稻油轮作是我国重要的水旱轮作种植制度之一,是我国粮油兼收重要的保障。江汉平原作为长江流域典型的水旱轮作种植区域,由于农民为追求高产高收和知识的有限,盲目施肥施药非常普遍,引发一系列粮食安全和环境问题。为进一步遏制化肥农药过量使用带来的危害,旨在控制不合理的化肥与农药投入前提下,保证作物产量和农民收入,探索出减量增效、绿色发展、资源节约、产品安全的可持续农业发展的种植技术模式。本研究于2017-2020年在湖北省江汉平原典型稻油轮作生产区域沙洋、荆州和洪湖三点开展田间试验,结合区域轮作生产特性构建了以秸秆还田、作物专用肥、高效低量无毒农药等综合防治为主的化肥农药减量综合技术模式,研究对稻油轮作产量、养分吸收、肥料利用率与农药防控、周年养分平衡与氨挥发以及土壤肥力的影响,以期为稻油轮作周年化肥农药减量增效提供科学依据。1.与习惯模式相比,在减少化肥24.2%～33.0%和农药40.9%～60.9%基础上,综合技术模式冬油菜生长基本不受影响,在油菜产量和地上部养分吸收等均无显著性差异,这主要与密度、根系生长、温度、湿度、病虫草害和抗倒伏性方面改善有关。相比习惯模式,综合技术模式提高了油菜出苗率8.9%和成株率24.4%;5-10 cm和10-20 cm群体根系根长密度、根表面积密度、根总体积密度和根重密度分别增幅36.1%、49.1%、16.7%、100.2%和82.1%、127.8%、25.0%、418.2%。在土壤温度与湿度方面,秸秆还田起到了保温保墒的作用,应对不同气候条件具有低温保温与高温降温的效果,保温和保墒作用分别以近地面0-5 cm、0-20 cm土层效果最佳。采用盾壳霉、低量无毒高效农药等可提高菌核病防效65.0%,越冬期和薹期杂草生物量分别减少15.5%～40.3%和-2.7～25.9%。相较习惯模式倒伏角度50.8°,综合技术模式平均倒伏角度18.3°,提高了0-20 cm、20-40 cm和40-60 cm基部茎秆抗折力。2.与习惯模式相比,在水稻季减少化肥24.0%～31.0%和农药36.0%～68.7%基础上,综合技术模式水稻产量、干物质积累与分配、养分吸收无显著性差异,但肥料利用率和农药防控大幅度提高。相比习惯模式,综合技术模式干物质积累增加了2.7%～3.9%,氮、磷、钾养分吸收分别增加1.3%、8.7%和-1.0%,肥料农学效率和偏生产力分别增幅52.9%～94.7%和36.3%～48.4%,农药综合防治效果增幅19.8%～60.7%。3.稻油轮作体系中氨挥发损失主要集中在水稻季,占周年氨挥发损失73.7%～96.9%。与习惯模式相比,综合技术模式能显著降低氨挥发速率,并延迟氨挥发峰值出现,周年平均损失29.5 kg/hm~2,可减少29.8%～51.3%氨挥发损失;降低了稻油轮作体系13.9%～14.3%氮素和53.1%～68.5%磷素的盈余,扭转了钾素亏缺,周年钾素盈余-29～53 kg K2O/hm~2。经过三年的田间试验,综合技术模式在实现化肥减量情况下,土壤有机质、全氮、速效钾和速效磷含量较基础土壤有小幅度增加。在经济效益方面,油菜和水稻季综合模式分别可实现节本增效457～1382元/hm~2、1441～1872元/hm~2,周年轮作平均增加收益2576元/hm~2。综上所述,江汉平原稻油轮作实行秸秆还田、作物专用肥、合理密植、农药综合防控等技术构建的化肥农药减施综合技术模式可保障油菜和水稻的养分需求和产量的稳定,有利于肥料利用率与农药防控的提高,减少土壤-作物体系氮磷养分的盈余并降低环境损失风险,扭转稻油轮作体系钾素亏缺,提高稻油轮作体系种植经济效益,是实现减量增效、增产增收、绿色发展的有效途径。