水稻配套生产技术研究团队针对新品种优质绿色丰产技术配套不够的问题，围绕量质协同、养分管理、丰产减排等研究方向，以优质食味水稻品种宁香粳9号为核心，以水稻机插缓混一次施肥技术为基础，进行全产业链技术创新集成，形成以重大品种宁香粳9号、重大技术水稻机插缓混一次施肥技术为主体的优良食味稻米绿色高效生产技术体系并加以规模化推广。新增国家自然科学基金项目2项、横向项目10项，在Nature Communications、Global Change Biology、Soil Biology & Biochemistry等期刊发表论文20余篇。

团队负责人： 丁艳锋 教授

一、研究进展

气候变化日益加剧，大气CO₂浓度持续升高，2024年大气CO₂浓度已经达到424 ppm。大气CO₂浓度升高会刺激水稻叶片光合作用，提高水稻产量。不同水稻品种对大气大气CO2浓度升高存在较大差异，但差异的潜在机制仍然不清楚。利用meta分析发现水稻产量对大气CO₂浓度升高响应差异主要与品种类型有关。籼稻对大气CO₂浓度升高的响应明显高于粳稻。通过多品种试验发现大气CO₂浓度升高与水稻品种对硝态氮吸收有互作效应，即大气CO₂浓度升高对籼稻硝态氮吸收的增加量明显高于粳稻的。大气CO₂浓度升高也能促进铵态氮的吸收，但籼稻和粳稻的大气CO₂浓度升高促进效应没有明显差异。因此，籼稻对大气CO₂浓度升高的响应明显高于粳稻可能与籼稻硝态氮吸收能力更强有关。利用华粳籼、华粳籼背景近等基因系、中华11、 中华11背景dnr1突变体为材料发现，高硝态氮吸收能力的籼稻品种华粳籼对大气CO₂浓度升高的响应显著高于低硝态氮吸收能力的近等基因系；低硝态氮吸收能力的中华11对大气CO₂浓度升高的响应显著低于高硝态氮吸收能力的dnr1突变体。这些研究结果证实了籼稻、粳稻对大气CO₂浓度升高的响应差异与硝态氮吸收能力有关，相比较于粳稻DNR1，籼稻DNR1可以增加水稻产量和提高氮肥利用效率，尤其是大气CO2浓度升高的情况下。

氮肥是影响粮食产量和温室气体排放的重要因素。然而，氮肥施用对稻田甲烷（CH₄）排放的效应依旧扑朔迷离，即正效应、负效应或无影响都常被报道，这严重影响了稻田CH₄排放预测的准确性和稻田减排策略的制定。利用Meta分析和多年试验发现，施氮对酸性稻田CH₄排放的增排效应大于中性、碱性稻田。其机制是施氮对酸性稻田土壤有机物分解和产甲烷菌活性的促进效应更强。据Meta分析推测氮肥施用已导致全球稻田单位面积和单位产量CH₄排放量分别增加了52%和8.2%。本研究可以增强对全球稻田CH₄排放的科学认识，并为低碳排放的稻作技术创新和CH₄排放模型改进提供科学依据。

二、科研产出

1. 代表性论文

[1]. Liu et al., Variation in a single allele drives divergent yield responses to elevated CO₂ between rice subspecies, Nature Communications, 2024, in press；

[2]. Tang et al., Soil pH determines nitrogen effects on methane emissions from rice paddies, Global Change Biology, 2024, 30, e17577