农牧系统养分管理

正中国农田养分资源管理和高产高效理论与技术取得了重要突破。在玉米-小麦轮作体系,产量和养分利用率可同步提高15%—30%~([1]),显示育种、栽培、养分管理等综合集成技术增产增效潜力巨大。但该体系着重考虑了化肥养分的高效利用,对粮田有机肥的施用考虑较少,更是忽略了牧草养分管理研究。与此同时,种植业生产与畜牧业生产如何匹配、如何提高农     

中国农牧系统养分管理研究的意义与重点

中国由于农牧分离和不合理的养分管理方式导致了农田硝酸盐淋失、水体富营养化、氨挥发和温室气体排放等环境问题日益严重。研究中国“土壤-作物-畜牧业”生产系统（即农牧系统）养分流动特征,通过优化农牧系统养分管理,保持养分合理流动与循环,减少各个环节的养分环境排放,提高系统利用率是农牧业可持续发展的关键,也可为“化肥减施”、“有机肥替代化肥”、“畜禽养殖废弃物资源化利用”和“面源污染阻控”等国家行动提供科学依据。本文对中国农牧系统养分投入、利用率和环境排放等特征、国内外农牧系统养分管理研究进展进行了分析,提出中国农牧系统养分管理研究重点。目前中国农牧系统养分流动特征是过渡依赖化肥养分投入提高粮食和饲料产量,进而支持集约化畜牧业发展;而农牧分离的生产方式导致了农牧系统养分流动效率低,环境排放高;都市圈及其周边是排放的热点区域。国际研究经验表明,农牧结合是可持续集约化农业的必然出路,农牧结合的核心是通过改善畜禽粪尿管理,减少养分的损失和提高养分在农田循环的比例和数量。兼顾提高农牧业生产力和保护环境的“土壤-作物-畜牧业”系统养分管理已经成为全球关注的焦点。未来,中国农牧系统养分管理研究应包括：（1）典型农作系统“土壤-作物-畜牧”系统养分流动规律和环境效应的定量研究;（2）有机肥替代化肥机理与调控途径研究;（3）畜禽粪尿养分循环利用机理和减排技术研究;（4）高产高效“土壤-作物-畜牧”系统设计研究。     

北方农牧交错带农牧系统养分流动特征及环境效应研究进展

北方农牧交错带跨度大、范围广、农牧兼有，是研究北方农牧业最具代表性的区域。养分流动直接反应养分循环状况，是农业生态系统平衡的重要表征之一，研究农牧系统养分流动对于发展可持续农牧业，减少环境养分负荷等具有重要意义。总结了农牧系统氮、磷、钾3种主要养分流动特征及其环境效应，提出了农牧系统养分循环亟待深入研究的重要方向，以期为后续农牧系统养分循环的理论研究、提高养分利用率技术手段的研发以及环境政策措施的制定提供借鉴与参考。     

