长江流域稻-油轮作系统普遍面临茬口紧张、土壤黏重等挑战。在区域内主推的油菜五密栽培技术支撑下，无人机飞播已成为保障油菜适时播种、提高资源利用效率的核心策略。然而，高密度群体种内竞争加剧，茎秆强度弱化、根系构型恶化，使高产与抗倒伏之间的矛盾日益突出。

近期，华中农业大学油菜栽培生理团队完成的题为“Integrated no-tillage with UAV-sowing mitigates intraspecific competition and reinforces stem strength to achieve lodging-resistant and high-yield rapeseed under high-density planting”的研究在Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》，JIA）优先上线发表。该研究系统阐明了免耕结合无人机飞播这一农机农艺深度融合模式，如何通过缓解群体竞争、优化根冠协调、强化茎秆结构，从而协同实现油菜高产与抗倒伏的生理生态机制。

该研究通过连续两年的大田试验，设置了三种耕作播种方式：常规耕作人工撒播（CK）、免耕无人机飞播（N）、常规耕作无人机飞播（T），并结合三种播种量（S1: 3.75，S2: 5.25，S3: 6.75 kg ha⁻¹），系统探究了其对油菜群体竞争、个体表现、根茎发育及产量与抗倒伏性的影响。

缓解群体竞争，优化根冠协调

免耕无人机飞播（N）模式能显著降低群体相对竞争强度（RCI），较CK和T模式减少32.3%—37.7%，营造了低竞争胁迫环境。此环境下，植株将更多同化物分配至根系，使根系质量分数和根冠比分别提高27.0%—38.3%和30.8%—44.3%，增强了根系锚固与吸收能力。

激活木质化途径，强化茎秆结构

N模式下的适度竞争胁迫，可上调苯丙烷代谢途径关键酶（苯丙氨酸解氨酶PAL、过氧化物酶POD、肉桂醇脱氢酶CAD）活性7.6%—46.9%，从而驱动木质素、纤维素等结构碳水化合物合成增加6.8%—10.4%。同时，茎秆维管束数量及面积占比也显著提升，共同导致茎秆折断强度增加，倒伏指数降低18.6%—35.8%。

明确最佳农艺窗口，协同实现高产抗倒

研究首次量化了在N模式下协同实现高产与抗倒伏的最佳播种量窗口为5.25—6.75 kg ha⁻¹（即NS2与NS3处理）。在此窗口内，群体通过适度的密度补偿效应获得高产，而个体则通过上述“竞争缓解-结构强化”的级联反应维持强健抗倒能力，成功破解了高密度下的“倒伏-产量”矛盾。

该研究首次从“群体竞争-结构可塑性-功能强化-高产抗倒”的级联关系出发，系统阐明了免耕与无人机飞播两项技术集成的协同抗倒机制，突破了传统单靠施肥或品种改良的局限，为长江流域稻-油轮作区油菜的绿色高产高效栽培提供了创新的理论依据和切实可行的精准农艺方案。

华中农业大学油菜栽培生理团队蒯婕副教授为该论文的通讯作者，博士生谭晓强为论文第一作者。团队周广生教授、汪波教授、王晶副研究员、徐正华副教授、赵杰副研究员、王宗铠博士为本研究提供了重要支持和指导。该研究得到了国家重点研发计划（2024YFD2300303）和湖北省重点研发计划（2023BBB028）的资助。

Cite the article:

Xiaoqiang Tan, Mingqiang Bai, Sijia Wang, Zongkai Wang, Lei Zhang, Dongxu Luo, Pan Gao, Yang Xu, Chengchi Zhang, Yuzhe Chen, Haicai Fu, Yan Xie, Bo Wang, Jie Zhao, Zhenghua Xu, Jing Wang, Jie Kuai, Guangsheng Zhou. 2026. Integrated no-tillage with UAV-sowing mitigates intraspecific competition and reinforces stem strength to achieve lodging-resistant and high-yield rapeseed under high-density planting. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2026.04.008

https://doi.org/10.1016/j.jia.2026.04.008

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