粮食工程技术与管理范文第1篇
粮食检验工作是依据国家颁布的有关的法律、法规来进行检验和监测, 通过相应的仪器和检测手段来分析粮食的质量、营养价值以及含有的有害物质的水平。其中粮食检验的方式主要有以下几种。
1.1 感官检验
通过人的嗅觉、视觉等来观察粮食的外在的特征, 如颜色、气味、味道等, 以判断食品是否变质、是否掺假等。该检测方法是最快的判断方法, 也是准确度最底的一种检测手段。
1.2 物理检验
根据粮食的物理特征, 例如纯度、硬度、出糙率、相对密度等, 采用物理方法对其检验, 鉴定其使用价值, 进而评定其品质优劣。具体方法有类型及互混检验、不完善粒及纯粮率等。
1.3 化学检验
通过化学方法检测粮食的水分、脂肪、蛋白质、微量元素等成分的含量, 用以评定粮食的品质。具体方法有电测法、加热烘干法、核磁共振法等。
1.4 微生物检验
在食品检测中, 通过一定的手段与技术, 发现、观察食品中含有的微生物的种类, 以及其结构形态、排列等, 以此鉴定食品的质量。具体方法有显微镜检测、生化检验、染色体标本检测等。
1.5 仪器检验
粮食检测的仪器有水份仪器、种子净度工作台、天平仪器等等, 通过这些仪器对粮食品质进行物理检测或化学分析, 对其结果进行分析, 从而对粮食进行质量鉴定。
2 我国粮食检验与监管工作存在的问题
根据我国的粮食检测现状, 我国粮食检验存在的主要问题如下。
2.1 食品安全标准总体水平偏低
粮食检验的标准有国家标准、地方标准等, 这些标准是并存的, 在我国这些标准之间存在着重复与矛盾, 甚至有些重要标准是缺失、不完善的。例如按照不同的质量标准, 就有不同的含量限度要求, 检测相同的粮食用不同的检验方法, 检测的结果就有所差异了, 这个差异可能非常大, 导致食品加工生产者进行生产加工以及食品安全监管部门进行检测监管时感到困难。
2.2 全国粮食质量监管体系不够完善
我国粮食检测与监管工作中存在的另一问题是全国粮食质量监测体系建设发展不够平衡。具体表现在不足的机构数量、条件简陋、检测人员的检测能力较低等等。这些都不符合粮食质量安全监管的发展趋势, 对未来展开工作造成影响。
2.3 我国食品安全监管体系和运行机制方面存在的问题和缺陷
(1) 由于粮食检验所需的仪器设备条件较落后, 出现检不了、检不出、检不准、检得慢的现状。
(2) 有些质量监测部门对粮食质量检测与监管工作不够重视, 没有依法履行好粮食质量安全监管职责。
(3) 粮食流通经过购买、生产、加工、运输、销售等环节, 粮食安全检测工作没有贯穿于每一个环节。如果其中的一个环节出错, 将会直接影响到食品的质量和安全。
3 粮食检验与监管工作的加强方法
3.1 分段监管与品种监管相结合
就是采取分段监管为主、品种监管为辅的方式的方法, 具体操作是一个监管环节由一个部门监管的, 这样各个部门就能明确自己的责任, 从而做到有咎追其责。具体案例有:粮食质量监管的环节有生产、收购、销售、储存、运输、加工、消费等, 环节不出现重复的部门, 即一个环节由一个部门负责监管, 例如粮食部门负责粮食收购、储存、运输环节的检测与监管, 而粮食销售环节的监管可由工商部门负责。
3.2 统一食品安全标准和粮食检测标准
全面清理、修改和完善我国粮食检验检测方法, 并统一粮食安全标准和粮食检验检测标准, 避免众多的质量标准、检验方法, 含量限度要求等问题, 提高我国食品安全标准总体水平。
3.3 完善粮食质量检验体系
建立健全粮食质量监测体系至关重要, 也是各级粮食行政管理部门履行粮食质量监管职责的重要标准。该体系建设需贯彻落实《食品安全法》的基本要求, 并从财政政策层面和法律制度层面上加强与完善。例如薄弱地区的粮食质量监测建设更需要加强, 完善辖区内粮食质量监测体系的布局规划。另外, 完善粮食质量检验体系还需人才队伍建设, 培养高级专业技术人才、壮大粮食质量安全监管人才队伍。
3.4 粮食质量检验能力需要提高
完善、提高粮食检验的仪器设备条件加强粮食安全检验能力, 并且提高粮食行政管理部门的工作人员的法律、思想道德意识以及检验能力, 避免出现检不了、检不出、检不准、检得慢的现状。
3.5 建立合法、公正的质量监管制度
建立合法、公正的质量监管制度是粮食质量监管的重要保障, 也是执行粮食检测与监管工作的法律依据。粮食行政管理部门的执法人员需熟知相关法律法规、有关标准以及质量的知识, 需通过行政执法培训, 在执法过程中做到公正、严明、行之有效, 不与相关法律法规相抵触, 不越权越位行使监管权。同时, 我国还需提高粮食经营者的法律、思想道德水平, 粮食行政管理部门可以通过宣传、教育来提高粮食经营者思想道德水平。这样能建立起良好的粮食安全检验的环境, 保证了粮食的质量, 有利于保障国家粮食质量安全服务, 进而有利于提高国民的身体健康水平。
世界经济一体化是必然的, 对于我国, 既是机遇又是挑战。中国加入WTO, 粮食质量检验工作面临着新形势, 由于要遵循国际法则、国际市场规律, 以及需要引入国际市场的各种机制, 例如供求机制、价格机制和竞争机制等, 这对我国粮食检验工作会造成巨大冲击, 所以我们需要完善国内粮食质量检验体系, 这个任务迫在眉睫, 需要加快对粮食质量检测工作调整和变革的步伐, 才能使我国经济不受到国际的冲击, 保证我国经济环境的健康发展。
4 结语
建立完善的粮食质量监管体系并实施有效, 这个任务是艰巨, 其所要走的道路也是坎坷的, 这需要我国不断地总结经验、积极探索, 建立高质量的食品安全标准、完善的体系、健全的机构以及高水平的检测队伍, 并使粮食检验与监管体系社会化, 保证我国粮食质量安全, 提高国民的健康水平。
摘要：民以食为天, 粮食问题是民生问题, 粮食的质量关系于国民的健康水平, 所以以保障粮食质量安全为目的粮食质量检验和监督工作也就显得至光重要。针对我国粮食质量的现状, 以及结合我国现在粮食检验工作, 分析现在我国粮食检验与监管体系所存在的问题, 并提出对加强粮食监管和保障粮食质量安全的建议。
关键词：粮食质量问题,民生,粮食检验,监督
参考文献
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粮食工程技术与管理范文第2篇
摘 要：粮食水分是科研与生产过程中的法定计量参数，粮食水分检测涉及征购、生产、加工、储藏、运输和消费等各个环节。本文拟通过对其传统检测方法、现代检测方法进行分析和对比，提出作者的一些思考。
关键词：粮食；水分检测；分析
粮食是人类生存的物质基础，粮食质量的好坏是关系到国计民生的大事。据国家粮食储备局公布：我国粮食年产量达4500亿公斤，在收购、储藏、运输等过程中，因水分含量过高而造成的损失高于5%，折合人民币200亿元，损失巨大。
粮食中的水分是影响粮食质量的重要因素，它也是国内外粮食部门严格控制的一项重要的质量指标。粮食水分的检测是安全存储的主要根据，同时又是加工工艺选择和技术参数配备的依据，还是粮食商业环节中以质论价的依据。
随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，粮食水分的检测越来越引起征购、生产、加工、储藏、运输和消费等各个环节的重视，粮食水分已成为科研与生产过程中的法定计量参数。但由于水分分布复杂，影响因素较多，很难实现既准确又快速的现场检测。传统的烘干失重法和电参数法己不能满足现代社会水分检测的需要，电解质、物理学、半导体物理学、化学、微生物学、传感器技术、信息融合技术、专家系统等诸学科的发展，为水分检测的研究提供了新的科学依据。
1 粮食中的水分及粮食介电特性分析
从电磁理论分析，粮食的介电特性应是由粮食的各种成分、分子结构的电性所共同决定的，但大量实验测量表明，失去游离水分的干燥粮食，相对介电常数很小，这表明尽管淀粉、蛋白质等是有极分子，但它们表现的极性很弱。而水的相对介电常数高达幻。显然影响粮食介电特性的主要因素是粮食中的游离水分。这就为通过对介电特性的测定而确定粮食含水量提供了理论根据。但真正实现准确的侧量，需要认真分析影响介电特性的多变因素。
2 水分测量方法
当前发展较为成熟，已被国内外一些行业和用户普遍采用的水分检测方法主要分为直接法和间接法，包括烘干法、化学法、电测法、射线法和中子法等。其中采用105℃烘干法是获得粮食、油料、食品等物质水分含量真值的标准方法.