东北地区农牧系统氮、磷养分流动特征

【目的】东北地区是中国重要的商品粮基地及畜牧产品生产地,农牧产品大量生产影响养分流动的趋势,而不同地区的养分流动又存在一定差异,明确不同地区农牧系统养分流动特征,揭示其存在的问题,并针对不同的流动特征提出合理的优化策略,为区域农牧系统氮、磷养分的管理提供理论依据。【方法】通过整理1984-2014年统计资料数据和查阅相关文献参数,利用NUFER模型（nutrient flows in food chain, environment and resources use）,以东北地区3个省份的农牧系统为研究对象,估算各省域农牧系统中氮、磷养分的流量、损失量,并对各省域氮、磷养分的循环利用情况、损失途径及利用率作出综合评价,探究东北地区氮、磷养分在农牧生产系统中变化趋势及特征。【结果】1984年吉林、辽宁、黑龙江地区农牧系统氮素总输入量分别为669、746、716 Gg;磷素总输入量分别为121、222、169 Gg,至2014年氮素输入量增长至1 899、1 572、2 256 Gg;磷素输入量达到471、393、769 Gg,氮、磷养分的投入量表现为黑龙江＞吉林＞辽宁。氮素养分损失率吉林地区最高,磷素养分损失率辽宁地区最高。氮、磷养分循环再利用方面,吉林地区的循环利用率最高,辽宁地区最低。近30年,吉林、辽宁、黑龙江地区农田生产系统氮素养分利用率分别下降10%、11%、32%;磷素养分利用率分别下降16%、2%、23%。畜禽生产系统中,氮素养分的利用率分别增加3%、11%、10%,磷素养分利用率分别增加0.8%、1.9%、3.2%。农牧结合生产系统氮素养分利用率分别由1984年的26%、36%、52%降至2014年的13%、21%、22%,整体表现为黑龙江＞辽宁＞吉林;磷素养分利用率由1984年的25%、25%、31%降至2014年的9%、14%、10%,表现为辽宁＞黑龙江＞吉林。【结论】1984-2014年,东北地区农牧系统氮、磷养分投入大幅增加,不同省域间表现出明显差异。黑龙江地区的氮、磷养分可利用总量均最高,而氮、磷养分的循环再利用率则表现为吉林地区最高。东北地区农牧结合系统中,黑龙江地区氮素利用率高于其他地区,辽宁地区的磷素利用率高于吉林和黑龙江地区。吉林和辽宁地区的氮、磷养分损失率分别高于其他地区。因此,需要针对不同地区的养分流动特征提出农牧管理方面合理化建议,为东北地区的农牧业可持续发展提供依据。     

栾城城郊型农牧系统养分流动与环境排放时空特征

【目的】改革开放以来中国种植业和畜牧业生产模式及农牧系统结合程度都发生了很大改变,这种改变对农牧体系养分流动以及环境排放都产生了较大影响。论文以河北省石家庄市栾城区为例,分析其1985-2014年农牧系统生产结构、养分流动和损失时空变化特征,确定农牧系统养分损失的关键节点和影响因素,为栾城区以及其他县级行政区的农业可持续发展提供理论依据。【方法】采用食物链养分流动模型(NUFER模型：nutrient flow in food chain, environment and resources use)并结合实地调研,定量栾城区氮磷养分流动特征和影响因素。NUFER模型综合考虑了作物生产系统、畜禽生产系统、食品加工系统和家庭消费系统的氮磷养分流动、利用率和环境损失。实地调研采用面对面的问卷调研方式收集信息,调研内容包括农田养分输入输出、生产管理和养殖户农场养分输入输出、生产管理及粪尿管理等。【结果】2014年种植业蔬菜水果播种面积占总播种面积的比例达到25%,每公顷耕地氮和磷（折纯,下同）投入量分别为763和335 kg,单位面积氮和磷盈余量分别为132和237 kg·hm^-2;畜牧业养殖密度达到18 LU/hm²,饲料进口率达到75%,畜牧业源外源氮磷投入分别占农牧体系外源氮磷投入量的57%和39%,畜牧业源氮磷主产品输出占农牧体系氮磷主产品输出的60%和33%,是典型的高环境负荷的城郊型农牧生产体系。1985-2014年,畜牧业畜禽粪尿氮素还田率由59%降至35%。种植业氮利用率从45%降至43%,磷利用率从32%降至23%;畜牧业氮利用率从14%增至30%,磷利用率从4.4%增至10%;农牧系统氮利用率从41%降至36%,磷利用率从27%降至16%。2014年生产1 kg作物产品氮的平均氮损失为0.66 kg,生产1 kg作物产品磷的平均磷损失为0.11 kg;生产1 kg畜禽产品氮的平均氮损失为1.4 kg,生产1 kg畜禽产品磷的平均磷损失为1.8 kg;生产1 kg农牧系统产品氮的平均氮损失为1.5 kg·kg^-1,磷损失为0.75 kg·kg^-1磷产品。农牧体系氮损失的主要途径是氨挥发,农牧体系磷损失的主要途径是粪尿直接水体排放。【结论】受城镇化驱动和农牧系统生产结构改变的影响,经过近30年发展,栾城区成为高投入、高产出、低氮磷利用率、畜牧业占主导地位的高环境负荷的城郊型农牧生产体系。当前农牧系统养分利用率偏低、损失偏高主要源自过高的畜禽养殖密度、农牧分离以及农牧体系养分管理措施的不合理。因此,确定栾城区合理的畜禽养殖承载量,加强饲养管理,实行粪尿全链条管理等农牧结合措施将对农牧系统可持续发展具有重要意义。     

