做者单元：中国农业大学资本取学院，养分资本高效操纵全国沉点尝试室正在天气变化布景下，以更少投入实现更高产量，特别是对小农户而言，是一项严沉挑和。区域标准的研究表白，土壤做物分析办理可同步提高做物产量取养分操纵效率。然而，目前仍缺乏能同时提拔土壤质量、做物产量以及水肥资本效率的多方针集成手艺，而这恰是可持续做物出产的焦点。本文提出了华北平原冬小麦夏玉米一年两熟系统实现22。5 tha-1年产能的可持续出产径，系统梳理了极端天气事务、资本操纵效率及社会经济要素等环节限制。文章强调，通过优选高产物种、精准水肥调控、改良土壤取地盘办理，可正在减产的同时削减资本投入，并兼具减排固碳效益。强化可持续做物出产需深切解析“动物土壤天气办理”互做机制，鞭策跨学科立异及多从体协同，为农业可持续成长供给支持。3。 可持续做物出产亟需深化对“动物土壤天气办理”互做机制的理解。
正在全球变化和资本双沉压力下，中国农业亟需由“高投入低效率”向“少投入高效率”转型。过去40年，化肥用量增加4倍，粮食仅增1。2倍，氮肥操纵率持续下降；2030年谷物需求将再增26%，而华北平原小麦、玉米产量仅达遗传潜力的53%66%。本区年产最高记载达28。1 tha-1，农户平均仅12。8 tha-1，差距庞大。本文对准22。5 tha-1的可持续产量方针，系统解析天气极端、土壤退化、水肥华侈取老龄化等限制，提出以“优秀品种精准水肥健康土壤智能农机多从体协同”为焦点的绿色减产径，为国度粮食平安取农业绿色转型供给科学方案。正在耕地资本束缚下，提高单产成为保障粮食需求的环节。华北平原冬小麦-夏玉米轮做系统具有显著高产潜力，部门区域已实现22。5 tha-1的年产量方针，相当于该地域最高记载 (28。1 tha-1) 的80%。然而大部门地域仍存正在显著产量差距。实现该轮做系统的大规模出产潜力对保障国度粮食供给具有计谋意义。该地域农业出产同时面对地下水超采、土壤质量退化、化肥过量及天气变化等多沉挑和，亟需通过土壤-做物系统分析办理鞭策农业向可持续标的目的转型。华北平原屡次倒春寒、干旱和洪涝等极端天气，严沉限制做物高产稳产。开花期低温取灌浆期高温是导致小麦减产的从因。天气变暖使冬小麦生育期缩短，夏玉米生育期则以0。21 dyr-1速度耽误。农户为保小麦而早播，导致玉米灌浆不脚，全年光热资本操纵效率降低。光热水资本分派不均取做物发展周期不婚配，了周年产量提拔。研究确定小麦取玉米季的积温最佳分派比为0。7 (43% ！ 57%)。推迟玉米收成可减产8%，而提高种植密度能无效提拔夏日光热操纵效率。农人习惯施肥量远超做物需求，通过土壤-做物系统分析办理可实现减产18%35%的同时减氮8。5%15。6%。华北水资本仅占全国3。7%，小麦季缺水达450 mm，但节水手艺使灌溉水操纵系数从0。573 (2000年) 提拔至0。647 (2020年)。农机-农艺-消息三元融合是提拔资本效率的环节。冬小麦四密一疏条播 (图1) 连系精准播种取滴灌手艺，使小麦减产9%17%、玉米减产12%14%。但免耕播种质量差、水肥机会不妥等问题仍待处理。
