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（1）粮食主产区高产农田生态健康标准及其调控关键技术创新
粮食主产区高产农田生态健康诊断与评价。以阐明农田生态系统健康态势可控指标为突破，重点研究三大作物持续高产过程中，不同类型种植制度下土壤-作物生态系统的土壤结构、土壤肥力、土壤生物等土壤健康指标以及作物群体结构、作物抗性等作物健康指标的诊断阈值及其评价技术方法，并对粮食主产区高产农田生态健康态势做出总体评价，提出高产农田生态健康保护方案。
粮食主产区高产农田土壤健康调控关键技术。以控制农田退化和解决障碍土壤生产力等非健康关键因子为突破，重点攻克障碍农田耕层结构调控技术、土壤养分均衡调节技术、重点地区污染土壤修复技术等关键技术，建立三大平原农田土壤健康调控的技术体系和标准。
粮食主产区三大作物健康调控关键技术。以提高三大粮食作物抗逆境能力为突破，重点研究三大作物化学信息调控技术、作物抗逆技术、农田生物多样性调节等关键技术，建立三大作物高产高抗健康的可持续管理技术体系。
（2）粮食主产区农田生态健康调控技术模式集成示范
长江流域稻田生态健康调控技术集成示范。针对长江平原水稻集中生产区农田潜育化、面源污染和重金属污染比较严重、土壤通透性差、水稻倒伏、易染病害等问题，进行稻田土壤结构改良、土壤污染治理、水旱轮作、稻田绿色覆盖、立体种养生态调控、水稻化学控制等技术集成示范。建立长江流域稻田农田生态健康管理技术体系，形成相应的技术标准与技术规程。
华北平原小麦玉米两熟农田生态健康调控技术集成示范。针对华北地区水资源短缺、土壤养分不均衡、农田土壤结构不良、作物易倒伏和易受旱等问题，研究农田土壤肥水生态调控、周年一体化农田生物资源高效利用、小麦玉米周年化学控制等技术集成示范，建立华北灌溉区农田生态健康管理技术模式，形成相应的技术标准与技术规程。
东北平原玉米主产区农田生态健康调控技术集成示范。针对东北高产区土壤有机质加速下降、耕层变薄、土壤功能退化、作物易冻害等问题，重点进行农田肥力控制、土壤有机质提升技术、合理轮作技术、玉米化学调控等集成示范，建立东北平原高产农田生态健康管理技术模式，形成相应的技术标准与技术规程。
4.技术指标
形成适合三大平原区域特点、三大作物农田生态健康管理技术标准和规程6～8套，研究提出2项以上具有国际先进水平的技术成果，获得国家专利3项以上；在粮食主产区三大平原重点选择三个基地县，每个基地县要连片集中建设高标准的生态健康型高产农田样板1000亩（千亩样板方），每个基地县每年示范10万亩，累计示范面积达到150万亩。通过项目实施，农田生态健康综合评价指数明显提高，粮食单产平均比前三年基础提高10%以上，亩收益提高15%以上。
5.课题经费：五年国拨经费500万元。
课题4 粮食主产区三大作物重大病虫害防控技术研究
1.攻关目标
针对我国粮食主产区（华北、东北、长江中下游和成都平原）严重影响小麦、玉米、水稻等作物安全生产的重大病虫害，研究新的生产条件下有害生物的致害性变异特点及其发生危害规律，研发以生物多样性利用、农药减量精准使用技术为核心的病虫害防治共性理论和技术，构建切断病虫周年繁衍的遗传屏障和生态屏障，并根据区域特点建立操作简便、控害减灾效果显著、符合生态安全、农产品质量安全和农业可持续发展要求的病虫害防控技术体系，减少因病虫危害造成的粮食损失，确保作物安全生产。
2.关键创新
针对粮食作物重大病虫害致害性变异频繁、发生危害加重、成灾频率加快、致灾强度加大以及农药用量大、有效利用率低和环境污染严重等问题，重点研究突破新型栽培条件下粮食作物病虫害发生危害规律以及病虫致害性变异监测、生物多样性控害减灾和农药减量精准使用等技术，研发特效农药制剂和高效施药机械，为粮食作物安全生产提供技术支撑。
3.研究内容
（1）三大作物重大病虫害发生与防治的共性关键技术创新
三大作物病虫害发生流行动态及致害性变异监测技术研究。针对粮食主产区三大作物生产中流行性、暴发性和危险性重大病虫害，重点开展病虫致害类型（病菌新小种、害虫新生物型等）的鉴定、检测和监测技术；研究新的生产条件下病虫害发生流行规律及其与品种布局和气象条件的关系，建立病虫害监测预警技术体系，显著提高监测预报的准确率和时效性。
高效低毒农药研制及减量精准使用技术研究。针对不同生态区域病虫害发生规律以及不同粮食作物生长发育特点，开展新型高效、低毒、低残留生物及化学农药品种或剂型的研究与筛选；开展农药减量精准使用技术及适应不同作物和区域的高效安全施药机械创新研究，重点解决粮食作物病虫害防治用药品种单一、药剂毒性较高、稻田药液流失对水域的污染以及玉米后期和麦田大规模施药困难等问题，节省农药用量，提高农药的使用效率和防治效果；开展农药环境行为毒理和安全性研究，形成安全药剂施用技术标准和规范；研发重大病虫抗药性监测与治理技术，建立病虫抗药性早期诊断技术体系。
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