直接法是通过干燥或化学方法，直接去除粮食中的水分，检测出样品的绝对含水量，含水率公式为
为被测样品干燥后的重量。
直接法检测精度高但费时，不适于在线检测。间接法是通过与水分有关的物理量（例如物质的电导率、介电常数等）的检测，相应地测定物质的含水量，一般速度较快，易实现在线检测。
2.1 干燥法
2.1.1电烘箱法
电烘箱法是利用电烘箱对被测物质进行加热使水分蒸发的物理现象进行水分检测的。利用样品加热前后重量的变化检测样品水分，检测时需要较长的烘干时间，但精度高，可以作为检验其它方法的检侧标准，一般用于实验室检测。
2.1.2 干燥称重法
干燥称重法是利用真空处理技术、微小重量测定技术及数据处理技术来测定水分的。它不受被测物形状的影响，精度及可靠性高，可检测微量水分。例如日本的VME型微量水分仪采用的就是减压法，测水范围0.01%～10%，检测时间为5min。
2.1.3 红外烘干法
红外辐射器靠红外辐射主波长与水的吸收峰值波长相匹配，使水分子剧烈运动而升温加速蒸发，缩短了烘干时间。检测精度可达0.1%，检测时间为10～20min，如日本研制的FD—230. FD—310及FD—600型等红外水分仪，均采用红外烘干方法。
2.2 化学法
2.2.1 蒸馏法
蒸馏法是一种常用的化学检测水分方法，将样品粉末及蒸馏液（甲苯、二甲苯）混合入蒸馏瓶中，利用所加蒸馏液不溶于水及混合后沸点低的特点，加热将水分蒸馏出种方法容器壁易附着蒸馏出来的水分，所以会造成一定的误差。
2.2.2 卡尔·费休法
卡尔·费休水分仪主要有两种，容量法和库仑法。容量法测定水分是根据试剂中丸班的碘能与水发生定量反应的原理进行检测。库仑法的研究稍晚于容量法，它基于库仑法产生碘的技术。同容量法相比，后者有独特的优点，由于同水进行定量反应的碘是通过电解反应产生的，这不但有利于解决卡氏试剂储存过程中的不稳定问题，同时省去了试剂的标定工作。这种方法检测精度高，但可测样品量少，试剂成本高，安装麻烦，电路复杂，维护困难。
2.3 射线法
2.3.1 红外线法
红外线法吸收式水分仪的理论基础是比尔定律，水分对1.64um 或1.94um 波长的红外辐射有强烈的吸收带。通过被测样品后的光强为：
I0为通过被测样品前的光强；k为吸收系数；t为被测物的厚度；M為被测物的含水量。两边取对数得被测物的水分含量
由于物质含水量的不同对特定波长辐射的吸收能量也不同，只要测得吸光度便能完成含水率的测定。具体方法有反射法、透射法、反射透射复合法。用于粮食水分检测的主要是反射法。它具有无接触、速度快、连续检测、检测范围大、准确度高、稳定性好等优点，而且可以测导电性物质的水分，最高精度可达0.1%。缺点是受样品形状、密度、厚度等影响，难以检测物质内部水分，设备价格高。
2.4 电测法
2.4.1 电导法
电导式水分仪是利用物体的电导或直流电阻随其含水量的不同而变化的原理设计的，根据电导的变化来检测物体的含水量。电阻Rx与含水率的关系为
K1、K2为常数，含水率与电阻之间呈对数关系。
电导式水分仪具有结构简单，响应速度快，成本低等优点；缺点是一般需要把粮食磨碎，压制成固定大小和形状的电阻，不宜检测微量及高含水量物质的水分，此外，电极与样品接触时的状态，也会影响检测的精度。
2.4.2 电容法
电容法测量粮食水分是基于干燥粮食的相对介电常数远小于水而含水粮食的相对介电常数介于干燥粮食与水之间这一介电特性进行的。干燥粮食的相对介电常数在常温下小于5，而水在16.3℃时，其介电常数高达81.5，在其它温度下也约为800粮食水分含量的高低将直接影响粮食介电常数 值的变化。若以粮食作为电容器的极间介质，当电容器的极板面积A、极板间的距离d保持不变时，通过测量此电容器的电容值变化即可测定粮食的相对介电常数值 ，由此可获得被测粮食的含水量。根据被测物质不同，电容的电极结构也有所不同，主要有平板式、圆筒式等电极结构。
电测法检测中，影响检测结果的因素较多。所以在检测过程中必须考虑到这些因素，进行相应的补偿，才能提高检测的精度。
3 结论
上述几种方法是当前粮食水分检测中的常用方法，另外，核磁法、色谱法、碳化钙法等也可以用于粮食水分的检测。在检测过程中，由于影响检测的因素很多，数据复杂，有些系统采用一些先进的数据融合技术和人工智能方法，对于加速检测和误差的修正及稳定性的提高都起到了很好的作用。
粮食工程技术与管理范文第3篇
摘 要 我国是农业大国，农业发展水平决定着国民经济发展的命脉，农业稳定发展对我国具有十分重要的意义。近年来，尽管我国对农业生产越来越重视，农业机械化和农业种植技术都面临很好的发展机遇，但与西方农业发达国家相比还有不小的差距，具体体现在我国农业生产的规模化、产业化程度太低，要想进一步提升我国的农业发展水平，就必须加强探索农业种植技术，提升农业机械化水平。鉴于此，就现代农业机械化与农业种植技术间的关系展开探讨，以期为相关工作提供借鉴。
关键词 农业种植技术；农业机械化；关联性
1 农业种植技术和农业机械化的发展概述
1.1 农业发展现状
目前，我国采用的是家庭联产承包经营，具有很大的局限性，按人口平均分配土地造成地块零碎，很难推广现代化的机械耕作方式，从而导致我国大部分地区仍然保留着小农经营的原始耕作方式。这种耕作方式极大地阻碍了农业机械在农业生产中的应用，也不利于提高农业劳动生产率，制约了农业机械化发展。
尽管我国农业机械化率提高到了61%，但与发达国家相比还有一定的差距。日本农业的机械化程度非常高，水稻生产早在20世纪70年代就基本实现了全过程机械化[1]。农业种植高度机械化，大大提高了農作物的种植效率。同时，我国机械化结构不平衡现象突出，从地区来看，目前我国只有9个省份的农业机械化水平在70%以上，有4个省份的农机水平低于40%，贵州省甚至还不到20%。烘干、高效植保、初加工环节的机械化也刚起步[2]。机械类产品方面，相较国外，我国农业机械在可靠性、人机工程、智能控制等方面还有较大差距，而且低档机具比例大、农机运用基础设施条件差，高技能人才少，50岁以上的驾驶人员超过70%，熟练机手紧缺，导致农机操作用工多、生产成本高。农业机械人工等费用也不断增加，如2015年的秋粮机耕、机播、机收费用同比增长9.7%、8.0%、13.7%。
近年来，我国农机化水平稳步提高，农业机械化和种植技术的结合，有效促进了农业现代化进程，在今后的很长一段时期内，我国仍要大力提升农业机械化水平，改善农业装备结构，提高农业综合生产能力，逐步推进全面机械化[3]。但是在发展的过程中，也要同时注意我国推行农业机械化生产过程中存在的一些障碍，如果不及时清除这些障碍，将会造成农机化进程缓慢，且不利于农业机械化的长远发展。
1.2 农业机械化发展中存在的主要问题
1.2.1 地域广阔且差异大
我国地域广，地理条件及气候条件差异明显，导致农业种植技术也存在较大差异，很多地区还存在土地资源稀缺及劳动力过剩的情况[4]。大部分地区的土地类型和地势并不具备使用大规模农业机械的条件，要分作物种类、农作物种植技术，对当地土地类型和水质情况进行严格分析。例如，部分沙漠地带、山区可能不适合种植；如南北方存在差异，从而对于机械化的要求也不同，应该对机械化设备进行统筹规划，避免资源分配浪费。
1.2.2 小农种植现象普遍存在
我国不同于美国、俄罗斯等国家，拥有大规模种植园及农场，小农种植仍然是阻碍我国农业机械化应用的重要原因[5]。我国大部分地区仍然采用的是小农种植，普通的种植技术可以满足农业技术和农产品的生产要求。而且农业机械化程度越高，农机设备价格越高，农业生产本来利润不高，再增加成本就更不划算了。而且由于农村很少对农机装备进行维护和保养，导致农机设备使用寿命缩短，成本进一步增加，大部分地区的小农种植仍使用较为落后的农机设备，农作物的种植效率较低，不利于农业机械化的发展。
1.2.3 农业种植人才匮乏
目前，农村年轻劳动力较少，农村青壮年劳动力外流严重，实际上农村大部分是留守老人和妇女儿童，从而导致农村不止面临机械化程度低的问题，更为严重的是，将来可能要面临谁来种地的窘境。另外，从学校学习过种植技术及农业机械化的人才也很少回农村，导致农业理论知识无法应用到实践中去，所以农业种植专业人才较为匮乏，对农业机械化设备技术的研究和探索还比较落后，导致我国农业现代化观念始终无法得到迅速发展。
2 农业种植技术和农业机械化之间的关联性
农业种植技术，基于农作物生长规律和种植经验的种植方法，在我国有着丰富的理论和经验积累，是我国农业发展的宝贵财富。农业机械化通过应用先进的农业机械装备，改善农业生产的经营条件，致力于不断提高农业生产技术水平，其主要内涵是将机械与种植技术相融合。农业种植技术需要农业机械的辅助，实现农作物增产、增收。从发展历史来看，我国农业种植技术历史悠久，传承了几千年，而农业机械化是现代经济发展的产物，只有短短几十年的时间。在近代农业发展中，两者相互区别、相互渗透，共同为现代农业服务。
3 重视农业种植技术与农业机械化的建议
3.1 增加补贴及惠农政策
目前，政府对农业机械的补贴力度较小，有些地区甚至取消了诸如铧式犁等小型农机装备的推广鉴定工作，部分小型农机无法进入国补目录，农民无法获取补贴，从而更容易形成农业装备成本高、农民不愿投入、农业收入低的恶性循环。所以政府有必要实施增加农机装备补贴、提高粮食价格等惠民政策，提高农民的积极性，以此推动农业机械化发展的进程。
3.2 针对地域差异分类应用农机
我国大部分都是家庭式承包，经营规模较小，农业机械的应用也不能一概而论，否则会造成资源浪费。例如，地势平坦的东北及华北地区，平原较多，适合大规模种植粮食及经济作物，而地势起伏较大的南方丘陵、山地较多的地区，地块小，地势不平，根本不适用大型机械设备，难以实现大面积耕作。因此应针对地域差异分类应用农机，能够有效提高农作物的种植效率，增加农民收入，进而能够促进农业经济发展。
3.3 完善农业种植技术方面的职业技能培训
既然传统农业种植技术已无法满足当今农业发展的需求，我国需要做好农业种植人员的技能培训工作，最好是可以建立完善的技能培训管理机制，提高农业生产现代化的宣传力度，拓宽农民思维，改变农村传统的农业种植观念。
4 结语
影响农业种植技术与农业机械化生产的发展因素很多，如当地经济情况、历史因素、土地气候等，必须将这些因素考虑在内，综合提出一个合理、科学的种植方案和机械化推广方案，在农业生产链上形成一个闭合的经济产业链条，全方位考虑农民的切实利益，才能推动农业机械化生产。
参考文献：
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[4] 张劲松.农业机械化对粮食产出效能的贡献研究[D].武汉：华中农业大学，2015.
