长江流域稻-油轮作系统产量差及其形成机理

Rice-rapeseed rotation system is one of the most important cultivation practices in Yangtze River Valley, providing important guarantees for China’s food and edible oil security. At present, the yields of rice and rapeseed are both stagnant and even decreasing. By exploring ways to narrow down yield gaps, and improve the total production and resource use efficiency, it is conductive to the sustainable development of rice-rapeseed rotation system. In previous studies, the estimation of yield gaps was generally carried out with a single crop. The analysis of yield gaps at a system level was less studied and the mechanism for yield gap formation is unclear. This study aims to use Global yield gap atlas (GYGA) system and agricultural production systems model (APSIM) to determine yield gaps for rice-rapeseed rotation system in Yangtze River Valley, understand the mechanism for yield gaps formation in major producing areas, and explore optimal cultivation practices to narrow down yield gaps, therefore provide guidance for high yield and high efficiency cultivation practices at rice-rapeseed rotation system level.

稻-油轮作是我国长江流域最重要的轮作模式，为我国粮食和食用油的安全供给提供了重要保障。目前生产中水稻和油菜的产量均呈停滞状态，甚至有降低的趋势。通过探究合理地缩小产量差的途径，提高总产和资源利用效率，有利于稻-油轮作系统可持续发展。前人围绕产量差进行的研究中多以单一作物为对象进行估算，将稻-油轮作模式下水稻和油菜作为一个系统，综合评估产量差的研究较少，系统产量差的形成机理尚不明确。本研究拟通过全球产量差评估系统GYGA和农业系统模型APSIM，探明我国稻-油轮作系统在长江流域的产量差及其形成机理，探究各主产区进一步缩小产量差的优化栽培调控措施，为稻-油轮作系统实现周年高产高效提供理论指导。

稻-油轮作是我国长江流域最重要的轮作模式，为我国粮食和食用油的安全供给提供了重要保障。目前稻-油轮作模式下，水稻、油菜的产量增长缓慢，存在栽培措施与资源配置存在不合理的现象，不利于产量和资源利用效率的进一步提高。本研究采用Global Yield Gap Atlas protocol中的一系列科学、系统的方法对我国稻油轮作系统的产量差进行评估，包括代表性气象站点的选取、数据的收集、模型的调参与校正以及面积加权升区等，探明该系统单产、总产的可提升空间大小，为稻-油轮作系统实现周年高产高效提供理论指导。总体来说，我国稻油轮作系统总产量差为40%，表明该系统产量具有一定的提升空间。具体而言，我国的稻油轮作系统潜在产量最高位于贵州省境内，最低地区位于四川东部。当前农民平均产量为最高地区位于四川东部、长江中下游流域以北的地区，而贵州和湖南南部地区最低。总产量差最小和最大的地区分别位于四川东部和贵州大部分地区。此外，研究还分为长江上、中、下游分别讨论了各省份的产量差提升空间。本研究评估了我国稻油轮作系统在不同主栽区的产量差和总产提升空间，筛选出总产提升空间大的地区，为政策的制定和投资提供理论依据，有利于我国未来稻油轮作系统的可持续发展。