“中国科学院农业项目推广座谈会”项目清单-中国科学院南京

“中国科学院农业项目推广座谈会”项目清单高产、广适小麦新品种—“科农199”中国科学院遗传与发育生物学研究所李俊明一、背景与意义小麦是我国主要粮食作物之一，黄淮冬麦区约占我国小麦种植面积的45%，产量的55%左右，该区域小麦生产对我国粮食安全举足轻重。由于城镇化步伐加快和种植小麦的比较效益降低，小麦播种面积递减，总产量总体上呈下降趋势。近四年连续丰收，但小麦市场短缺的问题还没有根本解决。随着施氮量的增加，氮肥的增产效果递减，不仅增加粮食生产成本，降低农产品的品质，也引起严重的生态环境问题，如温室气体排放量增加，土壤地表水富营养化，地下水硝态氮含量超标等。黄淮北片小麦产区持续干旱，水资源短缺，农业用水不足，小麦生产过程中水资源耗费严重，一定程度上加剧了地下水位持续下降，地下漏斗面积不断扩大。因此，生产上亟待提高小麦对水分养分的利用效率。我国粮食需求增长速度已经超过国内生产的增长速度，粮食需求量大于国内生产量，自给率由97%下降为94%，小麦供不应求，缺口逐步扩大。要用越来越少的土地满足人民生活和市场对小麦的需求，技术进步至关重要。利用生物技术培育高效利用水分、养分的高产稳产品种，在节水省肥、提高资源利用效率的前提下实现小麦高产高效，实现以“少投入、多产出、促进健康、保护环境”为主要目标的新的“绿色革命”，对增强我国粮食安全、农业生态环境安全具有重大的意义。二、项目进展情况“科农199”是中国科学院遗传与发育生物学研究所利用细胞工程技术选育的高产、节水、氮肥高效利用的小麦新品种，2006年通过国家农作物品种审定委员会审定。品种审定号：国审麦2006017，国家植物品种权公告号：CNA001628E。品种主要特点：“科农199”聚合了多个骨干亲本、骨干品种的有益基因，具有丰富的遗传基础。它继承了小偃系统品种的抗病、养分高效利用特性与Tai轮回选择品种的高产、广适应性，在国家区域试验中连续两年产量居所有参试品种第1位，平均亩产544.2公斤，比对照增产7.36%，增产极显著。“科农199”抗寒、抗倒伏，综合抗病性好，水分养分利用效率突出。经河北省粮油作物所和中国农业大学田间试验鉴定，千斤麦田水分利用系数达1.8kg/m3，最佳施氮量时的氮肥（纯N）偏生产力达43kg/kg。在国家区域试验中，“科农199”适应度大，产量稳定性好，在河北、河南、山东、山西四省均位居第一，增产显著。种植示范情况：2006年，我们与河北石家庄市万丰种业、河南大河种业、山东潍坊大地种业有限公司合作，在河北栾城、定州、肥乡，河南荥阳、新郑，山东青州、济南等县市建立原种生产田16000亩，开展良种繁殖和高产试验示范。2007年5月，在河北栾城、山东青州分别举行了科农199小麦现场观摩会，其中，栾城县聂家庄村1100亩示范田，平均亩产564公斤。新品种展示示范得到了农业部、河北、河南、山东省有关领导和专家的高度评价，受到农民群众的欢迎。2007年秋播，“科农199”小麦列入河北、河南两省重点推广品种。在河北省73县、山东省18县、河南省27县、山西运城3县进行了大面积示范推广，累计建设百亩试验田480多个，千亩示范方17个，万亩示范区1个，示范推广面积逾50万亩。目前，“科农199”小麦在安徽、陕西两省和北部冬麦区正在进行引种试验或区域试验。项目效益情况：2007年，三个种业公司合计经营“科农199”小麦种子600万公斤，产品销售收入1700万元，净利润总额262万元。同年，“科农199”种植户收获小麦800万公斤，每公斤平均增收0.25元，新增社会经济效益200万元。三、展望与建议2007年，科农199小麦通过了河南省新品种认定，适宜种植区域由黄淮北片（山东省、河北省中南部、山西省南部、河南省安阳、濮阳市）扩大到黄淮南片。2009年，科农199小麦有望在北部冬麦区通过审定，种植区域也将扩大到河北北部、山西中部、北京、天津等地。