[5] 杨敏丽.中国农业机械化与提高农业国际竞争力研究[D].北京：中国农业大学，2015.
（责任编辑：刘昀）
粮食工程技术与管理范文第4篇
摘要 粮食安全问题至关重要，关系着一国的政治经济稳定。该研究从粮食自给率的概念出发，分析了粮食自给率的影响因素及中国粮食自给率的现状，阐述了确定粮食自给率需要考虑的方面，并就如何提高粮食自给率提出一些政策建议。
关键词 粮食安全；自给率；粮食供给；进口
“民以食为天”，粮食产业的安全问题、安全策略，关系着任何一个国家的经济政治局面。实现粮食安全，有两种保障模式，一种是依靠国内粮食供给能力，一种是依赖国际粮食市场供给。粮食安全说到底就是一个国家的粮食需求自己能满足多少，依赖进口的程度有多大的问题[1] 。一般认为，一个国家或地区的粮食自给率在100%以上，就是完全自给；在95%～100%之间，属于基本自给，中国正是这样的情况；在90%～95%之间，是可以接受的粮食安全水平；一旦小于90%，粮食供求的风险就会增大[2]。长期以来，中国政府始终坚持粮食高自给率，毫不动摇。
1 粮食自给率概念及影响因素
1.1 概念
粮食自给率，是指一国或地区一年内粮食总产量占总需求量的百分比。反之，则是粮食贸易依存度，即在一年内一国或地区粮食缺口进口量占总需求量的百分比。
通常认为，粮食自给率达到95%时，即拥有足够高的粮食安全水平；粮食自给率为90%，即拥有可以接受的粮食安全水平。在当前全球一体化进度愈来愈快、各国间经济联系愈来愈紧密的形势下，一国可以通过进口的形式获得自己所需的全部或部分粮食，但是，当前国际风云变幻，加上国际市场又容易受诸多因素的影响，诸如环境、经济形势等，粮食价格和可贸易量不稳定，国际依存度越高，也就意味着粮食的不安全程度越高。
1.2 影响因素 一国粮食自给率的高低既取决于自身的禀赋条件，诸如土地、水资源等，同时，国家工业化程度，交通运输水平、贸易环境等也会对其产生重要影响[4]。
1.2.1 国内因素。
国内因素包括耕地数量、可转化为耕地的土地数量以及粮食增产的科技储备。当前，科技进步毫无疑问地已成为促进粮食产量增长的第一推动力。有一定数量的耕地是实现粮食自给的关键，是粮食潜在生产能力的保障。允许耕地在粮食生产与经济作物生产之间转换，但不允许永久性退出种植业，一旦出现粮食安全问题，可以迅速进行作物转换，把耕地用于粮食生产。
1.2.2 国外因素。国外因素包括国际粮食市场的可购入量和程度，一国在外国投资的耕地数量以及国际政治经济形势等。在经济全球化的大背景下，可以引导国内企业在国外直接投资，建立国外粮食基地，间接提高我国粮食自给率，这样做既不挤占国内粮食市场份额，又可以弥补国内土地资源的不足，同时也避开了所在国的贸易壁垒，可谓一举多得。
2 中国粮食自给率状况分析
中国是农业国家，又是世界人口大国，如果吃饭出了问题，那是天大的问题。因此，长期以来，中国的政策部门对粮食生产和粮食自给率看得很重。
1977～1984年，中国粮食自给率始终在96%～98%的范围内，1985～1994年从未低于98%，1995年下降到96%，1996年增长为98%，1997～2003年保持在100%，2004年又有所下降，降至95%，2005年为96%[5]。近年来，尽管粮食连年增产，但由于需求大幅增加，特别是人口激增，饲料用粮和工业用粮需求增加较快，中国粮食自给率逐年下滑，2010年已低于90%。在国家强有力政策的支持下，2011年粮食自给率略有提高，但是，2012年自给率再度下降到90%以下[6]。2013年1月29日，国务院发展研究中心副主任韩俊在“中国县域经济发展高层论坛”上表示，中国粮食供求总量趋紧，粮食自给率已经跌破90%。这一消息，再次引发国际社会对我国粮食安全问题的热议。
尽管针对社会上关于中国粮食自给水平堪忧、粮食安全存在隐忧的说法，有专家指出，单纯地从中国粮食自给率降低就说中国粮食安全保障水平下降，是一种错误的理解。从国家层面来讲，一国的粮食安全取决于两个能力，一个是生产能力，决定着粮食自给率；一个是进口能力，决定着粮食进口量。一国的粮食安全保障水平要从这两个角度综合考虑。但是，提高粮食自给率是实现粮食安全的必要条件，相同的历史时期，不同的粮食自给率，粮食安全水平就会有所不同；同样，不同的历史时期，同样的粮食自给率，粮食安全水平也可能不同。既使如此，不得不说，我国粮食安全面临严峻的挑战。
2030年中国人口将达到16亿，即使保持现有的人均需求不变，粮食产量需要递年增长才能养活这些人口。与此同时，中国粮食播种面积正在呈下降趋势，年均下降0.65%，耕地面积年均下降0.7%[7]，未来粮食自给率可能会更低，粮食供给可能会出现更大的缺口。
3 中国粮食自给率的确定
3.1 粮食供给分析
3.1.1 农业资源环境分析。
第一，农业耕地资源。随着我国工业化、城镇化进程的加快，我国的耕地资源逐年递减，目前已经不足世界人均水平的45%，并呈逐年下降减少的趋势[8]。耕地的有机物质含量呈下降趋势，退耕还林、退耕还草、退耕还湖的要求也将进一步压缩中国的可用耕地面积。中国的经济飞速发展引发的基础设施建设、建设用地以及非农业建筑用地、交通用地等将进一步压缩中国的实际耕地面积。随着人口的增长和老龄化社会的出现，人均耕地面积这一指标也将受到明显的冲击和压缩，
第二，农业用水资源。粮食生产是耗水量巨大的产业。从水资源的总体情况上看，中国的农业用水资源世界排名落后。虽然中国的河川径流量达到了27 115亿m3，占全世界径流量的5.8%，位于世界第5位，但由于人口基数巨大，且河流地区分布不均匀，造成中国人均水资源匮乏[9]。
第三，自然环境。一是自然灾害的逐年加重，二是环境污染的加剧。自然灾害的频繁发生降低了当年的粮食产量，并对粮食基础设施产生了破坏摧毁作用。随着温室效应以及全球变暖现象的影响，农业生态环境遭到破坏。此外，各种农作物病虫害不再受制于寒冷天气，加速滋生繁殖，对农业粮食生产形成了新的威胁。
3.1.2 粮食种植结构分析。
粮食结构性问题同样可以造成粮食供求失衡，而且通常的粮食结构性失衡会具有一定的惯性。从20世纪80年代以来，粮食的结构性问题相对于总量问题日益突出，粮食的结构性问题已经替代了粮食总量问题成为突出矛盾[10]。
影响中国粮食供求平衡的主要粮食品种结构问题包括两个层面：一是区域结构与粮食品种结构的平衡问题；二是品种结构与品质结构的平衡问题。区域结构与粮食品种结构的平衡问题是互相联系、互相推动作用的。改革开放以来多次粮食食品供求平衡破坏都是由谷物主销售区的供求失衡引起的，东南沿海地区作为粮食供求平衡的敏感区域地位突出。在所有粮食品种中，稻谷是粮食供求平衡的风向标，相对于玉米、小麦和大豆等更为敏感。从使用途径来看，口粮相比其他工业用粮和饲料用粮等更具敏感性和先导性。从20世纪90年代开始，粮食谷物的品质结构平衡对粮食供求平衡的影响也不断加深，粮食供求失衡问题已经发展为某一种谷物的某一种品质粮食的供不应求或供大于求。
3.1.3 农业基础设施分析。
农业基础设施对于农业发展至关重要，拥有一套高效发达的基础设施是保证农业平稳健康发展、农业产能稳步提高、农产品产量稳定增长的前提条件，是建立完善统一市场经济体制的物质基础。高品质的农业基础设施更是农业可持续发展的保障。发达健全的农业基础设施有助于降低粮食生命周期中的各环节成本，提高粮食产能，保护粮食生产力，从而有效地保障和提高农民收入。中国目前的农业基础设施建设仍然存在较多的问题，区域性明显，总体不平衡，边远山区等欠发达的农业基础设施仍然落后，个别地方仍处于原始状态。这些问题严重地制约了中国农业的可持续发展。
