可持续水稻生产中耕作方式与氮管理策略对全球变暖潜能、生态效率及水分利用效率的权衡研究

本综述系统评估了不同水稻种植方式（如移栽与直播）与氮肥管理策略对产量、全球变暖潜能（GWP）、水分利用效率（WUE）、碳效率比（CER）及生态效率的影响。研究表明，直播水稻（DSR）结合纳米尿素可显著降低GWP（50.5%）、提升生态效率（44.4%），为协调粮食安全与环境保护（SDG 2和13）提供优化路径。

　　

Highlight

缩写

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  CER：碳效率比
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  GWP：全球变暖潜能
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  GHG：温室气体
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  DSR：直接直播水稻
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  NU：纳米尿素
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  RDN：氮肥推荐用量
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  SDG：可持续发展目标
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  WUE：水分利用效率

研究地点与气候条件

田间试验于2022–23年与2023–24年的雨季后期（9月至次年1月）在印度卡纳塔克邦曼迪亚的维什韦什瓦拉亚运河农场进行。试验点位于南干区，土壤为砂质黏壤土，容重1.32 g cm^?3，pH 7.89，有机碳含量中等。

水稻生长与产量性状

耕作方式与氮管理策略显著影响水稻形态、根系发育及产量构成（表1）。移栽法（M1）在叶面积指数（4.25）、分蘖数（22.30株/穴）、干物质积累（69.77 g/株）、根系体积（34.51 cm³/穴）及根系表面积（1462 cm²/穴）等指标上表现最优，产量达4997 kg ha^?1；湿直播法次之。

生长与产量解析

移栽法的优势源于21天健壮秧苗定植后，土壤环境经翻耕捣碎后杂草少、水分渗漏减少、养分溶解度高，共同促进幼苗快速建立。此外，移栽可能通过提前叶龄周期增强光合效率。

结论

增加灌溉与氮肥虽可提高产量，但会加剧环境负担。本研究明确了不同耕作与氮管理下水稻产量、GWP及生态效率的权衡关系。干直播水稻（DSR）结合100% RDN与纳米尿素叶面喷施，可同步降低GWP、提升水分与氮素利用效率，是实现可持续水稻生产的优选策略。