襄大农牧：构建紧密产业链条 打造一流农牧企业

宜城市襄大农牧有限公司成立于2001年2月，注册资金6500万元，现有总资产3．59亿元，员工780余人，是一家集饲料加工、良种繁育、养殖示范、科技服务、畜禽产品加工于一体的国家级农业产业化重点龙头企业。公司现有饲料厂、种禽场、孵化场、放养公司、原种猪场和正在建设的畜禽屠宰加工产业园，主要从事猪、禽、鱼不同时期的优质颗粒料、浓缩料、预混料加工与销售，同时生产艾维茵肉鸡、三黄鸡、     

专题导读：中国油菜生产的高产高效氮素管理

氮素是作物生长最重要的必需营养元素之一,氮肥的合理施用能促进作物生长并提高产量,但过量施氮或不适时的偏施则会抑制作物生长并对生态环境产生威胁^[1]。 油菜是中国最重要的油料作物,提供了60%左右的国产食用植物油,近年来种植面积保持在740万公顷左右,其中长江流域的冬油菜种植面积和总产量占全国的80%左右。与其他油料作物相比,长江流域冬油菜为冬季作物,具有不与夏粮作物争地、长期种植可以培肥地力、减少南方冬闲田面积等诸多特点,提高中国食用油自给率、保障食用油安全供给的可行之路只能是稳定和扩大冬油菜种植面积、依靠科技进步提高油料作物产量和产油量^[2]。 同世界其他主要油菜种植区域相比,中国冬油菜种植的长江流域一般采用一年两熟或三熟的种植制度,具有土地利用强度大、土壤养分带走量大、土壤有机质含量低、土壤自身供肥能力及保肥能力差等特点,导致在同等产量水平时要求比世界其他油菜主产区施用更多的肥料和多次施肥。例如在加拿大油菜主产区,种植油菜时如果不施肥仅靠土壤的自身肥力就可生产出施肥条件下的85-90%的产量^[3],在中国的东北海拉尔地区如果不施肥也可生产出施肥条件下的80%左右的产量,但在中国长江流域如果不施肥仅靠土壤的自身肥力油菜只能维持施肥条件下的40%—50%的产量,也就是说,从养分供应角度来看中国油菜主产区的油菜产量对肥料的依存率平均高达55%以上。另外,就施肥对长江流域主要作物产量的贡献率来讲,水稻平均为29.6%、小麦为48.6%、棉花为38.0%、油菜为56.2%,反映在土壤肥力基本相同时,由于作物的种类、生育时期的气候不同导致冬作油菜更加依赖肥料的施用^[4]。由于以上客观因素的存在,无论是农民实际生产还是农业技术推广部门的推荐指导,施肥已成为油菜生产中的重要技术措施,在油菜生产的直接成本中肥料投入占一半以上,施肥措施到位与否直接影响油菜籽产量和收入。 近10多年来随着国家测土配方施肥项目和其他相关科技项目的实施,初步建立和培植了一支以华中农业大学、中国农业科学院油料作物研究所、湖南农业大学及相关油菜主产省农业科学院为依托的油菜营养与施肥科研队伍,油菜科学施肥研究及技术应用有了长足的进步,明确了中国油菜主产区耕地土壤养分缺乏因子及缺乏程度、目前高产优质油菜的营养需求特性,研制了中国主要区域油菜专用肥配方及其配套施用技术,并通过农业部相关推广应用项目进行了大面积的示范和应用,为保障中国油菜的高产高效生产提供了技术支撑。 然而,目前油菜施肥尤其是氮肥施用量总体偏高导致肥料投入成本高、养分利用率低,区域间和田块间氮肥投入过高和过低的现象并存导致养分的增产增效潜力得不到有效发挥,油菜氮素营养与施肥技术研究跟不上生产发生的变化导致新推广应用的油菜品种缺少针对性的施肥方案以及与轻简化生产相配套的轻简高效施肥技术,这些问题的存在既制约了油菜高产绿色高效生产的发展,也阻碍了油菜植物营养与施肥科学的进步。针对以上问题,本专题从不同油菜品种的氮素营养效率及碳积累转运、不同氮营养条件下的氮分配及其对光合作用的影响、种植密度及栽培模式与氮素养分管理的配套等多个角度和层面对本领域的最新研究进展进行了展示,在此基础上,通过归纳总结国内外近年来的研究与实践进展和经验提出了中国冬油菜氮素养分管理策略^[5-6]。需要指出的是,本专题只是近年来从事油菜养分与施肥研究工作的部分研究成果,油菜的氮素营养遗传生理^[7]、油菜氮素营养快速诊断与精准施用^[8]、氮与其他养分的配合、氮肥的简化施用技术等研究均有一定程度的进步,但本专题没有涉及。我们希望通过本专题能展示目前在油菜氮素营养管理研究上取得的进展、突出油菜生产中养分管理技术的重要作用、剖析当前生产中养分管理存在的问题,引起科研及技术推广各层面对油菜养分尤其是氮素科学管理进一步重视,开展更多更深入的研究,为油菜减肥高效绿色生产提供更强的技术支撑。     