3.1.4 科技与劳动者素质分析。
能否把农业科学技术转化为农业生产力，是一个国家农业产能兴衰成败的关键。中国面对人多地少，工业化、城镇化逐步压缩农业用地的国情，提高单位耕地粮食产量成为解决问题的唯一方法，而这其中最重要的因素在于农业科技成果的转化。在科学技术推动农业产能发展的过程中，作物品种研发技术，耕种栽培技术、种植环境改良技术和减灾防灾技术成为了关键技术。此外随着电子信息技术、通信技术、自动化遥感技术在农业基础设施中的广泛应用，将对农业生产力起到综合提升的作用。以转基因技术、病虫防治技术、杂交玉米杂交水稻技术、地膜覆盖技术、节水灌溉技术等新兴农业高新技术为代表的农业科技，将对农业产能起到越来越大的支撑和推动作用。
农业生产的劳动者是农业活动的直接主观执行者，也是农业科学新技术的使用者，是农业生产中的关键一环。农业劳动者的文化素质和科技素质直接关系着农业决策和农业科学技术的使用。
3.2 粮食需求分析
3.2.1 人口口粮需求分析。
人口数量的增长和人口年龄结构的变化通常会对粮食需求总量产生新的影响，是影响粮食结构需求和总量需求的最根本因素，也同样是制约中国粮食安全问题的关键因素。进入2000年后，由于人口变动带动需求变动，中国粮食安全问题再次遭遇了粮食供不应求的局面，缺口只能通过粮食贸易以及粮食库存来弥补。根据人口基数进行推算，2020年中国人口数将接近15亿，而2030年人口数将有可能达到16亿，以这种人口增长趋势，再加上由于受限于粮食生产资源紧张、耕地面积缩小、农业用水资源不稳定等条件，要使中国粮食产量同步跟上人口增长难度较大，粮食供求双方在长期看还将存在比较明显的缺口。
3.2.2 工业用粮需求分析。
随着“绿色能源”、“粮食能源”概念的兴起，加之传统的酿酒等粮食占用产业，工业用粮逐渐成为粮食消费大户。根据相关统计数据，我国2010年用于酿酒产业的粮食消耗量高达530亿kg，这相对于20世纪90年代提高了约2倍。而饲料加工业也加入了粮食消费的大户，随着人民生活水平的提高，传统的农产品已经淡出人民餐桌上的主流角色，家禽畜牧的消费量逐年放大，致使饲料消费逐年扩大。2010年饲料用粮比2005年增长20%以上，约占国内粮食消费增加量的2/3以上。到2030年我国饲料粮需求量将达到4.41亿t，占粮食总需求量的56.5%[11]。而制药、溶剂等行业自20世纪80年代以来增长迅速，年均增长率达到5%，也成为粮食食品的消费大户。绿色能源等概念的兴起，也将在世界范围内极大的带动粮食食品需求，这对于我国将来的粮食需求是一个空前的挑战。
3.2.3 人民收入水平增长引致的额外需求分析。
随着人民生活水平的逐步提高，购买力逐年增强，促进了粮食需求总量的增长，究其原因，主要包括直接增长和间接增长两部分。直接增长指的是人均口粮消费，这部分增长速度较为缓慢，甚至出现负增长的情况；而间接消费增长主要指人均非口粮的消费增长，如饲料增长，酿酒业用粮的增长等等，这部分是人民生活水平提高后带动的主要粮食消费。
另外，中国粮食自给率的确定还要考虑粮食市场、粮食储备两个重要方面。
4 政策与建议
4.1 加强国内生产能力
4.1.1 保护耕地和农业水资源。
耕地资源和水资源是农业最重要的物质基础。当前中国耕地有机含量逐年下降，耕地的复种率居高不下，造成中国的土地可持续发展问题成为当务之急。应从观念、政策制度、耕地法律和保护耕地的社会教育4个方面把握。对于水资源保护，一要保护水的源头；二要利用工程进行有效的水源调动；三要水资源环境综合治理。要合理适度地开发利用地下水资源，坚持发展节水型农业，科学改造灌溉技术并加强用水成本管理。要积极慎重地发展污水处理、净化水灌溉，加强农业水利工程建设。
4.1.2 强化科技兴农。
从农业科技体制、农业科技投资、政策引导、提高农业人口科技素质4方面展开。农业科技体制的建立应以市场为导向，追求社会效益和经济效益，农业科研课题的选题立项和成果验收必须以市场为基点。农业科技投资应以政府投资为主体，强调投资的多层次、多渠道，强化政府的政策引导功能，加强人力资源开发，提高农民科学文化素质，并从政策上鼓励从事农业科技研究，打造优秀的农业科研队伍。
4.1.3 加强农业基础设施建设。
要在短时间内重点及时解决农业基础设施薄弱环节，预防这部分基础设施限制农业产能，威胁国家粮食安全。要加大合理投入，提升投资效率，统筹管理。要避免因农业基础设施超前建设引发的设施闲置、浪费现象，应强调农业基础设施与农业产能配套协调发展。
4.2 提高粮食转化效率
提高粮食转化效率包括提高畜牧业和用粮工业的生产效率，减少对粮食的需求。有研究表明，中国饲料转化率每提高 10%，相当于多生产2 000万t粮食[12]。加大科研投入，加快饲料工业和畜牧业科学发展，加强畜禽防疫体系建设，推进禽畜养殖规模化，加快饲料转化率高的禽业发展，提高禽蛋在农畜产品中的比例。加强对非常规饲料的开发研究，加速秸秆养畜产业化发展，发展节粮型养殖业，不断加大非粮食产品对粮食的替代作用。
4.3 引导消费结构调整 中国仍然是一个发展中国家，谷物仍在国民粮食消费结构中占主要位置。肉类的粮食转换率低，若国民将粮食消费结构转向肉类，必使粮食消耗增加，造成粮食自给率下降。另外，由于中国水土资源紧张，水稻增产和进口的潜力都比较小，要适当引导居民减少对水稻的消费，增加对小麦、玉米、马铃薯等产品的消费。引导国民多消费果鲜、蔬菜等，减少对直接粮食的消费，这对于维持中国的粮食自给率都有积极的意义。
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粮食工程技术与管理范文第5篇
摘要 随着城市化和工业化的快速发展以及二氧化碳排放量的逐年增加，全球气候变暖加剧，导致高温胁迫已成为我国、世界现代农业生产体系所面临的严峻挑战。高温胁迫使得水稻生长活动的积温增加。这对水稻生产带来较大的影响。该研究对相关主要成果进行阐述，包括高温对水稻的生长发育特性、产量形成、品质和主要生理生化过程的影响以及水稻耐热性表现。在抗热避热技术的研究中，寻求有利于水稻在逆境-热胁迫中生长的建议。
关键词 水稻；高温胁迫；生理生化；抗热避热
水稻的逆境生长大多是由各种极端性环境造成的，其中全球气温变暖是对水稻造成热胁迫的主要原因之一[1]。水稻在某些生长期内所遭遇的超过其正常生长的临界温度所造成的伤害一般是不可逆的[2-3]。据预计，在21世纪末，全球地表平均温度将会升高1.8 ℃左右，到2100年还会升高1～5 ℃[4]，且气温每上升近1 ℃，水稻产量将会下降10%左右[5]。目前，仅热带地区遭受热害的面积约有400万hm2。气候是影响水稻优质、高产的重要因素，对全球粮食安全存在巨大的潜在威胁[6]。研究水稻高温热害发生规律，揭示水稻避热、抗热的生理生态机制，寻求有效的抗热避热技术措施，对水稻高产、稳产极其重要。
1 高温胁迫对水稻生长发育及产量、品质形成的影响
水稻起源于地球赤道附近的亚热带和热带地区，对高温具有一定的适应性。但是，温度过高，会在很大程度上影响稻谷的产量和品质[7-8]。当气温达到35 ℃以上时，会对水稻花期减数分裂造成一定的影响[9]，尤其是在水稻生殖生长期和生育期高温对其危害最为严重。
1.1 高温与水稻生长发育
高温对水稻生长发育的影响较明显。过高的温度会影响水稻体内各种酶活性，缩短水稻的生长发育期，导致水稻营养生长不良，最终影响水稻产量[10]。水稻在发芽时期的最适温度为25～28 ℃，温度过高则会影响种子发芽分化，从而影响开花期；水稻抽穗开花期对高温最为敏感，此时水稻受到高温胁迫将严重影响水稻的产量和质量。
