湖南农业大学国家重点学科考核评估材料-作物栽培学与耕作学

湖南农业大学国家重点学科考核评估材料重点学科名称：作物栽培学与耕作学代码：090101所属学科门类名称：农学代码：09所属一级学科名称：作物学代码：0901二OO七年一月

国家重点学科建设总结报告（2001—2005）高等学校名称：湖南农业大学国家重点学科名称：作物栽培学与耕作学一、本学科建设情况基本概况湖南农业大学“作物栽培学与耕作学”学科点形成于1926年，历史悠久，学术底蕴深厚，先后涌现出周声汉、柳子明、盛承师、李宗道、王锄非、刁操铨、余铁桥、刘鑫涛、彭淡和等国内外知名专家。中国工程院院士官春云教授为本学科学术带头人。本学科历来是湖南农业大学的优势学科，1978年首批开始招收硕士研究生，1981年获得硕士学位授予权，1986年获得博士学位授予权，1995年建立作物学博士后科研流动站。1982年被湖南省教育厅批准为湖南省首批重点学科，1999年列为农业部重点学科，2001年被批准为教育部高等学校国家重点学科。学科建设期间，在国家和地方政府的大力支持下，学校进一步加大了对本学科的投入支持力度，学科建设又迈上了新台阶，硬件建设和软件建设均取得了可喜的成绩：获国家科技进步一、二等奖3项，省科技进步一、二等奖9项；获国家教学成果二等奖4项；出版专著、教材18部，在国内外有重要影响的刊物上发表学术论文65篇；建成国家油料作物改良南方分中心1个，省部（教育部）共建重点实验室1个，省重点实验室1个；引进“芙蓉学者”特聘教授2名；新立项国家级科研项目13项，共计科研经费2606万元。在2002年全国首次作物学一级学科水平评估中，本校的作物学学科综合性水平评估进入前五名本学科研究并形成了基于双季稻为主体的作物多熟、高产、高效种植理论与技术体系，在作物光能高效利用、氮高效利用、抗病生理及分子生物学、抗逆生理的理论研究及其物化栽培技术产品、作物信息技术软件研制等方面特色鲜明。二、建设规划完成情况1.本学科建设目标的完成情况注册号AY651026、AY818191、AY822620、AY822622）。④研究了水稻育性转换生理生态机制，为培矮64S系列组合的生产应用提供了理论依据，合作研究成果于2001年获得国家科技进步一等奖。本研究方向主要在研项目见表2。表2“研究方向一”主要在研项目一览表序号项目名称项目编号项目来源1油菜油脂形成的分子生物学机制及其代谢调控2006CB101603973计划（专题）2农作物重大病害成灾机理与控制的基础研究2006CB101904973计划（专题）3芥菜型油菜黄色种皮形成的分子基础研究30471098国家自然科学基金4新广谱抗稻瘟病基因的分子克隆与功能鉴定30571063国家自然科学基金5拟南芥短日照依赖型模拟病斑突变体的筛选、基因分离和鉴定30671121国家自然科学基金6转录调控因子LeERF2提高水稻苗期耐冷性的分子基础30671250国家自然科学基金7水稻抗稻瘟病基因Pi9的抗性机理研究和利用2005AA115240863项目（2）研究方向二：作物高产理论与栽培技术及产品①建立了具有区域特色的作物高产高效理论及其栽培技术体系。研究并形成了双季稻旺壮重（旺根、壮秆、重穗）栽培法，提出了双季稻增高扩叶（株高和叶面积）的高产理论，解决了双季稻高产受叶面积指数限制的瓶颈问题，并作为国家五大作物（水稻）攻关的主导技术，2002年获国家科技进步二等奖；研究提出了饲料稻“三壮三高”栽培法，成果于2002年获湖南省科技进步二等奖；研究并形成了超级稻三定（定目标产量、定群体指标、定技术规范）栽培法，探明了超级杂交稻的需肥规律和适宜种植区域及种植时期，解决了超级杂交稻高产量与高肥效的关键技术，已成为湖南省及周边省（区）超级杂交稻重点推广技术，并在菲律宾、泰国等国家的水稻主产区开始推广应用。