内蒙古：农牧科学院调研细毛羊种羊场

内蒙古农牧科学院院长荣伟恒一行到乌审旗调研，调研组一行详细了解了细毛羊良繁体系建设情况及细羊毛产业发展情况．调研组认为乌审旗细毛羊种羊场的种公羊生产性能好，品种优良，有利于开展细毛羊转基因项目，并决定在乌审旗细毛羊种羊场开展细毛羊转基因科研实验。     

襄大农牧：放飞禽歌

签一份合同，付一笔保证金，企业就将成千上万的鸡苗发给养殖户去喂养，并全程跟踪提供饲料、防疫技术和产品保护价回收，使养殖户轻松受益得实惠。采用这种做法．宜城襄大农牧畜禽放养公司在成立不到两年的时间内，引领宜城、南漳、襄樊、荆门、随州等地1200多名养殖户成为养鸡致富大户，累计养鸡1200多万羽，使养殖户获利2150多万元，凑响一曲高昂的放飞禽歌。     

专题导读：机械粒收推动玉米生产方式转型

玉米机械粒收是利用联合收获机摘穗、脱粒一次完成的收获方式,由于减少了果穗储运、晾晒、脱粒等作业环节,不仅大大降低劳动强度、节约人力成本,还可降低晾晒、脱粒过程中的籽粒霉烂与损失,是我国玉米机械收获的发展方向和今后玉米生产转方式的重点^[1]。美、德等国20世纪50年代玉米收获作业也以机械穗收为主,70年代全面采用田间机械粒收^[2-4]。目前我国玉米机械播种率已超过80%,但机械收获率仍较低,2015年统计为63%,且以穗收为主;粒收主要分布在新疆、黑龙江3—5积温带和内蒙古东北部等玉米产区^[5],占比不足5%。玉米机械收获、特别是粒收水平低是制约我国玉米全程机械化发展的瓶颈。 国外有关玉米机械粒收技术、相关基础理论研究及适合粒收品种选育的转型主要集中于20世纪60—90年代,为机械粒收技术的全面普及提供了支撑。20世纪60年代,随着能够实现田间籽粒直接收获的玉米割台被广泛接受,粒收技术才迅速发展起来^[6]。在美国玉米带的Iowa,Illinois,Indiana,Minnesota等州,玉米籽粒联合收获的面积从1964年的24%增加到1968年的48%^[7-9] ,从此机械粒收技术在美国全面铺开。美国在刚推广机械粒收技术时,籽粒水分一般在20%以下,机械损伤问题并不突出。但烘干技术被广泛采用后,20%—35%之间水分的玉米都能收获,因水分高导致的籽粒机械损伤过大、烘干成本高等问题出现^[2-3],使得农民遭受巨大损失^[10],并严重威胁到了美国玉米在国际市场的地位^[11]。为此,美国和一些玉米生产技术先进国家开展了大量相关研究,通过品种改良、提早成熟延长脱水时间、改进粒收机械等措施,逐步解决了籽粒含水率高、机械粒收质量不佳的问题。 推广机械粒收是玉米生产方式的一次重大变革,涉及农机、品种、栽培、收储、烘干、销售、加工等多个环节,是一项系统工程。以往我国玉米生产以人工收获和机械穗收为主,在玉米品种籽粒脱水特征和影响因素、生理成熟后田间站秆晾晒、收获机械及其作业质量、籽粒烘干收储等与机械粒收相关领域的研究较为薄弱,制约了粒收技术的应用推广。其中,品种是当前影响我国该技术推广的主要制约因素。