中国农业科学院作物科学研究所赵明研究员主持完成的“玉米冠层耕层优化高产技术体系研究与应用”获2015年度国家科技进步奖二等奖。
　　密植是挖掘玉米高产潜力的主要途径。然而，密植倒伏、早衰的难题长期制约着玉米产量进一步提高，特别在东北和黄淮海区，问题更加突出。为此，本项目围绕着密植高产挖潜，构建了玉米冠层耕层协调优化理论体系，创新了关键技术，集成了高产高效技术模式，形成了“玉米冠层耕层优化高产技术体系研究与应用”成果。

　　该成果的创新性体现在3个方面，一是探明了玉米密植倒伏、早衰的原因，创立了冠层耕层优化及二者协同的理论体系。首次构建了冠层“产量性能”定量分析体系，确立了玉米不同产量目标（每公顷9-15吨）的定量指标，建立了动态监测系统；创建了耕层“原位根土立体分析”方法，探明了土壤与根系空间分布特征，提出了“深耕层、低容重、匀分布、肥地力”的耕层优化标准；首次利用创新的冠层生产力与耕层供给力的评价方法，确定了增产目标的定量管理，建立了冠层耕层协同优化的高产高效栽培体系，为玉米密植高产关键技术创新与模式集成提供理论指导。二是以冠层耕层同步优化为目标，创新了“三改”深松、“三抗”化控及“三调”密植等关键技术。创立了改卧式浅旋为立式条带深松，改传统垄作为春季免耕平作与夏季深松，改单一耕作为深松与秸秆还田培肥地力相结合的“三改”深松耕作技术，有效地增加耕层深度15-20厘米，降低容重11.4%-20.0%，能耗降低33.0%，土壤有机质含量增加20.4%；自主研发出有机酸、氨基酸和生长调节剂有机配合的抗倒、抗冷、防衰的“三抗”新型化控剂，并建立了“前缩株后扩穗”的双重定向技术，玉米抗倒能力提高5.7%-34.7%，减缓功能叶衰老，穗粒数增加4.2%-7.9%，千粒重提高3.4%-8.9%；通过调行距形成大小行（40×80厘米）季节间交替种植，调耕作形成行内浅旋清垄、行间深松，调肥水供给形成埋管滴灌肥水一体化技术，显著提高产量15%、氮肥利用效率24%、水分生产效率35%。三是充分发挥关键技术的集成效应，创新了“深耕层-密冠层”、“控株型-促根系”及“培地力-高肥效”的密植高产高效技术模式。三大技术模式的应用，有效的解决了密植倒伏、早衰的生产问题，在东北春玉米区和黄淮海夏玉米区连续5年分别实现了小面积亩产超1100-1200 公斤和超1000 公斤，在万亩示范田分别实现亩产超850 公斤和800 公斤，增产8.5%-12.8%。