JIA | 扬州大学作物高产优质与轻简机械化栽培技术研究张洪程教授课题组优化耕整地模式提高机插水稻产量并减少温室气体排放的研究

机插是我国水稻的主要种植方式之一，而稻田也已成为温室气体排放的主要来源之一。耕整地是水稻生产的重要环节，耕整地通过扰动土壤而影响水稻的产量和温室气体排放，但关于优化耕整地模式，采用一体化旱耕整地模式是否有助于提高机插水稻产量和减少温室气体排放尚不清楚。

近期，扬州大学作物高产优质与轻简机械化栽培技术研究团队张洪程教授课题组完成的题为“Optimized tillage methods increase mechanically transplanted rice yield and reduce the greenhouse gas emissions”的研究论文在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文)，JIA)2024年4期正式发表。 

该研究解析了一体化旱耕整地模式降低了土壤容重，增加了土壤总孔隙度和氧化还原电位；增加了机插水稻的有效穗数，并通过群体颖花量和抽穗至成熟期阶段干物质积累量的提高实现了机插水稻产量的增加；通过降低甲烷排放量促进了水稻生长季温室气体排放量的降低，进而降低了单位稻谷产量下的温室气体排放量。通过耕整地模式优化，采用一体化旱耕整地模式有助于增加机插水稻产量并减少温室气体排放。

该研究以水稻生产上大面积应用的2种耕整地模式为对照，即旱旋+泡田+水旋耕整地模式（DPURT）、泡田+水旋耕整地模式（PURT）；优化耕整地模式为一体化旱耕整地模式（DBRT），该模式一次田间作业可以完成双轴旋耕秸秆还田、两次镇压和开沟等工序。相比较于DPURT和PURT，DBRT条件下稻田土壤容重降低7.1-13.4%，土壤总孔隙度增加6.2-12.9%，土壤氧化还原电位提高16.3-111.7%，促进了稻田土壤还原性的降低；DBRT下机插水稻有效穗数提高7.5-16.8%，并在稳定每穗粒数的基础上促进了群体颖花量的提高，增加了籽粒库容；DBRT下机插水稻在生育后期保持了较高的光合物质生产能力，成熟期干物质积累量和产量分别增加8.6-16.2%和7.5-26.7%，实现了高产。此外，相比较于DPURT和PURT，DBRT下水稻生长季甲烷累积排放量降低13.9-37.0%，氧化亚氮累积排放量增加13.5-70.1%，总排放量降低11.3%-16.9%，促进了了稻田温室气体排放的降低。

扬州大学作物高产优质与轻简机械化栽培技术研究团队张洪程教授为该文章的第一通讯作者，邢志鹏助理研究员为该文章的第二通讯作者，程爽博士为该文章的第一作者。该文章得到了江苏省重点研发计划项目(BE2022338)、江苏省农业科技自主创新项目(CX[20]1012)、江苏水稻产业技术体系项目(JATS[2022]485)和江苏省高校优势学科建设工程项目(RAPD)资助。

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https://www.science‍direct.com/science/article/pii/S2095311923001582

Cite the article:

Shuang Cheng, Zhipeng Xing, Chao Tian, Mengzhu Liu, Yuan Feng, Hongcheng Zhang. 2024. Optimized tillage methods increase mechanically transplanted rice yield and reduce the greenhouse gas emissions . Journal of Integrative Agriculture, 23(04): 1150-1163.

研究团队简介

张洪程教授（第一排右四）

作物高产优质与轻简机械化栽培技术研究团队

扬州大学农学院作物高产优质与轻简机械化栽培技术研究团队由张洪程教授领衔，团队长期致力于作物栽培与耕作学科研及推广工作，在作物栽培耕作轻型化、精确化、机械化等方面做了一系列开拓性工作，并取得了重要成果。在新型耕作栽培技术及其应用研究方面，以少免深轮耕与防早衰栽培技术突破，创建南方稻区少免耕与抛秧为主体的轻简化耕作栽培技术体系，替代了传统精耕细作，改变了千百年来亿万农民弯腰屈背的繁重劳作历史，实现了轻简化栽培与稳产增产的统一。在水稻丰产精确定量栽培理论与技术应用方面，以生育进程、群体动态、关键栽培措施精确定量理论与方法的突破，创建了水稻丰产定量化栽培技术，推动我国水稻栽培由定性为主向定量化跨越。在超级稻高产栽培关键技术及区域化集成应用方面，研究提出了超级稻增产瓶颈的破解理论，创建了标准化育秧、精确化机插、模式化调控为新内涵的机械化高产栽培技术，促进江苏水稻单产冠居全国主产区，对我国水稻机械化栽培起了重要引领作用。张洪程教授先后承担国家科技支撑计划、国家自然科学基金以及省部级重大或重点课题40多项，先后获国家科技进步二等奖4项、三等奖1项。

| 文稿由扬州大学农学院作物高产优质与轻简机械化栽培技术研究团队提供

Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.8，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中科院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。