研究并提出了棉花大棵稀植利用叶枝的高产高效栽培法，结合优良品种建立栽培技术规范，在湖南及周边省的杂交棉制种、栽培中广为应用，研究成果于2005年获湖南省科技进步二等奖。研究完善了苎麻嫩梢扦插配套技术，在南方主产麻区得到大面积推广应用。②建立了基于资源高效和省工高效的作物轻型高效栽培理论及其技术体系。研究并形成了双低油菜湘油15号的配套栽培技术和机械开沟免耕直播技术，2003年获国家科技进步二等奖。率先研究并形成了基于超级稻生产的作物复种免耕直播技术，解决了生物控制杂草和好气养根抗倒的技术难题。芽前水田除草剂混用对水稻安全性的联合作用与机理研究，于2002年获湖南省科技进步二等奖。③率先提出了作物物化栽培的概念，研制和开发了水稻浸种型种衣剂、抗衰老剂、壮秧（苗）剂、氨基酸叶面肥、棉花水浮育苗专用基质和专用肥、棉桃丰、油菜专用叶面肥等系列物化技术产品，在湖南省及周边地区累计推广应用5500多万亩。其中：浸种型水稻种衣剂解决了高分子成膜剂的透水透气和早稻烂秧的技术难题，研究成果达到国际先进水平，并填补了国内空白，获得国家发明专利；抗衰老剂—“谷粒饱”解决了上世纪90年代籼型杂交水稻后期早衰的问题。本研究方向主要在研项目见表3。表3“研究方向二”主要在研项目一览表序号项目名称项目编号项目来源1超级稻冠层特性和辐射利用率对超高产及产量稳定性的分子机制30671219国家自然科学基金2油菜高效利用氮素的生理机制研究30671206国家自然科学基金3植物激素、植酸与杂交稻籽粒灌浆的关系及其调控研究3060049国家自然科学基金4长江中游南部(湖南)双季稻丰产高效技术集成研究与示范2006BAB02A01国家科技支撑计划5双低油菜丰产栽培技术研究与示范(专题主持)暂无编号国家科技支撑计划6国家粮食科技丰产工程三大作物可持续超高产共性理论与技术研究2006BAB01A03国家科技支撑计划7双低高产抗病高含油量杂交油菜新品种湘杂油6号示范推广与产业化开发农财发2004-43跨越计划8土壤养分资源综合管理技术的引进与应用03-Z53948项目9超级稻配套技术集成与示范(子课题主持)BKO647（内编）农业部重大项目10超级杂交稻研究与示范暂无编号湖南省重大专项（3）研究方向三：作物信息科学与技术依托国家863计划、国家星火计划等，围绕作物栽培知识搜集、作物栽培数据挖掘、作物知识规则构建三大关键环节，自2000年起，开展了理论与关键技术研究。联合国防科技大学、国家杂交水稻工程技术研究中心、国家农业信息化工程技术研究中心等3家优势单位协同攻关，使该项工作取得了重大进展，其中在专家系统平台构建与专家系统开发、精准作物栽培理论与方法上有重要创新，填补了我国在水稻和油菜精准栽培领域的空白。在理论创新方面，提出了以品种比较实验和丘块丰产试验为基础、生理生态分析为手段、作物最优生长发育过程为应用目标的农学参量定量综合方法，实现了专家系统“知识规则”与农民“操作规则”的有机融合，显著提高了作物栽培的精度基础。实现了关键技术创新，研发了一批具有自主知识产权的软、硬件产品。水稻生长模型与专家系统（国家版权局，2001SR3179）解决了水稻栽培设计、决策可视化问题；研发了具有完全知识产权的“SPRING农业专家系统平台”（登记号：2006SR09840）、“智能化早稻品种选择专家系统”（登记号：2006SR04741），解决了二次开发难、操作维护难的问题。基于上述平台和软件，开发了水稻、油菜栽培和杂交水稻制种等6个专家系统，并在湖南省长沙市、岳阳市、常德市、衡阳市等6市（州）应用推广1200多万亩。本研究方向主要在研项目见表4。