预计2008年秋播面积500万亩以上，2009年秋播面积1500万亩以上，2010年秋播面积2000万亩以上，三年累计种植面积4000万亩以上，增产粮食10亿公斤。科农199小麦增产潜力巨大，节水、节肥特点突出，抗寒、抗病性好，适应性广，在我国小麦生产中将发挥重要作用。中国科学院遗传与发育生物学研究所愿与各省市有关部门、企业的朋友合作，加速科农199小麦的推广，为我国农业生产做出贡献。联系方式：李俊明，0311-85887272，[e-mail]环境友好长效缓释复合（混）肥料中国科学院沈阳应用生态所石元亮一、背景与意义目前，我国以占世界9%的耕地，用去了世界32%的化肥，单位耕地面积施肥量已达世界平均水平的3倍，但利用率低，氮肥当季利用率仅为30%，磷肥10%－20%，约低于发达国家二十个百分点。施肥不合理造成的直接经济损失每年高达500亿元。使用环境友好长效缓释复混肥可提高氮素利用率8－12个百分点，在维持现有粮食生产水平下可以相应减少1/4的化肥氮素投入。氮磷肥过量施用以及有机肥资源浪费导致生态环境恶化，我国农田中化肥氮通过不同损失途径进入环境的量约为1300万吨/年，已成为地表水富营养化、地下水硝酸盐富集以及大气N2O的主要来源之一。环境友好长效缓释复混肥可降低氮素淋失48%－65%，从而减轻了由于氮素淋溶引起的地下水污染和水体富营养化；可减少NH3、N2O挥发与排放59.3%－93.0%，进而可在一定程度上控制施肥造成的温室效应。1980年至今，我国增长化肥投入所带来的粮食增产量不及世界平均水平的1/2。由于过量和不合理施肥，造成集约化农田养分非均衡化，土壤结构性变差，盐渍化加剧，生物功能下降，严重影响农田的可持续利用。应用长效缓释复混肥可以降低肥料投入20%－30%不减产，促进农田养分均衡合理，提高土壤肥力。由此可见，大力推广应用环境友好长效缓释复混肥是实现农业资源高效利用、保障生态环境安全、保障农田可持续利用和国家粮食安全的战略需要。二、推广应用情况环境友好长效缓释复混肥是中国科学院沈阳应用生态研究所在长期对土壤氮、磷循环与转化科学问题研究的基础上，在“十五”“863”课题、“948”课题、中国科学院知识创新方向课题的支持下，研制的具有高利用率、环境友好、养分配伍合理的新型复混肥料，2000年以来，已有48家企业利用本成果对其复混肥产品进行改造。在21个省进行了应用。生产的长效专用肥有60多个品种，应用作物涉及20多种。到2007年已累计推广4300万亩，为农民创造效益26亿元。这一技术成果已由黑龙江爱农复合肥有限公司于2000年投资建起32万吨的长效复合肥生产线。施可丰化工股份有限公司2007投资建成了世界上最大—年产100万吨的长效肥生产线。应用本技术生产的缓释肥占我国长效缓释肥料总量的80%以上，年总产量已达世界产量的1/3，居世界第一，这标志着我国长效肥的技术与生产已居于国际领先行列。主要技术经济指标：（1）肥效期长。氮肥养分有效期长达120天，并在90-120天范围可调，能满足一次基施肥需要；（2）养分利用率高。氮利用率平均提高8.7个百分点；磷利用率平均提高4.8个百分点，土壤磷活化率达13%，肥料磷有效率提高29%-49%，在减少磷肥用量1/3时仍可获得正常产量；（3）平均增产10%以上，提高作物抗性；（4）环境友好。抑制剂和活化剂当年降解率达75%-99%，土壤中无累积残留；减少氮淋失48.2%，降低N2O排放64.7%；（5)）成本低。与普通肥料相比，成本仅增加2%-3%，为国际同类产品成本增加量的4%-12%。因此，在高温多雨养分流失严重区、半干旱夏季不宜追肥农业区、人少地多区、城市郊区及养分流失严重造成环境污染的地区都需要该类肥料。同时，推广应用免耕、保护地栽培以及水田养殖等现代农业技术也需要长效缓释肥料与之配套。农民既省工省力省钱，增产增收，并减少因施化肥而造成的环境污染，一举多得。不仅农业需要，化肥行业的发展也需要具有高竞争力的技术产品，通过改造企业的产品结构和性能，使企业得到快速发展。