周建霞等[11]研究表明，高温可导致水稻开花期提前，开花模式打乱，并且对水稻受精率产生很大影响。李萍萍等[12]研究表明，温度高于35 ℃，将造成水稻花粉发育不良、花粉萌发率及活力下降，开花散粉和花粉管伸长受阻。在灌浆结实期，水稻遇到高温将加快籽粒灌浆，致使灌浆期缩短，结实率降低，最终影响籽粒千粒重和米质的形成[13]。较高的温度条件一般可促进水稻的生长发育过程，导致生育期变短而使各性状的生长、分化和发育时间也随之相应的减少，最终不利于水稻这些性状的形成。
1.2 高温与水稻产量及其构成因素
结实率与水稻产量息息相关。结实率的高低直接影响水稻产量的高低。高温胁迫在影响水稻营养生长的同时会加快水稻的生殖生长，在短时间内导致水稻生殖生长不完全，稻谷得不到足够的养分，导致大面积空壳现象的产生。许传桢等[14]研究表明，高温对杂交水稻开花结实等生殖生长具有阻碍作用。且会降低农作物干物质生产和积累能力。周建霞等[11]对水稻品种籼稻Ⅱ优7954和Ⅱ优7号在抽穗开花期进行38 ℃下高温处理，发现受精率随着高温处理时间的延长而降低。 郑志广[15]研究了在抽穗结实期开花、乳熟和蜡熟3个阶段高温胁迫对水稻干物质生产和分配的影响，发现各阶段在36 ℃以上高温处理时，开花阶段千粒重有明显下降趋势，单穗籽粒产量和结实率下降，开花阶段千粒重有明显下降趋势，在蜡熟阶段高温使得运转率增大，在抽穗开花和乳熟阶段运转率则大幅降低。高温使单茎干物质积累速率和积累量降低，干物质在穗中分配比率下降。在减数分裂期（日均温35 ℃）、抽穗灌浆前期（日均温33.4 ℃）及灌浆中期（日均温33.1 ℃）高温处理下每穗颖花数、结实率、粒重和产量明显降低。在抽穗灌浆期，对水稻进行高温 （白天平均温度>33 ℃）处理，发现水稻的结实率和粒重明显下降，导致减产，其中热敏感品种产量比耐热品种下降得多。
1.3 高温与稻米品质
稻米的品质一般由水稻品种、自然环境、栽培方式等因素有关。高温对水稻质量影响最大的是抽穗开花期，其次是拔节孕穗期，最后是灌浆期；稻米一般在灌浆结实期形成，此时对稻米品质的影响较大。高温胁迫在影响水稻产量的同时，通过干物质分配比的形式影响稻谷的质量[16]。相对于正常生长条件下，经高温胁迫的水稻会降低穗的干物重，但是茎和鞘的干物重有所增加，说明高温胁迫影响水稻养分的分布。有学者认为，在水稻灌浆期遭受高温胁迫时可直链淀粉的含量降低，且降低量与水稻品种有关[17]。李林等[13]报道，灌浆期高温胁迫将会导致稻谷碾磨品质的下降，其中糙米率和精米率下降2个百分点左右，整精米率则下降10个百分点。
黄福灯[18]研究表明，灌浆期高温对稻米外观品质有一定的影响，与适温条件下相比，高温下的糙米率和整精米率具有一定幅度的下降，而垩白粒率和垩白度则有不同程度的上升。
当气温高于水稻结实的临界温度时，稻米的垩白程度加深，且结实温度越高，米粒碱消值就越低，糊化温度也越高。可见，高温胁迫对稻米品质具有一定的影响。
2 高温对水稻生理生化特性的影响
高温胁迫使水稻体内一系列生理生化的反应发生改变。一方面是为了更好地克服和适应高温环境下的不利生长，当气温超出其最佳生长温度5 ℃以上时，植物体内代谢将会表现出许多相应的热反应特征以维持自身的生长[18]。另一方面是为了在逆境中尽可能地实现部分的生殖生长与发育，在牺牲数量的前提下保证部分正常稻谷的产出。
2.1 高温对光合作用的影响
光合作用是植物体内活性强，对温度敏感的一种生理过程。在其他逆境条件出现以前，高温便可以使植物光合作用被完全抑制。高温影响叶片叶绿体内类囊体的物理性质和化学性质，破坏细胞膜，导致细胞的降解死亡；同时，光合作用对所需酶活性要求高，高温将会使酶失去活性，从而对植物的光合作用造成直接的影响，使得水稻光合速率下降。高温对光合作用的抑制作用可大致分为气孔因素和非气孔因素两个方面。在高温条件下，叶片的蒸腾强度急剧（Tr）增加，为减少植物体内水分的蒸发，叶片气孔随之缩小或者关闭，导致孔导度（Gs）升高，胞间CO2浓度（Ci）上升，AQY、WUE和CUE明显下降，植物的净光合速率下降，植物有机质的积累减少[19]。在高温胁迫下各生育阶段水稻的净光合速率、相对叶绿素含量和叶绿素荧光主要参数与自然条件下的对照相比均有明显的下降[20]。同时，在全球CO2浓度急剧增长的大环境下，CO2浓度的增加对水稻光合碳同化具有较大的影响[21]。
2.2 高温对淀粉合成酶活性的影响
淀粉是稻谷类最主要的化学成分。它占据稻谷干物质重的绝大部分比例，一般高达70%左右。20～30 ℃是水稻最佳的生长温度。在此温度区间内，水稻可获得高产。若温度过高，则会影响水稻正常的生长，影响淀粉合成酶的形成数量。在淀粉形成的过程中，有许多相关的酶参与反应。在植株叶片中，主要有1，6二磷酸果糖酷酶、磷酸蔗糖化酶和ADP葡萄糖焦磷酸化酶；在植株籽粒中，主要有蔗糖合成酶、ADP葡萄糖焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶、束缚态淀粉合成酶和分枝酶[22]。研究表明，高温条件下抑制淀粉合成的因素并不仅仅是光合产物供应量的降低，更重要的是高温导致淀粉合成酶的失活，使得一些关键酶失去活性，从而减少稻谷的产量和质量。其中，对高温非常敏感的酶有ADP葡萄糖焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶和分枝酶；在抽穗开花期对水稻产量和品质影响较大的酶有束缚态淀粉合成酶，它能在较高温度下表现出较高的活性[22]。任昌福等[24]研究认为，高温条件可减少水稻叶片中各种含磷化学物的含量，影响水稻体内的一系列含磷有机物的正常代谢，如己糖磷酸高能磷、核酸磷和磷脂磷。己糖磷酸磷含量的降低导致磷酸1葡萄糖、磷酸1果糖、1，6二磷酸葡萄糖及果糖生成量下降，蔗糖和淀粉的合成受到影响，从而降低了稻谷的产量和质量。
2.3 高温对蛋白质代谢、脯氨酸的影响
蛋白质是植物生命活动中最重要的物质之一。它既是生命重要组成部分，又参与植物体内各种生命活动的代谢。在高温条件下，植物体内游离蛋白质含量增加，大大提高植物的抗旱性；然而，高温可以使蛋白质发生性变和降解，失去原有的生物活性，同时游离蛋白质的含量过高，会使得植物易出现氨中毒现象。脯氨酸是植物体内一种胁迫性蛋白。当植物处于逆境生长条件下，植物体内的脯氨酸含量有所增加，且一般耐热品系的水稻在高温胁迫下所产生的游离脯氨酸数量更多[25-26]。脯氨酸是一种重要的渗透调节物质，能够保持原生质和环境渗透平衡，阻止水分丧失，保护膜结构完整。同时，在高温条件下，它能加强蛋白质的水合作用，起延缓或阻止蛋白质空间构型破坏、氢键断裂、琉基键氧化等作用，使得蛋白质在变性失活的过程中变缓，在细胞空间结构的维持和保证一系列生理生化功能的正常运作方面起至关重要的作用。植物体内脯氨酸的积累在很大程度上提高了植物的抗逆性能力。
2.4 高温胁迫对水稻体内氧化系统的影响
在正常生长情况下水稻体内自由基的产生量与自由基的清除量保持一个相对的平衡，使得水稻体内自由基的数量处于一个较低的水平，不会对水稻形成额外的伤害[27]。当水稻遭受高温胁迫后，植物体内大量活性氧（单线态1O2、超氧阴离子自由基O2-、过氧化氢H2O2和羟自由基OH-等）的含量急剧增加，此时水稻自身对自由基的清除量远低于因高温胁迫而额外增加自由基的量。过量的自由基将会氧化膜脂质，破坏蛋白质、核酸等其他生物分子，当达到一定程度后造成机体的死亡[28]。有学者认为，在细胞内大量产生反应氧（ROS）的同时，在一定程度上会激发细胞自身抗氧化能力，提高体内自由基的清除能力；也有学者认为，过多ROS会损伤植物体内抗氧化酶系统的结构，导致抗氧化还原酶（POD、SOD）数量和活性的大量减少，导致细胞体内自由基数量无法减少[29]。水稻体内自由基数量的增多会改变细胞膜的稳定性，导致基于膜系统的一些重要生理反应（光合作用、呼吸作用等）受到抑制[34]。因此，提高水稻耐高温抗性和避免水稻在高温环境下生长的能力是十分重要的。
