中国小麦产量突破瓶颈的关键路径：品种改良比水肥管理更具潜力

针对中国小麦产量停滞问题，北京师范大学研究人员通过38年306个站点数据结合CERES-Wheat模型，首次量化了气候变迁与技术进步（品种改良53% vs 水肥管理47%）对产量提升的贡献，揭示西北地区存在>40%的产量潜力缺口(Ygp)，为可持续集约化生产提供了区域差异化策略。

　　

全球农业正面临气候变化与土壤退化的双重夹击，小麦作为重要口粮作物，在中国多地出现令人担忧的产量停滞现象——华北平原32%麦区、法国66%冬麦区都陷入增长瓶颈。这种停滞与全球人口爆炸式增长形成尖锐矛盾，传统依靠水肥投入的增产模式不仅边际效益递减，还引发环境恶化。更棘手的是，气候变化对作物影响呈现"冰火两重天"：北方升温延长了生长季，南方却因高温加速生育期而减产。在这个关乎粮食安全的十字路口，北京师范大学国家安全与应急管理学院的Huimin Zhuang团队在《Field Crops Research》发表的重要研究，首次绘制出中国小麦产量潜力(Yp)的时空演变图谱，解开了品种改良与水肥管理对增产贡献的"戈尔迪之结"。

研究团队运用农业气象学与计算生物学交叉方法，创新性地整合了306个农业气象站38年(1981-2018)的观测数据与CERES-Wheat作物模型。通过建立包含9个农业生态区(AEZs)的空间分析框架，采用趋势分解法量化了气候因子与技术进步的独立贡献，并设置179 kg ha^-1 yr^-1的氮肥阈值进行效益评估。

【The potential hotspots to increase wheat yield】章节揭示：2018年全国小麦平均潜在产量(Yp)达11.4 t ha^-1，但实际产量仅4.6 t ha^-1，存在47%的巨大产量缺口(Ygp)。西北地区表现尤为突出，新疆等地Ygp超过40%，成为未来增产的"黄金地带"。

【Potential yield dynamics and implications for improvement in different regions】部分显示：中国小麦产区呈现"北升南降"的极化格局。西北地区Yp以7.5-18.0 kg ha^-1 yr^-1的速度增长，而南方冬麦区Yp却以-15.9至-1.5 kg ha^-1 yr^-1的速度衰退。这种分化挑战了传统产量缺口静态评估范式。

【Conclusion】部分通过量化分析发现：技术进步每年贡献59.2 kg ha^-1的增产，其中品种改良占53%，超过水肥管理(47%)的贡献。特别值得注意的是，当氮肥施用量超过179 kg ha^-1 yr^-1时，继续增加施肥的增产效益急剧衰减。

这项研究犹如为中国小麦生产开出一张"精准处方"：西北地区应重点发展节水灌溉技术，南方需通过生育期调整育种对抗Yp下降。更重要的是，它颠覆了传统农业依赖资源投入的路径，证明在气候变化背景下，一粒种子的遗传改良可能比一吨化肥更能推动可持续增产。该成果为全球粮食安全困境提供了中国方案——在生态红线约束下，农业现代化的未来在于"向科技要产量"，而非"向环境要资源"。正如研究者强调的，这种"量体裁衣"式的区域差异化策略，正是实现联合国可持续发展目标(SDGs)中"零饥饿"与"负责任消费生产"双重目标的智慧选择。