长江中下游稻-麦轮作系统生命周期环境影响评价——以江苏南京为例

长江中下游地区是我国稻麦主产区,辨析该区农业生产过程的环境效应,可为实现农业绿色发展提供理论指导。以稻麦轮作典型生产区江苏南京为例,应用生命周期评价方法对该系统生命周期的资源消耗和污染物排放清单进行分析和评价。结果表明:在该稻-麦轮作体系中,水稻生命周期的环境影响主要是富营养化、水体毒性、环境酸化和土壤毒性,环境影响指数分别为2.32、0.76、0.33和0.27;而小麦生命周期的环境影响主要为富营养化、水体毒性、土壤毒性和环境酸化,环境影响指数分别为2.50、2.09、0.32和0.23。肥料、农药、柴油的生产和使用是引起能源消耗和气候变暖的主要因素;农户超量施用氮肥是造成潜在环境酸化和富营养化的关键;农药的使用是造成水体毒素和土壤毒素的最主要原因;而氮肥和农药投入对人类毒性均有较大影响。因此,在工业领域加快新型能源开发,实施清洁生产;在农业领域优化田间管理措施(如减少氮肥施用、研发多功能一体化农机及推广低毒高效农药)能有效控制长江中下游地区稻麦生产负面环境影响,提高该区农业可持续发展能力。     

不同麦秸还田方式对周年稻麦轮作农田碳足迹的影响

为明确麦秸不同还田方式对稻麦轮作农田碳足迹的影响，该研究通过开展两年的大田试验，设计了3种麦秸还田方式（麦秸旋耕还田、麦秸翻耕还田和麦秸沟埋还田），并以麦秸不还田为对照，采用静态箱-气相色谱法连续两年对农田温室气体排放进行监测，并对不同麦秸还田方式的生产资料投入和生产过程碳排放及温室气体排放进行全面分析。结果表明：(1）与不还田相比，麦秸还田显著增加了稻季日均CH4排放，稻麦周年全球增温潜势95%来自稻田CH4排放；（2）在水稻季，农田CH4排放占碳足迹总量比例最大，3种麦秸还田方式中，麦秸沟埋还田处理下碳足迹最小，且能比麦秸旋耕还田处理减少4.9%；(3）在小麦季，化肥投入造成的碳足迹所占比例最大，为64.5%~77.4%，其次是土壤N2O的排放；（4）从整个稻麦周年轮作系统来看，与麦秸旋耕还田和麦秸翻耕还田处理相比，麦秸沟埋还田处理能分别减少4.6%和3.6%的周年碳足迹及8.7%和4.9%的周年单位产量的碳足迹。因此，对于稻麦轮作地区，采用麦秸沟埋还田能在一定程度上降低农业生产过程中的碳足迹。