3 水稻抗热避热技术措施的研究
对于水稻避热措施，目前主要由生态避热、生理抗热和热害修复等三大部分组成。首先是对抗热性品种的筛选，其次是采取合理的种植方式和管理方式，最后是采取人为化学、物理、生物方面的处理以及气温调控种植等。
3.1 加强对自然环境的监控和预警
自古民间就流传着农民靠天吃饭的说法。在过去，人们对天气不能得到有效、及时的监控，导致当各种恶劣天气来临时无法避免和防止恶劣环境所带来的危害。如今气象环境学得到了实质性的发展。在农业生产过程中做好对水稻高温热害的防御工作是减轻高温灾害的首要任务。根据水稻的生长实际情况，运用数学模型建立水稻生长与温度的模型方程；根据各品种的生长特性，得到各品种的专一模型方程。对气温的提前测定和监控可有效地预防和防治高温胁迫对水稻所带来的危害，也可预测和评估水稻在不同温度下生长情况和热害的范围、程度[31]。对气温环境的监控是保证水稻稳定高产的重要保障。
3.2 耐热性品种的选用
对耐热品种的选择性栽培是抵御高温胁迫的有效方法之一。不同水稻品种对耐高温程度具有一定的差异[8]。选取较强耐高温的品种，可以在适当的高温条件下正常生长，不会对水稻产量造成较大的影响。在一般情况下，粳稻的耐热能力比杂交籼稻要强，高温对耐热品种产量的影响较小；对已有水稻品种进行抗热能力的鉴定，并且筛选出耐热能力强的水稻品种进行种植[32]。黄英金等[33]用65个早稻品种为试材，对水稻进行耐热能力的测定。研究表明，各水稻品种在耐热能力方面具有差异，具有较强耐热性的水稻品种在高温胁迫时叶片光合作用强于耐热性弱的水稻品种，同时热胁迫解除后耐热性水稻能在较快时间内恢复正常的生长，由此对水稻产量和品质的影响不大。曾汉来等[34]研究表明，各品种间存在耐高温能力的差异性。通过对结实率指标进行分析，发现从高到低的水稻品种依次为汕优63、Ⅱ优501、Ⅱ优838、Ⅱ优63。谢晓金等[35]研究表明，扬稻6号耐高温能力要强于南粳43。由此可知，对耐热性水稻品种的筛选种植可以有效地减轻和避免高温对水稻产量和质量所带来的危害。
3.3 水稻耐热性育种
各水稻品种生长环境和自身基因的差异使其耐热能力不同[8]。这也是实现高温育种的理论基础。通过对优势品种的选育、杂交，一般能便捷、有效地获得相关具有优势性状的植株。研究表明，粳稻品种间耐热温差在3 ℃左右，而籼稻品种间耐热温差在5 ℃左右[7]；杂交水稻的耐热能力通常与父本的耐热能力相关，可以通过加强父本的耐热能力而间接地提高杂交水稻的耐热能力。在通常情况下，经过杂交的水稻品种耐热能力要高于常规的水稻。在高温胁迫下，水稻细胞内可溶性糖大量积累，细胞内外的渗透压降低，防止细胞大量脱水而死亡。李万成等[36]通过高温胁迫下水稻生理生化指标与产量的相关性研究，发现耐热品种可溶性糖的含量增幅为64%，游离蛋白质增加41%，而热敏品种仅为32%，游离蛋白质减少16%。所以，可以细胞内可溶性糖和游离蛋白的数量间接评价水稻品种的抗热性[37]。近年来，随着当前生物科技的发展，基因技术也被逐渐地被利用到农业生产中。通过水稻植株中耐热基因的分离、复制与克隆，获得更多的优势基因，将其植入到其他水稻品种中，达到增加水稻的耐热能力的效果。另外，外界环境可对水稻造成一定的影响。当水稻长期处于某一种自然胁迫的环境中，环境会淘汰胁迫环境下的一些品种，同时导致少量水稻对自然环境产生相应的抗性，使其耐热性遗传特效被诱导出来，提高某些水稻品种的抗热性能[38]。
3.4 合理的水稻播种期
在不同生长时期，水稻的耐热能力不同，同时各器官在不同生长期的耐热能力也存在一定的差异。有研究表明，水稻对温度最为敏感的时期是开花期，且开花初期对高温胁迫尤为敏感[39]。在开花期和减数分裂时期，水稻对温度较敏感。高温可使花粉受精过程受阻，影响花粉的正常形成。在水稻开花期，若施以35 ℃以上高温的持续胁迫，则会大大降低水稻的结实率和相应的千粒重质量。一般，中稻的抽穗扬花期在7月底8月初。这个时期是一年中最热的时期，此时易发生高温灾害现象，影响水稻正常的生殖生长和受精，降低结实率，产量大幅下降。对水稻播种期进行调整，避开水稻在最高温度的季节开花，是有效的防御措施。对不同时期进行高温胁迫，寻找其产量性状与其生理生化指标的相关性，试图得到耐热品种和热敏品种差异的最适时期。调整播种时间可有效地避开高温带来的最大伤害[36]。
3.5 合理的肥水管理
合理的水肥管理，保证水稻最佳生长环境，提高水稻的抗性，是减轻水稻遭受热害的有效途径之一。水是一种比热容很大的物质。在日常生活中，常用水作为一种有效的降温、保温的物质。当遇到白天高温天气时，可适当增加稻田中水的深度，勤换活水，有利于减轻高温对水稻的热害。在晚间气温降低时，可排掉稻田的水，降低稻田中的温度，所以采用日灌夜排的效果更好。在确保水稻不受白天高温伤害的同时，可以降低晚上温度，促进水稻根系生长，增加水稻的抗高温能力，同时降低水稻的呼吸作用，增加水稻产量[40]。
在高温来临前期，有效的增施有机肥、生物菌肥，增强水稻的营养生长，使得水稻具有稳健的个体，增强抗热性，提高水稻开花抽穗前营养物质的积累，促进开花抽穗后水稻光合能力和碳水化合物的积累。在水稻开花抽穗前后，适当增加磷、钾肥的使用量，提高水稻的抗热能力。水稻在经受高温时能有效正常的生长，大大地提高水稻产量。赵决建[41]研究表明，当水稻遭受高温时，水稻叶面喷施3%过磷酸钙或0.2%磷酸二氢钾溶液，或与0.13% Na2B4O7·10H2O混合液，能提高植株抗热性，降低高温热。
3.6 施用植物生长调节剂及其他物质
高温可使得植物体内各种生理代谢混乱，影响水稻的正常生长发育。人为的施加植物生长调节剂，可在保证植物正常生长的同时有效恢复原有的代谢能力。喷施Ca2+、Zn2+、K+等无机盐离子能有效提高植物的抗热性[42]。在高温时期，对水稻叶面施加005%硫酸锌溶液和0.2%硫酸二氢钾溶液，可以有效改善水稻在高温时期的各项生理功能，提高水稻抗热性，增加结实率，提高产量。
氮肥是水稻正常生长发育所必需的元素。合理、有效地施用氮肥对水稻增产有很大帮助。在高温胁迫下，对不同品种改变氮肥施用时期，水稻产量有所差异。高温胁迫下增施氮肥及改变氮肥施用时期，可以改善耐热品种的稻米加工品质。相关研究表明，水杨酸、茉莉酸、脱落酸等在一定程度上提高植物的抗热性[43-44]。在高温热胁迫下，植物体内生长素、赤霉素含量有明显的降低，而脱落酸含量有明显的增加[45]。在外源激素中，油菜素内脂（BR）能有效地提高水稻秧苗时期的抗热性[46]。王强等[47]研究表明，采用化学试剂调控的方法缓解高温对水稻热害的作用，其中S-诱抗素效果最好，茉莉酸甲酯和磷酸二氢钾次之。采用化学方法对高温胁迫的调控效应只能起到缓解的作用，并不能完全阻止高温对水稻带来的危害。
4 水稻耐热机制的可能途径和利用前景