20世纪80年代以来,我国玉米育种以高产为目标,在传统人工收获条件下,采取了高秆稀植大穗、延长生育期获取高产的育种路线,加之脱水性状的复杂性,相关籽粒脱水研究进展较慢,后期脱水快的种质资源严重不足。目前,我国许多玉米产区种植的品种生育期偏长,收获时籽粒含水量通常在30%—40%,活秆成熟现象还较为普遍,不仅难以实现机械粒收,而且堆积晾晒过程中霉变严重,影响玉米商用品质。培育早熟、籽粒脱水快、收获时含水量低的品种应成为各产区机械粒收技术推广的前提。此外,籽粒破碎率作为评价玉米机械粒收质量的主要指标,据本团队在全国16个省市区194个地块获得2 450组机械粒收田间测试样本^[5,12-19]统计分析表明,当前玉米机械粒收破碎率均值为8.56%,高于≤5%的要求^[5]。籽粒破碎不仅造成玉米收获损失、降低玉米等级和销售价格,而且增大烘干成本、增加安全贮藏的难度,成为我国玉米机械粒收技术推广的重要限制因素。鉴于破碎率受品种遗传因素、收获机械及其作业质量、天气因素、栽培措施等多因素综合影响^{[2,4-5,20-22]},深入研究这些因素对破碎率影响的定量关系,才能为制定高质量的收获措施提供依据。为推动玉米机械粒收技术的应用,中国农业科学院作物栽培与生理创新团队自2010年起开展宜机收品种的筛选、影响收获质量关键因素的研究与技术集成示范,取得较大进展。《中国农业科学》50卷11期“玉米栽培研究”专刊中曾集中发表了6篇团队在玉米机械粒收方面的研究论文,本栏目又以“玉米机械粒收专题”形式发表5篇文章,其中,《玉米生长后期倒伏研究进展》针对倒伏这一制约玉米种植密度进一步提高和机械粒收技术发展的重要因素,从玉米生育后期植株的衰老生理及其影响因素角度进行综述分析,提出提高玉米后期抗倒伏能力的措施与建议。《玉米品种穗部性状差异及其对籽粒脱水的影响》测定了苞叶、籽粒、穗轴、穗柄等4个部位共计41项穗部性状指标,剖析了这些性状在品种间的差异及其对籽粒脱水的影响,发现苞叶短、穗轴生理成熟期含水率低、果穗夹角大、穗粒数少、籽粒小等穗部特征有利于籽粒脱水。《玉米穗轴机械强度及其对机械粒收籽粒破碎率的影响》一文研究了玉米生育后期穗轴机械强度的变化特征及其影响因素,提出玉米穗轴机械强度是影响机械粒收籽粒破碎的重要因素之一,生育后期穗轴干物质积累和含水率是影响穗轴机械强度的重要因素。《夏玉米籽粒脱水特征及与灌浆特性的关系研究》通过系统观测玉米籽粒灌浆和脱水动态,建立了玉米籽粒含水率与授粉后积温（＞0℃）的预测模型,分析了夏玉米籽粒脱水和灌浆特征及二者之间的关系,提出灌浆期积温和生理成熟期籽粒含水率两个参数作为粒收品种筛选指标的建议。《基于品种熟期和籽粒脱水特性的机收粒玉米适宜播期与收获期分析》利用籽粒含水率预测模型,分析了西北灌溉春玉米籽粒含水率变化动态及其适宜机械粒收收获期,以规模化生产的大农场为研究对象,提出了高产高效协同生产目标下的品种和播期的配置原则,为规模化生产条件下基于粒收品种的搭配提供了依据。希望这些论文的发表,能抛砖引玉,带动更多科技工作者开展玉米机械粒收相关理论与技术研究,促进以机械粒收为核心的现代玉米生产技术的推广应用。     

