一、小麦生产系统对气候变化的响应机制取得突破

粮丰专项以黄淮海和江淮地区小麦生产系统为主要对象，创新设计了小麦生产系统对气候变化的响应机制。

该机制取得了一系列重大突破成果：设计了对冰雪和土壤背景不敏感的NDPI植被指数，揭示了冬小麦种植面积、产量及其稳产性的时空特征；在区域尺度上预测未来2.0℃增温情景下，冬小麦水分利用效率和氮肥吸收利用率变化趋势；初步明确了CO2浓度、温度、水分及其互作对小麦生长发育、产量和品质的影响，揭示了小麦应答干旱、高温和低温关键调节因子及其互作的分子网络；发现在大气CO2浓度和温度同时升高条件下，施用硝化抑制剂复配氮肥平均减排47%，并揭示其减排机理；明确了黄淮海小麦响应全生育期增温、春季低温、花后高温和干旱的根系、农艺、生理和分子机制，建立小麦主要发育指标与冬前积温的关系模型；明确了江淮地区稻茬小麦耐渍、耐寡照的细胞、生理生化机理和形态特性；初步提出综合运用耕作、调节播期播量、灌溉、施肥和化学调控等技术优化小麦温光利用的栽培途径。

二、长江中游稻作光温资源优化配置的综合定量化指标体系

粮丰专项针对长江中下游北部稻作生产中存在的种植模式与周年气候资源匹配度不高、耕地质量下降、温室气体排放高等问题，围绕绿色丰产可持续发展目标，立足于气候-土壤-作物协同优化，创立了长江中游稻作光温资源优化配置的综合定量化指标体系。

该体系创新了周年光温资源高效配置利用的关键技术和作物“壮苗、足穗、大粒”群体调控技术；揭示了土壤碳氮耦合循环调控碳排放和肥水利用机制，创新了“以碳调氮、增汇培肥、水肥减投、系统减排”的可持续管理模式，集成了秸秆还田、免少耕作、节水灌溉、氮肥减量深施、磷肥减量周年一次施用、钾肥秸秆替代等关键技术；建立了麦-稻全程机械化、油-稻双直播免耕、玉-稻水旱轮作、早籼晚粳双季稻等适用于长江中游稻作的气候-土壤-作物协同优化技术模式6套。

该成果在长江中游5省推广应用，丰产增效、减投减排效果显著，推动了区域稻作绿色转型，经济、社会、生态效益明显，同时也获得了2019年教育部高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）科技进步奖一等奖。