影响水稻热害发生的主要性状表现有雄性不育，花粉萌发困难，花粉管伸长受阻[48]，后期植物光合作用所需养分供应不足，于是出现水稻结实率低、千粒重下降等现象。通过对水稻激素调控的研究，分析高温对水稻体内各种激素水平的影响。有研究表明，叶片氮素水平和脯氨酸含量的高低可以间接地评价植株对抗热能力的大小[49]。相关研究表明，在高温胁迫下，水稻感热品种花药细胞紧密地结合在一起，导致花药囊不能开裂，水稻不能受精、结实率下降；耐热品种与感热品种结实率有较大差异的原因主要是水稻花药开裂不同[50]。Dirigent蛋与细胞木质素的形成有关。耐热品种中花药Dirigent基因的表达可能有利于阻止和减少花药细胞在高温环境下的紧密结合，从而减少花药分裂，增加受精率，提高水稻结实率[51]。通过对水稻耐热机理的分析，可从源头去改变和提高水稻的耐热能力，也可更科学、更有效的方法来提高水稻产量和品质。
5 研究与展望
（1）为扩大水稻种植面积，使其种植区域不断向北移。在有关温度对水稻品种的筛选上一般都趋向于对低温品种的筛选，而对严格抗热性品种很少做相关的规定；合理的种植方式和管理方式是目前对抗热、避热所采取的主要方式，但其方式多而杂乱，没有针对性地对某些品种采取相应的种植管理方式。人为气温调控种植是一种较理想的、可控的种植方式，但种植成本高，不利于大面积、规模化的种植，且在过去的众多研究中，局限于小面积种植试验，很难反映大面积气调种植的实际情况。
（2）目前，在对水稻进行热胁迫研究时，通常都把高温和干旱同时作为研究对象，且一般认为当两种胁迫同时出现时，水稻受胁迫程度会高于单一因素，但当两因素依次出现（先高温后干旱）时，水稻往往在耐高温后对耐干旱胁迫能力有所增强[52]。但是，目前多集中在水稻某一单因素的研究。在后期研究中，需加强对多因素的考虑，以也有必要对多因素进行研究，从而才更具有科学性和实用性，应对今后复杂、多变的天气[53]。
（3）在水稻不同生长期，高温胁迫带来相应的影响具有差异，对水稻不同水稻品种所表现出的耐热能力也不尽相同。这说明水稻内热生理与机制的复杂性。在众多研究中，往往集中于对水稻地上部分或水稻某个部位的研究，缺乏对水稻整体方面的研究，今后应加强对水稻栽培环境、品种遗传以及水稻整个植株方面的研究[54-55]。
（4）目前对水稻高温胁迫的研究较多，尤其是在对水稻生长发育、生理生化的影响以及在实际生产中对水稻避热、抗热方面所采取的措施都较为深入。国内对水稻避热抗热生理生态以及相关种植技术的研究还处于发展阶段，其研究成果也还相当有限，因此今后在对水稻耐热机制的评价、基因遗传育种改良等研究还有较大的研究空间。
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粮食工程技术与管理范文第6篇
摘要：土地资源属于人类赖以生存的重要资源，缺少土地资源，势必会对人们生产生活产生严重影响。所以，务必对土地问题保持高度重视，重点加强质量保护，实现土地环境质量的切实有效提高。对土地资源开发利用现状做出阐述，对土地环境质量保护对策进行了分析，有利于土地资源的科学开发利用，提高土地环质量保护效果，促进土地资源可持续发展。
关键词：土地资源;开发利用;环境质量保护
土地资源属于人类赖以生存的宝贵资源，我国土地资源开发利用方面，土地生态环境破坏问题屡见不鲜，对土地资源可持续发展形成制约。随着我国对土地环境保护重视程度的不断提高，土地行政处罚得以全面有效落实，充分反映出我国治理土地环境质量的决心。我国土地资源开发利用方面，土地生态环境破坏问题频繁出现，所以，有关部门务必对此保持高度重视，面对土地资源开发利用所涉及的土地生态环境问题开展深入分析，重点加强土地环境质量保护，实现土地生态环境平衡的同时，促进土地资源可持续发展。
1 土地资源开发利用现状分析
1.1 稳定性不强，基础条件差
改革开放进一步深化，推动城市化以及工业化进程快速发展，土地资源占用明显增加，同样影响到耕地资源，导致其总量出现明显减少。随着我国对耕地保护的重视程度的不断提高，以农业机构调整以及土地治理等手段，耕地面积有所增加，对减少势头形成有效控制。不过，耕地稳定性明显较低，全国范围内，各类因素引起的耕地面积减少依然存在，且多以优质耕地为主。
1.2 分布不均衡，人均占有量不足
我国土地辽阔，而人口基数相对较大，以至于人均土地面积相对较少。我国南北地区跨度较大，土地类型较为丰富，同时，也造成各地区生产力存在明显的区别差异。此外，有关土地资源，分布地区多集中东南，土地分布存在明显的不均衡现象，山地地形相对较多，平原地形相对较少，适宜耕种土地资源总量占比相对较低。
1.3 利用不合理，数量迅速减少
我国现代化进程的快速发展，城镇化建设持续加速，对土地资源的整体开发利用随之扩大。针对成城镇化发展，为充分满足发展需求，对土地资源采取大量开发利用，用于建设建筑和基础设施等。如此，土地资源占用明显增多，开发环节，不合理利用情况普遍存在，这也对土地环境质量造成严重破坏影响。部分地区，城市规划缺乏科学合理性，开发区建设存在明显的盲目性，开发建设滞后，并未对此采取充分利用，以至于出现荒废等情况，且土地难以重新恢复，无法用于继续耕种，对土地环境质量造成严重破坏影响。除此之外，土地开发环节，仅仅关注形象工程，部分政府出于政绩考虑，肆意开发利用，使土地资源明显减少，对土地环境质量保护产生极为不利的影响。
1.4 生态环境破坏，质量严重退化
第一，开发利用明显缺乏合理性，导致土地资源环境质量出现严重退化，由于退化情况严重，导致土地所含养分快速流失。基于相关调查得知，土地资源养分明显不足的情况，其在土地总面积的整体比例相对较高，最高可达23%。鉴于此，生态环境遭到破坏的情况下，土地质量严重退化，所含养分快速流失，这也成为有关部门务必保持高度重视的重点问题。第二，开发利用期间，水土流失情况相对较为严重。为充分适应社会发展形势，对土地资源采取过度开垦，树木乱砍滥伐情况尤为严重，进而引起水土流失现象进一步加剧。水土流失愈发严重，也造成土地所含营养成分明显降低，土壤肥力因此受到严重影响。同时，因土地上游营养损失，同样对下游河道造成堵塞影响，继而对周边人们生活产生不利影响，并对人们生命安全构成严重威胁。水土流失情况的存在，同样对生态平衡产生不利影响，使生态平衡受此影响出现失衡的问题，对生态环境质量产生严重破坏影响。
第三，土地资源破坏严重的情况下，引起土壤盐渍化，出现此类问题的情况下，多以干旱半干旱地区较为常见。土地灌溉不合理的情况，也成为引起此类问题的主要因素之一，全球范围内，出现突然盐渍化问题的地区相对较多，而我国同样存在此类问题，特别是水稻栽培种植地区，次生盐渍化问题较为突出。第四，土地污染情况相对严重，对土地环境质量产生不利影响。工业化进程保持高速发展，工厂生产所排放的大量废水，处理未达标的情况下，直接向土地完成排放，引发严重的土地污染问题，导致土地无法继续耕种。
1.5 耕地数量减少
耕地流失率下降的主要原因在于农业内部，因为生产结构的调整，以及自然灾害的损坏。另一种类型则指的是非农业建设用地占地而造成的农村耕地永久性的流失，特别是大部分开发性建设都带有非常强的盲目性，造成了农民丢失荒地的严重，都是土地资源开发和利用不合理的结果。
1.6 环境污染和污水灌溉致使土壤污染及破坏
因为土地资源开发利用的不合理致使对土壤造成污染，主要的污染源有工业、生活等。在促进现代化工业建设这一方面，乡镇企业、工业厂房对社会经济发展都能够起到积极促进的作用，但由于污染处理不及时等，大量的污染物排入土壤中，对生态环境造成了极为严重的污染，水资源和土壤污染是现阶段急需解决的问题。
2 土地环境质量保护措施
2.1 建立环境质量保护与监督机制
土地开发利用以及环境质量保护，应当纳入国民经济综合发展计划，依托计划提供科学正确指导，同时，起到宏观调控的作用，实现环境管理水平的切实有效提高，实现环境质量保护的严格有效落实，为土地科学开发利用提供基础保障，以此同经济发展保持全面协调。与此同时，构建科学严格的质量监测与评价制度，为环境质量管理提供基础保障，实现环境质量保护水平的进一步提高，为土地资源科学开發利用奠定重要基础，以此为社会经济发展所服务。