小农运营面对劳动力老龄化取手艺采纳坚苦。查询拜访显示社会化办事需求取劳动力春秋呈倒U型关系。地盘规模取劳动力春秋负相关，老龄化加剧地盘流转阻力，限制规模运营效益。手艺培训缺失取财产链增值不脚配合了可持续成长。通过35 cm深松打破土壤压实层，持久无机肥可提高土壤碳固存率，改善土壤布局和水肥连结能力。操纵汗青产量数据、土壤前提和天气模式等大数据，开辟定制化办理策略。集成遥感手艺实现做物发展及时监测，通过数据阐发评估天气变化影响，建立顺应性种植系统 (图！ Graphical abstract)。基于土壤测试实施精准施肥，采用滴灌和喷灌等高效节水手艺。连系决策支撑系统模仿分歧办理情景，优化水肥策略，实现产量提拔取资本高效操纵。集成GPS机械、无人机和传感器及时监测田间情况，通过人工智能阐发供给种植、灌溉和施肥决策支撑。沉点加强动物-土壤-天气-办理系统的交叉研究 (图！ Graphical abstract)，通过毗连地下根际取地上做物出产的界面研究，开辟资本高效型出产系统。鞭策多学科融合立异，为农业绿色成长供给科技支持。-企业-科研-村集体-农户共建“科技小院 (STB) ” (图2)，构成“政产学研用”一坐式办事平台，通过自下而上的体例毗连多方好处相关者。该模式使做物产量提拔7。2%11。4%，氮素偏出产力提高27。0%28。1%，无效鞭策手艺落地使用。
基于288个坐点-年度的田间试验，通过平等对话将农人反馈纳入手艺设想，显著提拔手艺采纳度。科技小院驻村指点模式使小麦产量和氮素偏出产力别离提高7。2%和28。1%，玉米别离提高11。4%和27。0%。鞭策小农户向家庭农场、合做社转型，成长专业化农业社会化办事。通过手艺培训和办事系统立异，提拔适度规模运营效益，实现降本增效取粮食平安的同一。为实现华北平原冬小麦-夏玉米轮做系统22。5 tha-的可持续产量方针，需正在四个环节范畴协同推进：(1) 耕地质量提拔：通过土壤改良系统性提拔耕地舆化生物性状，沉点添加土壤无机质含量和全体肥力，建立健康可持续的土壤生态系统；(2) 品种立异冲破：加速选育高产优良、资本高效、抗逆性强的新品种，沉点培育耐旱抗盐、养分高效操纵、适宜机械化功课的冲破性品种；(3) 手艺系统集成：鞭策优秀品种取精准播种、智能水肥、绿色防控等手艺的深度融合，加强农机农艺配套，提拔农业出产尺度化和智能化程度；(4) 政策办事支持：完美农业手艺推广和社会化办事系统，通过政策指导取专业培训推进绿色高产手艺的普遍使用，实现科技立异取财产需求的无效对接。由教育部从管、高档教育出书社从办的《前沿》（Frontiers）系列英文学术期刊，于2006年正式创刊，以收集版和印刷版向全球刊行。系列期刊包罗根本科学、生命科学、工程手艺和人文社会科学四个从题，是我国笼盖学科最普遍的英文学术期刊群，此中12种被SCI收录，其他也被A&HCI、Ei、MEDLINE或响应学科国际权势巨子检索系统收录，具有必然的国际学术影响力。系列期刊采用正在线优先出书体例，文章以最快速度颁发。
出格声明：本文转载仅仅是出于消息的需要，并不料味着代表本网坐概念或其内容的实正在性；如其他、网坐或小我从本网坐转载利用，须保留本网坐说明的“来历”，并自傲版权等法令义务；做者若是不单愿被转载或者联系转载稿费等事宜，请取我们联系。FASE 亮文解读丨中国农大传授团队—解开坦桑尼亚“粮仓”地域儿童发展悖论：家庭粮食出产的影响FCS 文章精要 中国人平易近大学&阿里巴巴&湖畔尝试室&大学&腾讯&斯坦福大学：几何图神经收集综述：数据布局、模子取使用FCSE 前沿研究：协同La2O3-La(OH)3界面工程实现Pd/Al2O3催化剂上12H-N-丙基咔唑的深度持久脱氢Oral Science and Homeostatic Medicine出书“稳态医学取衰老干涉”专刊。
