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本項(xiàng)目依托國家自然科學(xué)基金青年基金（施用生物炭對(duì)寒地水稻生長與稻田溫室氣體排放的影響及其機(jī)理研究，編號(hào)：31501263，23.44萬元，2016.01-2018.12）、國家科技支撐計(jì)劃（農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體減排增效關(guān)鍵技術(shù)集成及示范，編號(hào)：2015BAC02B02，515萬元，2015.04-2017.12）、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題（黑龍江稻田培肥與耕作技術(shù)篩選及其效應(yīng)研究，編號(hào)：2016YFD0300909-02，105萬元，2016.01-2020.12）和黑龍江省省院科技合作項(xiàng)目（水肥管理對(duì)寒地粳稻生產(chǎn)力和稻田CH4和N2O排放的影響，編號(hào)：HZ201209，30萬元，2012.10-2014.12）等項(xiàng)目。
CH4和N2O是引起全球變暖的兩種重要的溫室氣體，其濃度的增加加劇了全球溫室效應(yīng)。水稻是我國第一大口糧作物，甲烷是全球第二大溫室氣體，我國稻田排放了全國40%的農(nóng)業(yè)甲烷。黑龍江松嫩、三江兩大平原作為我國重要的粳稻主產(chǎn)區(qū)和商品糧生產(chǎn)基地，近幾年水稻種植面積穩(wěn)定在6000萬畝左右，約占全省糧食種植面積的30%，占全國粳稻總面積的50%左右，對(duì)于保障我國口糧有效供給具有舉足輕重的作用，但水稻單產(chǎn)從6.9噸/公頃到7.5噸/公頃，穩(wěn)產(chǎn)性差。此外，寒地稻田溫室氣體減排也是我國碳中和國際承諾的戰(zhàn)略需求。因此，急需創(chuàng)新水稻豐產(chǎn)減排協(xié)同的理論和技術(shù)，助力糧食安全與碳中和的雙贏。
本項(xiàng)目旨在創(chuàng)新寒地稻田溫室氣體減排的技術(shù)與理論，揭示水稻品種生產(chǎn)力與稻田溫室氣體排放的協(xié)同機(jī)制，明晰豐產(chǎn)與甲烷減排的關(guān)鍵時(shí)期和決定因子，提出“增加氧氣-培育壯根-促進(jìn)氧化”的豐產(chǎn)增效與溫室氣體減排的協(xié)同理論，研發(fā)豐產(chǎn)增效與溫室氣體減排協(xié)同的關(guān)鍵技術(shù)并推廣應(yīng)用，為保證我國口糧安全和溫室氣體減排提供重要的科學(xué)理論與技術(shù)支撐，助力我國農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)。
為此，形成了如下的創(chuàng)新點(diǎn)和主要技術(shù)指標(biāo)：
創(chuàng)新點(diǎn)1：闡明了寒地高產(chǎn)低碳排放品種的減排效果和機(jī)理。篩選出高產(chǎn)低碳排放水稻品種5個(gè)，揭示了水稻品種生產(chǎn)力與稻田甲烷排放的地上地下互作效應(yīng)及其協(xié)同機(jī)制。
創(chuàng)新點(diǎn)2：創(chuàng)新了寒地水稻豐產(chǎn)與溫室氣體減排的協(xié)同理論。明確了分蘗期和孕穗期是甲烷減排的關(guān)鍵時(shí)期，豐產(chǎn)與減排協(xié)同關(guān)鍵在于增加水稻生長前期稻田土壤中的氧氣含量，提出了豐產(chǎn)與甲烷減排的關(guān)鍵協(xié)同理論，明確了收獲指數(shù)
與水稻氧化亞氮排放呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。
創(chuàng)新點(diǎn)3：研發(fā)了寒地好氧耕作和增氧增效栽培的甲烷減排關(guān)鍵技術(shù)并構(gòu)建了水稻豐產(chǎn)增效與稻田減排稻作新模式。研發(fā)了旱耕濕整、輪耕（一年翻耕，一年旋耕）好氧耕作、增密調(diào)肥與控水灌溉的增氧增效栽培技術(shù)；構(gòu)建了秸稈還田下寒地水稻豐產(chǎn)增效與稻田減排稻作新模式。
項(xiàng)目共計(jì)授權(quán)專利12件，其中發(fā)明專利6件；出版著作4部；發(fā)表論文35篇，其中SCI論文24篇；制定地方標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)；部分內(nèi)容獲得中國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展研究會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。2021年入選“科創(chuàng)中國”主推技術(shù)和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳十大技術(shù)模式》；入選生態(tài)環(huán)境部第四批國家重點(diǎn)推廣的低碳技術(shù)；2022年入選農(nóng)業(yè)農(nóng)村部糧油生產(chǎn)主推技術(shù)。三年累計(jì)在綏化、佳木斯、建三江等地推廣面積488萬畝，溫室氣體減排106.8萬噸，新增效益4.37億元，取得了顯著的社會(huì)、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。
該項(xiàng)成果整體達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，其中寒地水稻增密調(diào)肥與控水灌溉減排技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。