稻麦轮作体系农田养分循环与养分管理综述

从稻麦农田养分循环和养分管理2个方面对稻麦轮作进行了综述。结果表明:作物吸收养分是稻麦农田养分循环的重要方面,也是养分管理的基础。施肥后几天内和稻麦轮作间隙是养分流失的重要时期,降水对养分流失起到促进作用。大部分地区钾素投入不足成为影响稻麦产量的重要原因,而增加钾肥、绿肥或有机肥是补充钾素的重要措施。小麦对肥料的依赖程度大于水稻。环境养分也是农田养分中的重要组成部分,在施肥决策中应予以考虑。过量施肥将导致肥料利用率明显下降,适当减少当前习惯肥料用量在生产上是经济的,有机无机配施、绿肥、秸秆还田、基于作物养分吸收规律施肥等都是优化施肥结构的重要措施。在今后,应着重研究绿肥、秸秆还田、新型肥料、保护性耕作在稻麦轮作中的养分管理技术与应用。     

稻麦轮作体系农田养分循环与养分管理综述

从稻麦农田养分循环和养分管理2个方面对稻麦轮作进行了综述。结果表明:作物吸收养分是稻麦农田养分循环的重要方面,也是养分管理的基础。施肥后几天内和稻麦轮作间隙是养分流失的重要时期,降水对养分流失起到促进作用。大部分地区钾素投入不足成为影响稻麦产量的重要原因,而增加钾肥、绿肥或有机肥是补充钾素的重要措施。小麦对肥料的依赖程度大于水稻。环境养分也是农田养分中的重要组成部分,在施肥决策中应予以考虑。过量施肥将导致肥料利用率明显下降,适当减少当前习惯肥料用量在生产上是经济的,有机无机配施、绿肥、秸秆还田、基于作物养分吸收规律施肥等都是优化施肥结构的重要措施。在今后,应着重研究绿肥、秸秆还田、新型肥料、保护性耕作在稻麦轮作中的养分管理技术与应用。     

麦田土壤区域化养分管理研究

 为在县市范围内合理精确地进行施肥管理,确保小麦产量和质量,探讨了借助于GIS技术对大田小麦进行土壤养分区域化管理的方法。田间土壤样点通过室内图件的MapGIS的网格划分确定,化验分析数据用统计分析软件DPS进行分析和系统聚类,获取了龙口市北马镇小麦田的土壤养分分类及其空间分布信息,为当地小麦种植施肥提供理论依据。     

新疆兵团农田土壤的钾素养分管理

[目的]为加强兵团农田土壤养分的管理以提高农田钾素养分的产出效率提出建议.[方法]利用兵团第二次土壤普查以来的农田土壤钾素养分变化和20年来的农田钾素养分的投入状况的资料进行了综合统计分析.[结果]阐述了兵团农田土壤钾素含量降低及施钾增产的原因,认为兵团农田土壤钾素含量虽有降低的趋势,但是与全国相比仍属于极高水平,过多的和不合理的钾肥投入不仅会导致生产成本增加,还会造成钾素养分产出效率的降低.[结论]兵团农田钾肥的施用要有选择性,钾肥应该优先施用在喜钾作物和沙性缺钾的土壤上.     

