水稻灌溉用水占全球灌溉总量的30%以上。由于气候变化和人类活动的加剧，水稻灌溉需水与供水的矛盾日渐突出，制约水稻的可持续生产。干湿交替灌溉（AWD）是国际水稻研究所推荐的高效节水模式，但大量试验表明，该模式存在水稻减产风险，阻碍了该模式的推广应用。

针对上述问题，研究团队开展全球稻田干湿交替灌溉控制试验的数据挖掘，发现灌溉间歇的最低土壤水势是决定AWD如何影响水稻产量的关键指标。在此基础上，综合应用深度学习、过程模型与控制试验数据，绘制了亚洲稻田干湿交替灌溉土壤水势阈值图（图1）。与国际水稻研究所推荐的AWD模式相比，该团队提出的新模式实现水分利用效率在全球37%的水稻灌溉面积显著提高且保障水稻稳产，其中印度、孟加拉和中国长江下游等国家或地区是优先推广区，为进一步优化亚洲稻田（约占据全球88%稻田面积）的水分管理提供了科学依据。 

图1 干湿交替灌溉土壤水势阈值空间分布(a)及新灌溉模式的优先推广区(b)

图a柱状图下方数字为土壤水势阈值范围（在空间栅格中以不同颜色区分），柱状图上方数字为相应阈值范围水稻灌溉面积占全球水稻灌溉面积的比例（%）图b橙色区域为新灌溉模式优先推广区

该研究以“Improved alternate wetting and drying irrigation increases global water productivity”为题，于2024年11月21日发表在《Nature Food》期刊。我校周丰教授和北京大学王旭辉研究员为通讯作者，北京大学薄岩博士为第一作者，合作者包括埃克塞特大学Kees Jan van Groenigen教授、加州大学戴维斯分校Bruce A. Linquist教授、波茨坦气候影响研究所Christoph Müller研究员、国际水稻研究所Tao Li研究员、扬州大学杨建昌教授、哥伦比亚大学Jonas Jägermeyr研究员和北京大学环境科学与工程学院覃栎研究员。该研究得到了国家自然科学基金项目（42361144876、42225102、42171096）的支持。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s43016-024-01081-z