2.2 严格土地管理，健全法律法规
开展环境质量保护期间，需对土地管理加以重点关注，并对有关法律法规加以健全完善，针对滥用土地情况，对此采取严肃处理，并采取处罚。针对农业、非农业用地，对此采取科学严格规划，农业用地明令禁止各类工作活动，有关非农业用地，实施开发期间，需对土地资源保护保持高度重视。针对土地管理部门，则需重视对有关管理制度的优化完善，充分发挥政府部门的主体作用与职能作用，切实加强严格管理，以实现土地资源的科学开发利用。除此之外，切实推进法制建设，为土地环境质量保护提供可靠保障。土地保护所面临的形势变得更加严峻，若只是通过基本行政手段，势必难以充分实现保护目标。所以，应重点推进法治建设，切实提高法治观念，并在管理环节加以严格落实。社会进步发展，针对保护土地有关的法律法规，需采取进一步完善修订，对土地环境质量保护有关的基本内容作出科学细化与充分明确，并制定专门用于土地环境质量保护方面的法律法规。依托法制手段，搭配行政、经济手段，切实强化保护效果，以此为土地环境质量保护奠定重要基础。
2.3 落实土地治理，降低污染程度
针对土地污染情况相对严重地区，应当重点落实土地治理，以实现污染程度的显著降低。土地开发利用期间，需切实提高环保意识，针对土地灌溉，则需保证方式科学合理，开发环节，需对土地采取全面科学检测，对污染情况做到充分了解掌握，对最终检测结果采取上报。除此之外，面对工业“三废”，则需对此加以高度重视，加强污染控制以及科学治理，尤其是重点污染源，如建材、电力与造纸等，对此实施限期治理，确保达标符合严格排放标准。针对国家有关政策规定，对此加以严格贯彻执行，高度重视产业结构的科学优化调整，以实现对各类污染的科学有效控制，促使土地环境质量能够得到显著提高，为生态环境平衡提供可靠保障。
2.4 提高农业投入，建设生产基地
针对土地资源，若想土地承载力的切实有效提高，则需重视对中低产田实施科学改造，这也涉及水利工程，以及优商品粮、优质田等基地建设，以此便于国家对基本情况的充分了解掌握，并对此实施科学宏观调控，为土地环境质量保护提供基础保障。除此之外，还需重视推进宏观建设，制定科学可行的土地资源开发规划，利用项目建设的方式，实现对宏观生态环境的治理改善，尤其是土地沙化等问题，对此采取科学有效防治，依托南水北调工程，实现水资源利用率的进一步提升，为干旱地区提供基础便利，以实现土地生产力的有效提高。
2.5 推进城市化进程，提高土地利用率
城市化建设进程中，土地属于重要基础资源，需重视对土地潜力的进一步深入挖掘，针对城市结构布局，需对此实施科学优化调整，科学规划开发，尽可能避免重复建设，促使土地资源浪费情况能够得到有效避免，实现对土地资源地科学高效利用。为对土地利用同供需存在的矛盾作出合理有效解决，则需重视制定科学合理地土地管理前期规划，促使土地利用率能够得以有效提高。一方面，以前期规划为主，对土地资源实施科学分类，确保土地利用可以保持长远性，对土地资源作出更加科学合理地高效利用。另一方面，对地区土地信息做到充分了解掌握，尤其是可用土地资源，基于地区发展特征，以提高土地利用率为前提，制定科学可行的前期规划。基于前期规划，可促使土地利用率得到进一步的提升，使土地资源能够合理用于工程建设与城市发展等方面。所以，需重视对前期规划的科学合理制定，促使土地利用率能够得以切实有效提高，推进城市化进程。
2.6 健全完善职能机构
土地环境质量保护的严格有效落实，对政策、制度保持高度重视的同时，同样需对组织方面加以重点关注，尤其是相关职能机构，需对此加以健全完善，以此为土地保护提供基础保障。工业化社会快速发展，对经济发展产生重要推动作用的同时，带来了相应的负面环境影响，同样也促使人们生态环境保护意识不断加强。新时期背景下，土地环境质量保护与管理依然面临较为严峻的挑战，提高思想认识的同时，务必重视对有关工作部门和职能结构采取必要的健全完善。针对国土资源管理行政部门，需发挥主体作用，设立相应的部门，负责开展落实土地环境质量保护工作。除此之外，基于机构改革、编制管理等相关规定，有关部门职责、结构配置，编制、人员配备方面，则需以“三定”形式对此加以合理明确，并重视对权责清单制度的严格有效落实，且积极接受广大人民群众的共同监督，促使有关智能结构可以得到进一步的健全完善，以此形成职责明确、依法行政的土地环境质量保护体系，为土地资源开发利用、土地环境质量保护提供可靠保障。
2.7 重视土地使用方式管理，保护耕地资源稳定
首先，重视耕地平衡性建设。有关耕地利用方面，以耕地利用情况为基础，实施科学优化调整，重点落实粮食安全管理。面对耕地数量保护，具体标准相对模糊，对区域人的调整缺乏充分关注，需重点关注人地协调，并对整体资源平衡性采取科学调控，落实综合性控制，切实加强土地保护效果。其次，严格控制用地审批。针对土地利用，对耕地实施严格监督管理，尤其是城市建设用地，对此采取严格仔细复核，重点落实备案检查，制定科学严格的信息评价机制，切实加强土地管理。最后，落实国土资源管理听证制度。针对土地利用情况，对此实施总体规划控制，重点关注农田水利实施方案，通过听证会的方式，保证国土资源管理效果，以此实施综合性调整。如此，充分发挥政府职能，为土地环境质量保护提供可靠保障。
2.8 保护耕地，严格采取多举措控制建设用地
土地资源是不可持续再生的，因此，一定要应用严苛的土地利用保护政策，比如我们国家就需要进一步增强土地利用保护的立法。开展巡查和督查，强化人们对于耕地的保护意识，提高土地所有权征用和补偿的标准，对非农建设项目用地展开严格的管理。
2.9 增强项目基建，提高耕地总产出比例
①高标准建设农田水利工程
要建设高质量、多功能节水灌溉工程，发展各种节水多功能灌溉，进一步健全其原有水利基础设施，强化抗御洪、涝等自然灾害的能力。
②提高中低产田效能
进行农业机械化、水肥一体化灌溉、培肥等有针对性综合方式，培肥地力，改善农业基本条件。
③增加基建工程生态特性
减少混凝土工程，优化选址减少占用耕地修建基础设施，应用生态软性材质、借助农作物创设绿色廊道，把水、田等生态环境串联，建立高标准的农田。
2.10 改革土地制度，加强土地管理
①探索三权分置
探索施行所有权、承包商及经营权“三权”分置，在保障集体和农民利益的基础上，达成效益转化。
②提高市场主体参与度
积极鼓励社会资金进入农村土地资源，在改善农村土地资源的前提下，盘活集体资产、实现共赢，是现阶段需要解决资金问题，以及长期效益的重心。
③落实政府主体责任
各级政府要提高土地资源开发利用监管力度，及时查处违法用地行为，深入探索制度改革和做法创新，促使城市和乡村共同发展。
2.11 保护永久基本农田
永久基本农田不允许被恶意破坏、占用，对永久基本农田要执行特殊的保护，及时把永久基本农田划定成果上图入库、落地到戶，施行永久保护。同时，要签订责任书，更新设立标志牌，埋没永久基本农田的保护界桩。加快基本农田信息监管系统建设，及时发现非法占用永久基本农田的状况，创设长效动态的监管机制。
现代化建设进程中，土地保护成为备受关注的加点，因生态相对脆弱，且保护工作并未全面严格落实，乱批滥用耕地情况依然普遍存在。土地恶化愈演愈烈，导致各种自然环境灾害频发，造成经济损失的同时，也对可持续发展形成严重制约。因此，务必对土地资源科学开发利用保持高度重视，并重点加强土地环境质量保护措施，对土地资源提供有效保护，促进土地资源可持续发展。
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