了一批以抗旱节水为主的技术成果，在丘陵旱区发挥了很大作用。

全省已推广的12个旱地小麦品种中，就有10个是洛阳市农科所主持培育的。

其中旱作保护性耕作技术（俗称“懒旱种植模式”），在河南省率先开展研究，在旱作增产技术研究和作物抗旱品种选育方面达到了国内先进水平。

全国旱地小麦良种区试主持和全国小麦、旱稻抗旱性鉴定定点单位。

4、单位基础条件情况

（1）、完善的试验室设备

有功能齐全的水分实验室、养分实验室和生理实验室，科研设施在国内同类研究中居一流水平。

此外，还有相配套的后勤服务设施，配备有学术报告厅、会议室、计算机室、业务办公室以及专用餐厅和标准客房，可为多学科客座研究提供服务。

（2）、先进的试验装备

自动式干旱棚：

干旱棚面积495m2，内有4组1×2m试验池60个，池间有隔水层，并配有2m深地下观测道2条；8组漏天4×4m试验池80个，池间同样有隔水层，并配有地下观测道4条，配备有高标准自动微灌系统。

利用干旱棚能进行作物品种抗旱性鉴定研究、作物水分耦合效应研究、土壤水分与养分运移规律研究、作物耗水及养分需求规律研究及节水、水分利用效率方面的研究。

自动气象站：

能全天候自动、定时测定降雨、气温、相对湿度、地温、风速风向、蒸发、光照等气象要素。

（3）、洛阳旱作农业田间试验观测场

洛阳旱作农业田间试验观测场地处洛阳市孟津县送庄镇送庄村，距洛阳市区30km，占地3.1亩，属中国农科院洛阳旱农试验基地二期建设内容，于1999年建成并投入使用。

试验观测场内建有看护房16平方米，水泥道路80平方米，铁围栏206米，沉降池9个（1.5m×2m）。

观测场有专人看护，水电齐全。

内设5个面积90m2的试验小区，用于长期定位观测不同保护性耕作措施下坡耕旱地土壤、水分、养分侵蚀规律，并研究土壤水分、养分运动规律。

另建有4个面积为27m2的模拟降雨试验区，用于深入细致的研究土壤水分养分侵蚀。

观测场内安装有TDR（土壤水分测定仪）30套、张力计（土壤水势）16套、土壤地温自动观测计录仪5套、FLUME（田间径流自动观测计录仪）8套、Raingage（自动雨量计）以及DATALOG（数据采集器）、模拟降雨设备1套。

洛阳旱作农业田间试验观测场能对土壤养分、水分和土壤侵蚀进行多层次、全方位系统观测，可通过田间试验与模拟降雨试验相结合的方法，研究土壤养分、水分变化和溶质运移规律，不同耕作措施对土壤表层的水分、养分和土壤侵蚀的影响。

（4）、国家节水分信息观测基准站

“国家旱地节水信息监测基准站”由农业部批复建设。

地点位于洛阳市农业科学研究所南院，占地50亩，是国家旱作农业技术支撑体系建设项目，2004年8月建成并投入使用，总计投资200万元，其中，洛阳市配套50万元，修建田间钢铁围栏、道路硬化和铺设水利灌溉设施；国家投资150万元主要用于购置和安装观测设备。

基准站观测设备由五部分组成：

即农田气象参数采集系统、土壤墒情监测系统、农田能量平衡测定系统、冠层影像与湍流交换特征参数测定系统、数据收集存储及分析与传输系统。

国家旱地节水信息监测基准站主要作用是为我国旱作节水农业综合管理信息网及全国旱作节水工程中心提供基础数据，为旱作农业资源合理配置与高效利用技术创新提供理论依据，为区域节水农业持续发展提供科技支撑。

5、单位财务经济状况

洛阳农林科学院为国有科研事业单位，截止2010年底，单位总资产2005.49万元，净资产1979.11万元，资产负债26.38万元。

无不良财务记录。

6、合作的内容和方式

中国农科院洛阳旱农试验基地是根据农业部计发[1996]39号文件《关于下达1996年农业基本建设投资计划（第三批）的通知》和中国农科院1996（计财）字544号文件精神，由中国农科院农业资源与农业区划研究所牵头负责，在洛阳市农业科学研究院规划建设，双方共同建设共同管理，就旱作农业技术研究与开发方面的项目立项、成果申报、知识产权管理和固定资产管理等进行全方位的系统合作。