表4“研究方向三”主要在研项目一览表序号项目名称项目编号项目来源1植物激素的高灵敏免疫传感测定仪研制30670190国家自然科学基金2智能化农业信息处理系统04NK2008湖南省重大专项3支持智能决策的油菜模型构建及可视化实现04JJ3021湖南省自然科学基金4基于机器视觉的杂草识别技术研究05FJ3016湖南省科技厅5湖南省农业信息化建设问题的研究05C319湖南省教育厅6数字农业智能决策系统关键技术研究04C290湖南省教育厅7土壤－作物－环境系统碳循环耦合模型及其时空预报系统研究01YJ02校引进人才基金8虚拟作物关键技术研究03YJ08校引进人才基金9农作物减防灾专家系统的研制03WD06校稳定人才基金（4）研究方向四：耕作制度与作物生态针对我国南方重金属污染严重的状况，开展了农田镉铅污染综合治理研究，研究成果于2001年获得湖南省科技进步一等奖；开展了农田少免耕、秸秆覆盖等保护性耕作栽培技术研究，研创了水稻快速清茬免耕栽培技术，于2003年获湖南省科技进步二等奖；提出了稻田养鸭等立体种养理论，研创了稻田减排甲烷及水稻清洁生产技术体系，促进了湖南绿色优质稻米生产发展，研究成果于2004年获湖南省科技进步二等奖；针对南方季节性旱涝灾害频繁，提出了“隐形水库”概念，并在生产中推广应用，增强了农田旱涝保收能力。针对南方丘陵地区坡耕地多、水土流失严重的问题，研发了利用龙须草治理生态环境的理论与技术体系，于2004年获湖南省科技进步二等奖。本研究方向主要在研项目见表5。表5“研究方向四”主要在研项目一览表序号项目名称项目编号项目来源1麻资源高效开发利用技术研究子专题暂无编号国家科技支撑计划2麻质纸地膜资源和加工技术的引进与示范2006－19（6）948项目3长江中下游稻田农作制度与栽培配套技术创新（副主持）060305B农业部重点项目4以成熟度为中心的优质烤烟生产技术试验示范中烟叶生2005-6国家烟草专卖局5部分替代进口烟叶试验示范研究中烟叶生2005-25国家烟草专卖局6基本烟田适宜性评价和可持续利用技术研究中烟叶生2005-02国家烟草专卖局7稻鸭共作生产出口大米技术开发与产业化2004EA770003国家星火计划8Maize-riceproductionsystemincentralChinSR-0099(内编)国际水稻研究所3.本学科学术团队建设情况本学科人员总数46人；其中具有博士学位者36人，占78.3％；具硕士以上学位者42人，占91.3%；招聘“芙蓉学者”2名（彭少兵、王国梁）。本学科带头人官春云教授，中国工程院院士、国际著名的油菜专家；主要学术骨干中，彭少兵教授，芙蓉学者，国际著名作物生理学家；王国梁教授，芙蓉学者，国际著名植物分子生物学家；邹应斌研究员，农业部水稻生产专家组成员，国家有突出贡献的中青年专家；黄璜教授，湖南智能化农业信息工程首席专家；屠乃美教授，耕作学专家，国务院政府特殊津贴专家；邹冬生教授，作物生态学专家，国务院政府特殊津贴专家；陈金湘教授，棉花栽培专家。4.本学科人才培养情况“十五”期间，招收统招博士生69名，硕士生96名；毕业博士生28名，硕士生50名。已毕业研究生在读期间发表论文241篇，其中SCI论文7篇，EI论文9篇。研究生的学位论文中，有4篇获得省级优秀博士学位论文，获得“天一银河”杯湖南省首届研究生科技创新竞赛三等奖1项（唯一的非计算机专业研究生获得该项奖励），国家发明专利3项，国家软件著作权4项，省科技进步二等奖5项，出版专著5部。近5年来，学科点主要在以下几方面积极开展人才培养工作并取得了突出成绩：（1）严格导师遴选，确保了人才培养质量。完善了导师遴选和考核机制，形成能上能下、能进能出的动态管理机制。严格导师选聘标准，2001年后遴选的博士生导师必须具有博士学位，硕士生导师中具有博士学位的达到85%以上；按需设岗，将导师数与在学研究生数之比控制在1：10之内；严格执行导师聘期考核制度，通过导师聘期量化考核，激励先进，淘汰不合格导师。强化导师在研究生培养过程中的责任，进一步明确了导师是研究生培养质量第一责任人，加大了导师在生源选拔、培养过程、创新教育、学术研究等方面的自主权，加强了对导师的培养与培训，建立了责权利相一致的导师负责制。