科研成果管理系统

管理信息系统是一个利用计算机软硬件资源,手工作业,分析,计划,控制和决策模型以及数据库的人--机系统.它提供信息支持企业或组织的运行管理和决策功能.科研成果管理系统是高校众多MIS中应用于规范本校科技成果的申报,全面掌握学校近年来科研发展情况,为科技成果奖励津贴的发放提供最直接的依据.本系统由客户端程序和服务器端程序两个部分组成,应用软件工程的方法,细化各个功能模块,设计数据库.本系统用Visual C#.NET,SQL Server 2000作为开发工具,期望开发出高效智能具备现代管理信息水平的信息系统.     

专题导读：品质支撑农作物产业与未来发展

品质是农作物最重要的经济性状,品质的优劣决定了产品的应用价值和市场竞争力。克隆重要农作物品质形成的功能基因,解析品质形成的调控网络,建立品质改良的分子育种体系,对于作物品质的遗传改良,提高人们的生活水平,使人们在温饱的基础上吃好、吃的营养、吃的健康具有重要意义,是社会健康持续发展的最基本保障。 长期以来,由于受到人口增长压力和粮棉油等产品总量的制约,中国农作物品种改良对品质重视不够。品质性状遗传改良的基础研究滞后,致使大多数农作物品种品质不优,产品不仅没有足够的国际市场竞争力,而且很难满足日益增长的人民生活需求。品质问题成为制约中国农业健康发展的关键因素之一。随着中国加入世界贸易组织协定,农产品品质以及作物品质改良在一段时间内受到相应的重视。但近几年,由于强调粮食总量要求,品质改良的要求又有所降低或被忽视,统计上的优质农作物种植面积与实际种植面积相差甚远^[1-2]。因此,在国家农业研究领域多个重大项目支持下,依据中国农产品质量和社会发展的实际需求,科技工作者深入系统地开展农作物品质改良的基础研究,目标是克隆控制重要农作物品质性状形成的关键基因并获得自主知识产权,解析品质形成的分子生物学基础,努力提升中国作物品质改良的理论和技术水平,增强中国农产品国际竞争力。品质性状重要功能基因克隆以水稻、小麦、玉米、大豆和棉花五大作物为主要研究对象,采用功能基因组学方法,对作物品质性状基因开展深入系统的基础性研究。研究的品质性状包括农产品的外观商品品质、加工品质、营养品质、贮藏品质等,也包括健康品质与生物品质等,力求阐明优质性状形成的机理,建立品质性状分子改良的技术体系,培育农作物优质新品种,提高农产品质量,改善人们的生活水平,满足人们日益增进的营养和健康需求。 经过近十年不懈的努力,中国科学家在作物品质基因克隆和分子生物学研究领域取得了长足的进展,获得了一系列原创性、高水平的研究成果。本期推出的4篇关于水稻、小麦、大豆和棉花品质研究的综述性文章,总结回顾了中国科学家在品质研究领域的进展,同时也介绍了国际上关于农作物品质研究的发展和趋势,将有助于读者和同行们了解国内外品质研究现状,为作物育种家们提供可能的基因资源与信息,推动农作物品质改良的进一步深入。 根据作物最终用途与加工产品不同,对其品质需求也不尽相同。 稻米品质性状的组成较为复杂,主要包括碾磨加工品质、外观品质、蒸煮食味品质和营养品质等四个方面^[3]。《稻米品质性状基因的克隆与功能研究进展》一文围绕这4个方面,全面介绍了所克隆的新基因及其功能,重要性状,如淀粉合成等,多基因参与的复杂调控网络,明确了一批重要基因的有利等位变异,并对如何利用这些重要功能基因进行水稻品质改良进行了展望。 小麦是世界上种植面积最广、总产量和营养价值最高、加工食品种类最多的粮食作物。它是世界上35%左右人口的主要碳水化合物来源,也是植物蛋白质的主要提供者。小麦面粉含有其他作物所不具备的面筋,因此,适于制作面条、面包、馒头、饼干、糕点等多种食品。