土地整治是补充耕地、提升耕地质量和改善生产生态条件的有效途径，“十一五”时期整治后农田产出率普遍提高了10-20％，生产成本降低了5-15％，促进了土地资源集约高效利用，改善了农业田间生态环境。党中央、国务院十分重视土地整治工作，土地整治已经上升为国家战略，成为保障国家粮食安全和统筹城乡发展的重要平台。土地整治是一项工程建设活动，但目前技术水平相对较低，影响了土地整治整体效益的发挥，随着城镇化、工业化和农业现代化的不断推进，需要集成创新一批土地整治关键技术，为土地整治发展提供科技支撑。《土地整理关键技术集成与应用》是由国土资源部组织实施的全国第一个土地整治科技支撑重点项目，对解决土地整治从传统技术向现代技术转变过程中的瓶颈技术、实现土地整治从数量向质量和生态方向转变具有重大推动作用。

一、项目概况

《土地整理关键技术集成与应用》是“十一五”国家科技支撑重点项目，该项目于2009年2月份获科技部批准，项目包括7个课题，总投资5562万元，其中国家拨款经费2312万元，示范区配套经费3250万元，共有大专院校、科研院所、企事业单位等24家参与单位。该项目包括“土地整理规划设计技术研究”、“土地整理工程施工关键技术研究”、“土地整理质量与生态监测关键技术研究”、“土地整理实施信息化管理技术研究”、“东部基本农田优质精细型土地整理技术研究”、“中部粮食主产区增量经济型土地整理技术开发”和“西部生态脆弱区保质生态型土地整理技术应用研究”等7个课题，旨在创新土地整理综合优化规划、生态化设计和高效施工技术，开发土地整理快速质量监测和信息化监管技术，改进土地整理项目优选技术和整理区水土平衡优化重构技术，研发不同区域土地整理关键技术，为土地整理发展提供重要技术支撑。

二、主要成果

历时近三年，项目组提出了土地整理生态化设计、高效施工、质量监测与土壤改良等技术；研发的激光平地机通过了新产品样机鉴定并进入农机补贴目录，研制了基于无线传感网络的田间土壤质量远程在线监测系统等设备10套；申请国内专利17项，其中申请发明专利13项，获得国内专利授权4项，其中获得国内发明专利授权1项；申请软件著作权5项；研制并完成行业技术标准备案14项；出版科技著作3部，共计62.5万字；在国内外发表科技论文71篇，其中在国外期刊发表11篇；建成示范、试验基地20处；目前已培养研究生95人，其中博士研究生23人，硕士研究生72人；培养了土地整理技术人员约500余人。

（一）土地整理高效低成本激光平地机

针对传统土地平整设备依赖进口、成本高等问题，研制了具有自主知识产权的激光平地机，包括低成本激光发射、接收技术、液压智能控制技术。该设备的平整精度能够达到±2cm，其激光接收系统的灵敏度至少比人工手动液压调节系统准确度提高30~40倍；成本低，与国外同类产品相比，成本降低30%以上；能够在作业半径300m范围内实现高精度土地平整作业，同时具体防尘、安装方便等优点。通过在山西、黑龙江等地示范应用，得到了当地农业大户的一致好评，目前平整土地面积近万亩。

（二）基于无线传感器网络的土地整理质量与生态监测装备

通过研究集成无线监测终端低能耗技术、土壤含水率、电导率和土壤温度三参数符合传感器、土壤生态环境监测站以及土地整理项目区无线传感器网络布设技术等终端设备与数据采集、传输技术等技术，研发了基于无线传感网络的土地整理田间质量实时监测系统。该系统实现了土地整理田间质量远程无线传输与实时监测。经过技术示范，该系统自主研制的土壤含水量与电导率传感器，达到国际同类产品的测量性能，成本降低了50%以上，无线传感创制的平均功率低于10mW，能够满足田间单点无线传输距离超过500米的要求，其中对灌排水和土壤盐分等关键土壤因素的适时监测、灌排水控制和田间盐碱地改良效果监测与管理起到了良好的支撑作用。

 （三）西部生态脆弱区土地整理改良剂

针对西部生态脆弱区沙化、盐碱化、石漠化等土地退化问题，分别研制了适宜于西北盐碱土和西南喀斯特地区的土地整理改良剂。西北盐碱土改良剂技术主要在土地整理中结合土地平整、土地深松等整理工艺一次性施用脱硫副产物和微生物菌剂，制成的改良剂每亩施用成本不足50元，和目前农业部门尝试应用的改良剂具有成本较低的优势；通过在新疆兵团新湖农场土地整理项目区示范，可以起到降低土壤盐碱度、改善土壤的结构和营养状况，改良后的土地亩均产值提高明显，按每亩增产80kg籽棉计算，每亩增加的效益在50元以上，提升了整理区的耕地质量等级。西南喀斯特地区土壤改良剂技术主要在土地整理中结合土地平整、土地深松等整理工艺一次性施加用沼渣、微生物菌剂、粉煤灰和磷矿粉配置而成的改良剂，可以起到保土培肥、改善土壤结构以及促进作物增产的作用；制成的改良剂每亩施用成本不足50元，原材料易得、便宜，整理后土地玉米产量可提高30-45kg/亩，改良的整理后土地生产力提高近10%，农民收入明显提高。