（2）规范了研究生教育管理。学科点根据学校全面修（制）订的研究生培养方案要求，按照课程“少学时、精内容”的思路开设研究生课程，确保了教学质量；在总结经验和学习借鉴的基础上，出台了本学科研究生教育管理系列规章制度，并严格执行全校实施的研究生中期考核制度，根据学校制订的《博士、硕士学位授予实施细则》学科点先后制订了一系列研究生教育管理文件。（3）全面实施了研究生教育创新工程。学科先后启动了研究生学术活动节、导师遴选与聘期考核、研究生精品课程建设、优秀学位论文评选与培育、研究生教育管理创新等多项改革。到目前为止，本学科共有博士生导师16人，硕士生导师39人；在学校连续三年组织的全日制研究生校内导师聘期量化考核中，学科点有8名研究生导师评为“优秀”；2004年“农业生态学”课程被批准为省级研究生精品课程，2006年“作物栽培学”课程被批准为国家精品课程；2001年起，学科严格实行了学位论文双盲评审以及校级优秀博士、硕士学位论文评选制度，5年间，学科点有4篇博士学位论文被评为省级优秀博士学位论文。2002年-2005年学科成功举办了五届研究生学术活动节，共获得优秀论文和学术成果98项。（4）全面提高了研究生综合素质。2001年-2005年，本学科毕业研究生年终就业率均为100%，近五年来，有50余人次获得校级及以上“优秀研究生”、“优秀研究生标兵”、“优秀研究生干部”、“优秀毕业研究生”等荣誉称号。在2002年湖南省首届“天一银河杯”研究生科技创新竞赛中，本学科点培养的博士研究生米湘成同学获得三等奖，学科荣获“优秀组织奖”；2002年在湖南省第五届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中，获得二、三等奖各1项；2004年在湖南省第七届“挑战杯”大学生课外科技创新作品竞赛中，获得三等奖；在2006年湖南省首届研究生创新论坛中，学科点递交的学术论文有5篇被收录并被评为优秀论文。（5）研究生思想政治教育成效显著。学校非常重视研究生的党建与思想政治教育工作，5年来学科点研究生党员在研究生处党总支的领导下，一直致力于探索研究生思想政治教育的有效途径。一是创建了总支委员、政治辅导员联系研究生党支部制度，对研究生党支部建设进行指导与帮助；二是创建了研究生党支部与导师沟通机制，保障党员发展质量；三是按学科专业设置了党支部，方便了党支部对入党积极分子和党员进行全方位培养、教育，而且更便于党支部开展灵活多样的教育活动；四是创建了导师和研究生管理人员担任研究生班主任制度，便于学科及时掌握研究生的思想动态，及时解决他们在思想等方面的问题；五是创建了农学院研究生分会，方便了学院指导和管理研究生。六是不断探索和建立研究生思想政治工作的有效途径和方法。学院把研究生社会实践看作研究生思想政治教育的重要载体，组织研究生广泛开展社会实践活动，受到了社会各界的广泛好评，产生了良好的社会效益。2004年以本学科博士生为主体的我校“博士团”被中宣部等6部委评为“全国大中专学生志愿者‘三下乡’社会实践活动优秀团队”。5．本学科科学研究情况（1）获得了17项省级二等奖以上的科研或教学成果奖国家科技进步一等奖1项；国家科技进步二等奖2项；湖南省科技进步一等奖1项；湖南省科技进步二等奖8项；国家教育教学成果二等奖4项；湖南省教育教学成果一等奖1项。（2）成果转化和转让水稻、油菜、棉花等技术产品推广开发创经济效益6亿多元；一批作物栽培新产品和新技术应用于生产实践，新增产值12亿元；自主研制的水稻浸种型种衣剂和作物壮秧营养剂等物化产品已在生产中大面积推广应用。