随着经济的发展和生活水平的提高,人们对以小麦粉为原料生产的精制面食、保健食品和营养食品的需求不断增加,并且对小麦相关产品的品质要求也越来越高。人们不仅要吃饱吃好,还要吃的营养,吃的健康。因此,在以加工品质研究为主的基础上,营养和健康品质正在成为小麦品质改良的重要研究方向和育种目标^[4]。《小麦营养和健康品质研究进展》一文从籽粒微量营养元素、膳食纤维和对人体健康有益的次生代谢产物等方面介绍了国内外在基因资源筛选、测定方法、基因克隆以及育种改良等方面取得的重要进展,为中国开展小麦营养和健康品质研究提供了参考和借鉴。 大豆是重要的经济作物,其种子蛋白质和油脂含量都比较高,为人类生活提供了优质的食用油和植物蛋白^[5]。中国是世界大豆原产国,但近年来中国大豆产业发展不够景气,这与中国大豆的品质水平不高不无关系。大豆的脂肪酸含量、蛋白含量以及异黄酮含量决定了其经济价值。针对生产上大豆品质存在的主要问题,中国科学家开展了控制和提高大豆脂肪酸含量和蛋白含量的深入研究,从基因克隆到调控网络,从大豆本身及其外缘种中克隆了许多重要的功能基因和调控基因,初步明确了脂肪酸和蛋白合成积累过程。《大豆品质调控基因克隆和功能研究进展》总结了相关领域的研究进展,对在大豆基因组测序完成的基础上,利用传统的杂交育种结合分子标记、合成生物学和基因编辑等新一代植物育种技术进行大豆品质改良的前景进行展望。 棉花是世界最重要的经济作物之一。全球有80多个国家种植商业棉,150多个国家从事棉花进出口贸易,经济产值每年高达5000亿美元。自20世纪90年代以来,随着纺织工业的发展,棉纺企业强调以较强、较细和纤维更整齐的棉纤维作为纺织原料。因此,棉花品质育种从以前侧重外在品质转变为侧重内在品质,即在一定绒长的基础上主要强调纤维强度和麦克隆值等。与此相适应,世界棉花市场将棉花定价依据由原来的绒长改成纤维强度等综合品质。随着棉花纤维发育和品质性状研究的深入,越来越多的政府机构和企业对这一领域产生了兴趣,并投入大量资金,力图揭示棉花纤维发育的分子调控机制,发掘棉花纤维品质相关的关键基因,进而创造棉花优质品种,占领世界棉花市场。中国将棉花纤维品质改良列为重大研究目标,开展了棉花基因组研究、棉纤维发育和优质纤维形成相关基因克隆和功能研究。《棉花纤维品质改良相关基因研究进展》一文阐述了中国科学家在此领域取得的重要进展和原创性成果。中国科学家在世界上率先完成了棉花A、D两个二倍体棉花、四倍体陆地棉和海岛棉的基因组测序^[6],克隆了一大批调控棉花纤维起始、发育、成熟的重要基因,为棉花品质育种奠定了基因资源的重要基础。 应当认识到,作物品种类型丰富,品质变异极为复杂。参与作物品质形成的基因众多,多数基因特别是几个关键基因又都存在多个等位变异。然而,目前对于这些基因的功能及其变异的效应研究大多数仅集中于个别基因、多数研究也都只是在少数作物品种中开展,对于这些基因及复等位基因之间的相互关系和互作效应等,都还了解很少。对这些问题的深入研究,将为作物品质的设计改良提供非常重要的线索。另外,需要将健康品质和生物品质的研究提上议事日程。国际上提倡谷物消费,重视健康品质,包括微量元素（如铁,硒等）在种子中的含量,次生代谢产物含量（如叶酸,维生素,类黄酮等含量）,注重降低和减少作物中的过敏源,如大豆中的过敏蛋白,小麦中的多种过敏蛋白等。这些方面的研究在国际上已经起步,中国应给予重视和开展部署,特别是在基因克隆方面的部署有利于国际竞争,取得优势。     

浅谈生产管理体制的创新——以煤炭生产管理体制为例

对我国煤炭生产管理体制的现状进行了论述,并就煤炭行业的生产管理体制改变和创新来展开论述,探讨生产管理体制的对策和创新。