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4.农业资源高效利用
基础性工作：开展农业灌溉用水、地表水和地下水资源调查，建立主要农作物、畜产品生产的水足迹清单；开展耕地质量调查监测与评价和耕地土壤养分丰缺指标研究，建设耕地质量大数据平台，探索建立耕地资源永续利用技术体系；开展区域水土质量、草地资源、海洋滩涂以及农业生物等重要资源的存量与开发利用现状的调查，构建我国农业资源与利用的网格化、信息化的基础数据库。
基础研究：开展作物理想耗水与调控机理、农业水转化驱动与效率提升机制、降水资源周年调控与高效利用机制、农业水资源配置理论与农业节水增效基础研究；农田不同水分条件下水肥耦合机理研究、农田土壤墒情快速自动监测方法研究；分区域确定耕层质量评价指标体系，开展中低产田障碍因子诊断识别及其对作物的影响机理、耕地质量保护与提升等研究；草原生态过程与生态恢复、牧草遗传工程与技术研究，近海重要渔业资源养护与生境修复研究。
技术开发：重点研发作物节水生理调控技术、增蓄降耗高效农艺节水技术、新型集雨设施设备及高效利用技术、水肥一体化技术与关键设备、测墒灌溉技术及设备、抗旱抗逆技术及产品、节水绿色环保制剂技术与产品、分区域规模化高效节水灌溉以及输配水技术与产品及农业水管理决策技术等；研发水溶肥、液体肥、生物肥、高效缓（控）释肥、同步营养肥等新型肥料和以低品位磷矿、难溶性钾矿为原料的土壤调理剂，创新地力提升、耕层增厚、养分平衡等土壤理化性状调控关键技术，以及水肥协同、合理轮作、有机培肥、残茬管理、多元养分协同等农田养分均衡调控技术；研发有机肥、粪肥、沼肥高效利用技术与关键设备，实施农田养分综合管理；提升放牧家畜营养改进、草原健康与人工草地建设、草原恢复生态与放牧利用技术，农牧区资源共济动植物高效生产技术；研发淡水池塘、大水面和盐碱水域，滩涂、近海、外海、远洋与极地生物高效生态健康生产技术，渔业生物资源高值化利用技术。
5.农业生态环境
基础性工作：开展农业生态环境质量本底调查；开展我国农业主产区农田和草原生态环境长期定位试验，建立农业生态环境动态实时监测网络体系，构建农业生态环境大数据库与信息化平台；开展农业和草原生物多样性资源普查，加强外来入侵物种监测；健全全国农业环境监测体系。
基础研究：研究作物复合种植下作物互补与竞争的生理生态机制、农田系统多样性与多功能原理与机制，开展主要农业污染物迁移的界面过程与负荷估算方法、生态循环农业机理及关键参数研究，农业景观生态安全格局、外来物种入侵防控与风险评估、农业温室气体及氮排放参数与减排机理、农田生态系统生态价值评估与生态补偿、草原生态系统评估与生态补偿等研究。
技术开发：研发无农药农产品生产关键技术，生物多样性利用技术，生态高效农作制度创新技术，农作物秸秆高效资源化利用技术，高效、低毒、低残留农药、生物农药和先进施药机械化技术，废旧地膜机械化捡拾和回收利用以及可降解地膜技术，畜禽粪便与病死畜禽收集处理与利用的机械化、减量化、无害化、资源化处理技术，设施生态农业模式构建与系统智能控制技术，农业清洁流域（农田、养殖场）重构技术，农村环境综合整治和农田生态景观构建技术、草原生态系统恢复与重建技术。
6.农作物耕作栽培管理
基础性工作：建设粮食主产区气候、土壤、灌溉等资源要素与作物生产时空变化数据库，开展基于资源高效利用的作物种植结构调整与布局优化；全面调查不同区域主要作物的产量差和效率差，提出相应技术途径，建立适应不同区域主要作物栽培管理技术大数据库和服务平台体系；开展粮食主产区可持续稳产及均衡增产农田系统规划建设。
基础研究：研究农作物产量与效率层次差异及其丰产增效机理与调控途径，气候变化背景下作物产量、品质形成规律及与环境要素响应机制及其环境代价，作物基因型-环境-栽培管理以及个体-群体-农田生态系统的综合协调机制与调控机理，作物光、热等资源要素高效协同管理机制，作物抗逆的群体调控原理与途径及栽培调控技术。
技术开发：开展主要农作物优质高产品种配套栽培技术，农作物光、热、水、养分等资源优化配置与绿色高产高效种植模式，“间套作”与“轮作休耕”等养地型生态种植模式与技术、粮饲兼顾型种植模式与耕作技术，农作物生长监测与精确栽培技术，主产区土壤培肥与耕作技术，农作物灾变过程及其减损增效调控技术，周年均衡增产技术，节本环保丰产技术等研究及相应产品研制，加快适应机械化、信息化生产管理的高产、高效、可持续的作物耕作栽培技术体系构建。突破植物工厂资源高效利用关键技术，研发基于LED与光配方的光温耦合节能环境控制、基于物联网的智能化管控等技术装备。
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