三、建议1、从国家层面积极推广环境友好复混肥的产业化生产，把复混肥企业改造列入节能环保产业改造计划。对于应用该技术的企业，初期国家可给予税收减免优惠政策，并对设备改造给予资金上的扶持，鼓励企业产品升级换代；2、将环境友好长效缓释复合肥的推广与农业部的测土配方施肥计划相结合，重点在太湖流域、东南沿海、滇池流域、中原及津京塘地区推广应用。进一步研究开发系列长效缓释专用肥，以适应不同区域、不同作物的需求；3、对于面源污染重点治理区，国家应将用于治理的费用分配出一部分，用于农民应用长效缓释复合肥的补贴，以此带动农民应用该技术的积极性。联系方式：石云亮，[e-mail]控失化肥创制及产业化中国科学院合肥物质科学研究院余增亮一、项目背景及意义离子束生物工程学是实验室开辟的新的交叉学科，著作《离子束生物技术引论》被Springer出版社评阅认为是“经典的”在美国出版。离子束生物技术创制的维生素C菌株产业化使我国VC行业在国际竞争中取胜，而花生四烯酸菌株产业化吸引国外投资建设世界上最大的生产基地。2000年前后，离子束生物技术瞄准巢湖治理，改良的水生植物在水体富营养化修复中表现良好。更重要的是，离子注入线虫试验发现了一种有趣的现象：氨氮离子附着植物发根可抑制根节线虫繁殖。由此提出化肥‘固定化’的概念，形成了新的增长点。所谓化肥固定化，就是要找到一种办法使化肥迁移率降低、养分损失减少，达到提高化肥利用率和减少化肥带来的环境风险的目的。这种化肥被命名为“控失化肥”。在安徽12个市县的试验示范表明，这种化肥节肥增效、减量减排，深受农民欢迎。2007年，氮肥控失剂、控失复合肥生产技术转让安徽帝元生物工程公司和合肥红四方集团公司，走向产业化之路。美国国家工程院公布的21世纪面临的工程学主要挑战之一是控制氮循环。化肥的普遍使用和工业燃料产生的高温效应，人类已经使氮在空气中被提取的速度比工业革命前提高了一倍，导致酸雨和全球变暖，地表水富营养化和地下水硝酸盐超标等，严重影响人类的健康。因此，找到解决氮循环问题的方法是当务之急。可以预计，控失化肥在保证粮食生产的同时，对控制氮循环将起到积极的作用。二、控失化肥创制和试验示范自从1924年美国取得脲醛肥料的专利以来，先进化肥技术经过80多年的发展取得了长足进步。广义上，先进化肥可分为缓释肥与控释肥两大类型。生物或化学作用下可分解的有机氮化合物（如脲甲醛UF）肥料被称为缓释肥（SRF），包膜、涂层肥料被称为控释肥（CRF）。这两类化肥针对的科学问题是控制化肥养分释放的速率或尿素分解的速率。从控制湖泊农业面源（化肥）污染出发，要解决的问题是降低化肥养分的迁移速率而不是养分释放或分解速率。针对的科学问题不同，必须寻找不同的解决途径。可以想象，只要找到某种材料（“控失剂”），使化肥和土壤在有水条件下形成胶体，则化肥在土壤中的迁移速率就可能大大降低。在胶体理论指导下，项目组筛选了一系列的控失材料与化肥复配，创制成“控失化肥”。在复配化肥肥效和控失试验取得理想效果的基础上，项目组着手解决复配化肥造粒工艺，租用化肥厂现有的设备，完成了单班100吨控失复合肥生产试验，取得了化肥临时登记证。2007年5月31日，控失复合肥生产技术转让合肥红四方集团，氮肥控失剂转让安徽帝元生物工程公司。当年，年产60万吨控失复合肥和3万吨控失剂生产线建成投产，有关企业标准已经报批。2006年，控失尿素在贵池、五河和固镇三县市进行试验。与普通尿素相比，所有试验点减氮20％，生育期较长的单晚减产1.4%,生育期适中的双晚平产，折合每公斤纯氮增产稻谷6.97－9.63公斤；生育期较短的玉米增产5％，折合每公斤纯氮增产13公斤。2007年在巢湖流域12个市县开展等氮量试验示范，一季中稻控失复合肥平均亩产637.54Kg，比普通复合肥增产14.2%；施用控失剂＋尿素平均亩产609.22Kg，比单施尿素增产3.3%。双季晚稻控失剂＋尿素平均亩产547.2Kg，比单施尿增产8.63%。285亩示范一季中稻