（3）课题立项“十五”期间，本学科新立项科研项目59项，其中国家级科研项目13项；国家自然科学基金项目5项；国家相关部委项目9项；国际合作项目5项；省级重点科研项目13项；其它项目16项，共计科研经费2606万元（其中国家油料作物改良南方分中心投入925万元）。另外,承担教育部新世纪教改项目2项，湖南省教育厅重点教改项目5项（其中学位与研究生教育教改重点项目2项）。（4）论文、著作与教材在作物学报、中国农业科学、生态学报、科学通报、Pedosphere、AgronomyJournal、Commun.SoilSci.PlantAnal.等国内外刊物上发表学术论文327篇，在国外有影响的学术刊物上发表论文12篇，国内一级学报上发表论文53篇。出版专著、教材18本，其中全国统编教材2本。6.本学科国内外学术交流情况近5年来，本学科先后派出8人至国外攻读博士学位或做访问学者，邀请国外留学人员举办学术讲座27次。先后主办全国学术会议4次—中国耕作制度学术研讨会，全国首届作物栽培学与耕作学高峰论坛，南方草业发展及草业经营战略全国研讨会，全国植物生长物质研讨会。学科成员参加有关国际会议14人次，国内学术会议78人次，赴国外知名大学、研究机构举办学术讲座12人次。与华中农业大学等联合举办“国际油菜分子生物学学术研讨会”1次。官春云院士被选为国际油菜咨询理事会（GCIRC）理事，并被推举为第十二届国际油菜会议科学委员会主席。7．本学科教学科研基础条件建设情况（1）建立了以官春云院士为主任的“国家油料作物改良南方分中心”，获项目建设经费925万元。创建了省部（教育部）共建重点实验室“作物生理与分子生物学实验室”和湖南省“植物激素重点实验室”，增添了987万元的科研仪器设备，仪器设备总值达1600多万元（其中10万元以上的仪器设备36台件）。实验室建设与改造投入776万元，使本学科专用实验室面积达到2000多平方米。（2）校内科研基地建设日趋完善，投资500多万元完成了对试验基地的道路改造和农田基本建设。（3）校外科研教学基地建设又上新台阶。在原教学科研基地的基础上，近5年又新建了2个棉花科研基地、3个水稻科研基地、3个油菜科研基地，与亚华种业研究院共建了研究生创新基地，并与常德市人民政府共建了集教学、科研、技术成果转化等多种功能于一体的科研教学基地，该基地被湖南省教育厅评为省高等学校优秀教学科研基地。（4）加强了图书资料、信息网络建设。在学校每年投资180万元进行全校图书资料建设和投资800万元完成了校园网第一、二期工程建设的基础上，本学科点配套15万元用于图书阅览室、作物信息数据库、学科网站的建设。8．本学科资金投入和使用情况“十五”期间，湖南省教育厅和湖南农业大学共投入资金870万元用于学科建设，农业部投入925万元用于“国家油料作物改良南方分中心”建设，学科申请获得科研经费1681万元，总经费达3476万元。实际投入学科建设经费2190万元（含科研经费投入学科建设395万元），其中用于学术团队建设182万元，占8.3％；人才培养148万元，占6.7％；购置仪器设备987万元，占45.1％；实验室建设与改造776万元，占35.4％；学术交流97万元，占4.5％。学科建设经费严格按省教育厅和学校有关规定使用。三、建设成效分析1．本学科在该建设期内取得的代表性研究成果（1）双低油菜新品种湘油15号选育和推广2003年获国家科技进步二等奖，第一完成单位。湘油15号油菜采取杂交育种法育成，母本是双低油菜湘油13号，父本是抗病品种湘油10号，通过杂交配组，连续6代定向选择和鉴定育成。选择的主要目标是早熟，株高170cm，株型紧凑，抗倒、光合效率高等。鉴定包括产量鉴定，品质鉴定，抗病鉴定，并引入分子标记鉴定等。连续3年区域试验中均居首位，比对照增产15%以上，是一个集优质、高产、抗病于一体的优良品种，成熟时落色好，种子千粒重4.2克，含油量42%以上。