项目属于农业科学技术领域。针对稻田生产过程中的甲烷排放高和氮磷养分流失等环境问题，在兼顾高产稳产的基础上，从品种筛选以及稻田管理措施和硬件设施着手，以降低稻田生产温室气体排放强度、削减面源污染为目标，系统研究稻田系统低碳生产关键技术，并依据品种特性和区域特点进行推广应用，主要创新成果如下：

1、高产低排品种筛选及甲烷减排机制研究：以温室气体排放强度（单位产量二氧化碳排放当量）为主要评价指标，筛选出高产低排中稻品种6种以及早晚稻品种各8种；研究发现，中稻品种的地上部产量和甲烷排放呈显著正相关关系；而早晚稻品种的地上部指标与甲烷排放没有显著相关性，但地下部的根系泌氧能力、根冠比等指标显著影响甲烷排放，揭示了中稻品种影响甲烷排放过程、早晚稻品种影响根际土壤甲烷生成过程的特性。

2、基于农艺措施优化的低碳生产关键技术：通过评估施氮水平对氮素利用与流失的影响，明确了稻田最佳施氮量（比常规减氮24%）；并在氮肥减量基础上，结合轮作制度优化以及秸秆发酵还田将稻田温室气体排放强度降低26%；首次研发出缓释肥和秸秆单次配施作为基肥的高效缓释肥施用技术，通过叠加缓释肥控制氮素释放速度与秸秆提高土壤氮素固持能力的效应，使氮素利用率提高59%，形成基于氮素减量、轮作优化及高效施肥技术的低碳生产关键技术。

3、基于稻田设施改造的低碳生产关键技术：针对稻田排水不定期和水质不均衡的特点，形成稻田排水悬浮物促沉技术并进行装置化，利用装置内填料的吸附与沉淀作用，对稻田排水中悬浮物的削减率达到74%，总磷、总氮和氨氮的削减率分别为44%、32%和41%，实现稻田排水污染物原位快速净化效果，达到控制稻田面源污染排放的目的。

4、基于品种与地域特性的低碳生产关键技术：(1)利用高产低排早晚稻的品种特性，结合湖南地域特性开展稻鸭共育，首次采用大型稻鸭全覆盖式采样系统对温室气体减排效果进行评估。通过稻鸭共育促进水稻根系活力，增加根系泌氧能力，强化早晚稻对根际土壤甲烷生成的抑制效果，降低温室气体排放强度14-47%；(2)利用节水抗旱稻抗旱性强的品种特性，结合皖北地域条件进行旱管种植，在保证产量的前提下降低温室气体排放强度92%；首次评估了大规模旱管种植节水抗旱稻的温室气体减排效果，确立了基于品种与地域特性的低碳生产关键技术。

项目发表论文30篇；授权发明专利6项，实用新型1项。在上海郊区累计应用高产低排品种、高效施肥及稻田排水促沉净化等低碳生产技术9900亩；在湖南省累计应用高产低排早晚稻品种18800亩、稻鸭共育技术13200亩；在安徽省累计推广应用节水抗旱稻减排温室气体技术90.5万亩次，减排稻田温室气体58.9万吨二氧化碳当量，削减氮素流失126.5吨。项目构建的稻田系统低碳生产技术体系为我国稻田生产向绿色低碳转型发展提供技术支撑，同时也是国际上应对气候变化等全球性环境问题的重要内容，应用前景广阔。