完成单位：山东农业大学、河南农业大学、河北农林科学院粮油作物研究所、安徽农业大学、山东省农业技术推广总站、河北农业大学
完成人员：王振林、刘鹏、赵亚丽、贾秀领、李勇、李金才、崔彦宏、吕丽华、吕鹏
获奖情况：山东省科技进步二等奖
项目简介：
本项目属于农业科学技术中作物栽培大田栽培技术领域。本项目在分析黄淮海冬小麦-夏玉米轮作体系中限制周年产量、光温及水肥利用效率提升的关键制约因素的基础上，系统研究了本区域冬小麦-夏玉米轮作周年资源利用潜力和增产增效的共性理论与关键技术，按照不同生态区的自然和生产条件，研究构建了不同生态区冬小麦-夏玉米轮作均衡增产增效技术体系，经大面积示范推广，取得了显著的经济、社会和生态效益。
1、秸秆还田匹配优化轮耕模式，提高土壤生产力
利用定位试验平台系统揭示了秸秆还田条件下不同轮耕模式的土壤“扩容提质”培肥机制，构建了黄淮南部砂姜黑土区“深旋交替”、中部“两旋一深”、北部“深松覆盖蓄水”的周年土壤轮耕培肥技术模式，土壤生物活性及养分水平显著提高。土壤蔗糖酶活性提高18.4%，有机质和速效氮磷钾分别提高5.2%、6.4%、19.5%和14.6%。
2、麦玉品种匹配、构建高质量群体，提高周年光温利用效率
研究阐明了不同类型品种小麦出叶-积温响应差异机制，优化了区域冬小麦夏玉米品种组配，构建了冬小麦延播增密、夏玉米扩行缩株高产群体构建与调控技术；明确了增密群体冬小麦夏玉米茎秆木质素积累差异和籽粒粒位差异的产生机制，创建了冬小麦夏玉米抗倒伏、增粒重栽培技术，周年产量、光能和温度利用效率分别提高9.3%、10.7%和12.0%。
3、麦玉两季养分统筹、水分按需精量灌溉，提高周年肥水利用效率
阐明了冬小麦夏玉米周年肥水高效利用机制，构建了冬小麦夏玉米周年养分两季统筹、水分按需量灌的肥水高效技术模式。将原有冬小麦夏玉米周年生产肥料投入比例N:P2O5:K2O=3:1:3优化为3:1:1，建立了“氮肥麦玉4:5分配、磷肥麦施玉用”的周年肥料统筹方案，麦玉双季水氮耦合，与农民习惯相比氮素挥发淋洗损失降低14.9%，氮肥偏生产力提高18.2%，水分利用效率提高17.4%。
研发期间发表相关研究论文104篇，其中SCI收录28篇，申请专利18项，获得授权6项，制定8项地方标准并颁布实施；累计培养博士、硕士研究生124人，培训基层农技人员18.2万人次。项目研究创建了黄淮海冬小麦夏玉米轮作均衡增产增效技术体系，与各级农技推广机构、社会化服务组织、新型经营主体等紧密衔接，优势互补，创建了“示范带动、培训互动、服务拉动、纵横联动、辐射推动”五位一体、多方协同的农技推广模式，在河南、安徽、山东、河北四省大面积示范推广，累计推广1.76亿亩，平均周年亩增粮食61.3kg，累计增产粮食1078.8万吨，新增经济效益242.0亿元，为黄淮海粮食增产增效提供了理论技术支撑，发挥了示范推动作用。
2018年4月9日山东农学会组织以中国工程院陈温福院士为组长、赵振东院士和王志敏教授为副组长的评价组评价认为：该成果在小麦玉米轮作均衡增产增效的理论、关键技术与集成方面创新显著，达到国际领先水平。