基于油菜冬发理论，研究了该品种的播期、密度、施肥等农艺措施和生态适应性，提出了适时早播，防止早苔早花，增强冬发性，平衡配方施肥，增强耐低温阴雨的能力，避免分段结角，健身栽培提高抗菌核病能力等栽培策略，创建了高产高效优质配套栽培技术体系。可采用稻田直播栽培(密度20000株/亩左右)或育苗移栽栽培(密度10000株/亩左右)，配合早播，施用控释肥，一般生产田亩产都在150公斤左右，高产田达200公斤以上，已在湘、鄂、赣、皖、黔、豫等省推广8000多万亩，增产增收效益显著。（2）水稻大面积高产综合配套技术研究开发与示范2002年获得国家科技进步二等奖，第二完成单位。本学科点主要贡献如下：①针对我国南方双季稻栽培特点，研究了中秆大穗大粒型品种的光合、吸肥等特性，形成了以培育壮秧、宽窄行移栽、稳前攻中促后施肥、干湿灌溉、营养调控、综合防治病虫相配套的双季稻“旺根、壮秆、重穗”高产栽培技术。②根据水稻平衡施肥原理和现代肥料制造技术，生产专用配方肥，研制了“双季稻一次性全层施肥技术”，简化了水稻生产程序，实现了大面积省工、高效、平衡增产。③科学提出了“高蛋白饲料稻”概念，在探明提高饲料稻产量和蛋白质含量的影响因子基础上，研究出了“三壮三高”栽培技术，以高蛋白饲料稻为原料，研究筛选出了糙米型猪、鸡饲料配方，与玉米型饲料比，猪、鸡日增重大、成本低、肉质优。④在探明优质食用稻生长发育规律、吸肥光合特性与品质关系的基础上，研究出了高库容量、高收获指数、高整精米率、少农药污染的调优保优栽培技术。⑤探明了抗旱、涝机理，提出的抗逆栽培技术在灾情频发区推广，提高了水稻生产的稳定性。课题整体研究成果达到国际先进水平。应用推广及效益：在3个试验基地县、9个重点开发县和18个辐射县，成功建立了1.23万亩高产样板田、16.5万亩高产试验区、102万亩高产示范区和1172万亩高产辐射区，推进了优质食用稻、高蛋白饲料稻、水稻栽培物化技术和水稻技术服务4大产业化开发和16项新型技术，并在湖南、江西、湖北等省应用。2001-2002年，新增稻谷总产433.79万吨，新增产值39.04亿元，新增利润28.09亿元，节支10.15亿元。（3）水稻两用核不育系“培矮64S”选育及其应用研究2001年获国家科技进步一等奖，第二完成单位。本学科点主要贡献如下：①利用培矮64S为母本，选育了全国第一个优质两系杂交稻组合“培两优288”及适宜于再生栽培的杂交组合“培两优500”，丰富了籼型两系杂交稻的理论与实践。②针对两用核不育系“培矮64S”育性转换温度要求严格的特点，研究了“培矮64S”温光反应特性及适宜制种区域，形成了高产安全制种技术体系，并应用于“培矮64S”系列杂交组合的大面积制种。③根据“培两优2882.本学科对国家和区域经济建设、社会发展所做的贡献及效益分析水稻：湖南省为我国水稻生产大省和强省，研究成功的双季稻“旺壮重”栽培技术，晚稻免耕抛秧栽培技术，超级稻“三定”栽培技术，作物复种免耕直播栽培技术，双季稻测苗定量施肥技术，以及抗衰老剂“谷粒饱”、浸种型种衣剂、多功能壮秧剂等物化技术产品，近5年累计在湖南省推广应用5500多万亩，一般增产8%～12%，为湖南省优质水稻的发展和超级杂交稻的推广应用做出了重要贡献。同时，这些水稻栽培技术及其物化产品还先后4次为全国农业技术推广中心举办了专题讲座，并先后4次赴泰国、菲律宾等国家进行杂交水稻栽培技术讲座，为我国南方及亚洲水稻生产的发展发挥了重要作用。油菜：通过推广“双低”优质油菜品种并配合以机械化节本省工高效栽培技术，提升了湖南省乃至南方油菜产区的油菜生产技术含量和产品质量，在每亩节本80-100元的前提下单产提高6％～9％，增产增收效果显著，促进了湖南及周边地区油菜的稳定可持续发展。棉花：推广规范化标准化栽培技术并配合物化产品的开发利用，提高了棉花生产技术的入户率和到位率，单产稳步提高，在全国名列前茅。特别是近年首创的棉花水浮育苗技术受到广