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Nature Communications|为中国粮食安全政策研究贡献华农智慧
发布日期:2019/04/24 浏览次数:

     “仓廪实,天下安;稻谷欠,天下乱”。古往今来,治国安邦之策,“首在足粮”。 习近平总书记多次强调,“中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手上。我们的饭碗应该主要装中国粮”。水稻是中国第一大口粮,中国未来水稻发展趋势如何?怎样保证若干年后的国家粮食安全?如何应对未来环境变化对水稻生产的影响?对于我国粮食安全,华农给出的方案是什么?日前,我校作物遗传改良国家重点实验室彭少兵教授团队联合美国内布拉斯加大学林肯分校同行专家在《Nature Communications》期刊上发表研究成果,他们通过科学、全面、系统的方法评估全国尺度上的水稻产量差,探究保障中国水稻总产稳定增加的有效途径,提出了未来中国水稻生产持续发展的建议。


       对全国范围多点多年的水稻产量差进行研究,探寻进一步提高水稻产量的途径,并对未来水稻生产潜力开展预测,提出保障粮食安全的政策建议,看似简单的研究思路,但由于中国水稻种植地域广、生长环境差异大、种植制度复杂、品种类型多,全国尺度上水稻产量的研究难度无异于一场艰苦的山地“马拉松”。依托彭少兵主持的公益性行业(农业)科研专项“主要农作物高产高效生理基础及栽培新技术研究与应用”,“主要农作物模拟模型研究”培训班于2013年3月在华中农业大学举行。培训班由国际水稻研究所水稻计算机生长模型专家李涛博士主讲,当时硕士研究生入学不到一年的邓南燕同学全程参加了此次培训。就是那次培训班,在邓南燕的心中埋下了将计算机模型模拟运用到作物生产研究的种子,兴趣也越来越浓厚,也正是这一粒种子,激发了师生毅然开启中国水稻生产宏观尺度的高难度研究。 

      2014年4月依托“高等学校学科创新引智计划”,彭少兵团队在华中农业大学主办了“全球作物产量差国际学术研讨会”。邓南燕在会上认识了来自于美国内布拉斯加大学林肯分校的Kenneth G. Cassman教授和 Haishun Yang副教授。 

      2015年9月,在彭少兵和黄见良的推荐下,邓南燕远赴美国内布拉斯加大学林肯分校,师从Cassman教授、Patricio Grassini和Haishun Yang副教授,与国际同行一道进行作物模型模拟和中国水稻产量差评估研究。作物产量差的评估使用全球产量差评估系统(Global Yield Gap Atlas, GYGA,website:www. Yieldgap.org)。该系统于2012年由美国内布拉斯加大学和荷兰瓦格林根大学联合创建,运用自下而上(Bottom-up)的评估方法来评估全球多种作物的产量差,其优点是覆盖范围广、可重复性强、准确度高。

      中国水稻种植地域广、生长环境差异大、种植制度复杂、品种类型多,科学客观评价全国尺度上水稻产量差的意义重大。邓南燕采用GYGA进行产量差的评估,其主要思路和方法是,以农业气候区(Agricultural Climate Zone)为基础,将全国各地区共875个气象站点升区到50个具有代表性的缓冲区(覆盖全国水稻总收获面积的86%),使用国际最新的水稻生长模型,模拟这些代表性缓冲区近10年的产量潜力,结合相关统计数据进行产量差的估算。然后通过大尺度升区以及不同情景模式的设置,评估了农业气候区、省、国家水平的产量差和未来水稻生产的自给自足能力,分析了保障未来中国水稻粮食安全的可能途径。在各位老师的亲自指导下,邓南燕在经过8个多月的紧张工作后,相关研究论文第一稿终于完成。 

      该论文如果按原计划投到本专业主流期刊,文章理应可在短期内发表。考虑到论文的研究方法新、研究意义广,为了提高其影响力,邓南燕和彭少兵、黄见良及美国导师决定尝试向综合性期刊投稿。正是这一决定,他们一道开启了漫长的改稿过程,有些过程是研究内容的拓展,有的过程是逻辑框架的变动。 

      就这样,反反复复讨论和完善、一次又一次修正, 稿件终于在2018年8月17日投出,于2018年10月1日得到《Nature Communications》杂志返修通知。经过近3个月的修改,于12月20日提交,2019年2月22日再次修改并提交。10月1日、12月20日,2019年2月22日、2月27日,这些日子在邓南燕看来均是重要时间结点,他们为之挑灯夜战的情景还历历在目。 2019年3月11日深夜11点,彭少兵终于收到了论文接收的通知。得知消息后彭少兵感慨道:“999天,2年8个月3周3天,前后修改100余稿,我们自己都不知道是怎么挺过来的!”

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