（四）研发了土地整理工程信息遥感影像自动/半自动智能识别系统和整理项目三维智能规划设计系统

项目通过基于高分辨率遥感影像土地整理工程点状地物、线状地物、面状地物以及生态要素信息提取与监测技术基础上，研发了“土地整理工程信息遥感影像自动/半自动智能识别系统”，初步实现了土地整理项目实施进展遥感动态监测，该系统具有客观、快速、时效性强等特点，适应与中、大型土地整理项目工程实施进展的监测工作，具有较好的推广应用和产业化前景。并根据土地整理规划二维图形无法体现项目立体效果、模拟性能差等特点，研发了基于三维地形的土地整理项目智能化规划系统。该系统运用搭建式技术集成GIS功能组件实现了三维土地整理项目规划设计，完成了基于规则库和模型库技术的智能化设计。采用双示图显示技术提高了规划设计方案对比选择的可视化，提高了工作效率和规划设计的规范化，为土地整理项目规划辅助决策提供了直观便捷的新手段。

（五）区域土地整理资源环境效应诊断与预警技术

为适应土地整理数量、质量、生态三位一体管理需求，构建了由资源效用、环境效应和景观效应3项准则层构成的区域土地整理资源环境效应快速诊断因子数据库（土地整理资源环境效应诊断与预警指标体系），并以山东省东明县土地整理项目为例，进行了土地整理资源环境效应预警案例研究，显示研究成果对土地整理项目规划设计方案的完善具有较强的针对性，使土地整理项目区资源环境效应诊断与预警速度提高了30%，预警准确度达到90%。

（六）土地整理工程生态化设计技术

针对东部地区率先发展、精细农业发展的特点和要求，研发了路沟渠生态化设计技术，提出了基于精细化分区的农地整理田块规划设计技术，解决了现行农用地生态退化特别是生物栖息地环境的退化，土地结构、性状不利用于田间生物栖息繁衍、不利用农作物生长等问题。通过在福建小湖和辽宁大荒农场基本农田优质精细型土地整理项目区实验示范，表明该技术具有保持沟渠灌排顺畅、道路通行稳定耐久性能不降低，成本增加很少或有降低，生物繁衍栖息环境、土地质量有明显改善等优点。该技术对于建设具有生态化要求的高标准基本农田具有重要的实践意义和广阔的应用前景。

（七）土地整理质量生态型水土重构技术

研发了整理区“分层剥离、交错回填”的土壤剖面重构模式、提出了适宜于丘陵和平原地区的表土剥离回填技术，构建了土地整理区“剥离-重构-深松-选配”的水土重构技术体系，解决了整理土壤层次颠倒、土壤压实等造成的土地生产力低下的问题。该技术可以为作物生长提供良好的水土系统，通过在山东省新泰市天宝乡和肥城市王庄镇基本农田整理区示范表明，施加水土重构技术后平原地区玉米产量大幅提升，本技术适用于东部地区规模化土地整理。

三、示范成效与推广前景

在辽宁盘山、福建建阳、山西闻喜、黑龙江闫家岗、兵团农六师、贵州荔波和关岭、吉林大安等地开展了示范应用，一是推广应用近2万亩，建设了生态道路、生态沟渠、防护林、截流沟等生态工程，大面积改良了西北盐碱土、喀斯特贫瘠土壤；二是通过技术示范，土地平整精度较高、满足当地灌溉需要的坡度，技术应用后亩均产值大幅提升，加压滴灌节水率明显提高，通过生态设计和工程的实施为示范区动植物提供了更多的活动空间，明显改善了生态环境。项目组研发的关键技术可在类似土地整理项目区推广，实现了“研究开发-示范应用-推广应用-深入研发”的良性互动，提升了我国土地整理关键技术的研发和应用水平。

项目研究成果在土地整理领域的研究和管理等工作中发挥重要科技支撑作用，直接或间接产生巨大社会、经济效益。一是有望应用于国家、省级等土地整理部门，形成包括土地整理规划设计、施工技术、平整设备、信息化系统、评价与监测为一体的关键技术体系；二是通过在东部、中部和西部地区的综合示范应用为土地整理工作提供先进的技术手段和科学方法，加快地方土地整理工作整体推进步伐，为农业发展、农民增收提供技术保障；三是设备、软件成果推广应用于各级土地整理部门后，可提高科技成果转化率，为土地整理工作提供丰富的信息资源和先进的技术手段，从而有效提高相关部门工作的科学性和效率，增加部门经济效益。

“十二五”期间，国家将进一步加大土地整治力度，将建成4亿亩高标准基本农田，预计投入资金超过6000亿元。从长远来看，随着我国土地整治投入不断增加和深入开展，对土地整治高效施工、高标准基本农田建设、土地整治专用设备等相关高新技术精细施工设备和管理软件系统的的需求将日益增加，市场需求量不断加大，项目研究成果产业化推广前景十分广阔。