[目的]稻麦轮作是我国长江下游粮食主产区一种主要的种植制度,系统分析稻麦轮作系统碳足迹构成对于实现该地区低碳农业具有重要的意义。[方法]文章基于农户调研数据,运用农业碳足迹理论及生命周期法定量研究长江下游地区稻麦轮作系统碳足迹大小及组成,并进一步分析碳足迹影响因素。[结果](1)长江下游地区稻麦轮作系统单位产量、单位生物量、单位产值碳足迹分别为0.50kgCO_2-eq/kg、0.22kgCO_2-eq/kg和0.22kgCO_2-eq/CNY。CH_4和N_2O排放、柴油、肥料为长江下游地区稻麦轮作系统碳排放主要来源,分别占稻麦生产碳足迹的65%、53%、11%～22%和15%～20%。(2)在调研的稻麦田中发现农资投入中氮肥的施用量和柴油消耗量都与碳足迹呈现显著正相关关系,而种植规模与碳足迹呈现显著负相关关系,与小规模稻麦种植相比,大规模稻麦种植单位产量碳足迹分别降低了7.4%和20.9%。(3)作物生产的碳足迹可能受到农场规模、气候条件以及作物管理实践的影响。[结论]发展稻麦轮作系统节肥、节水及免耕技术,构建规模化的低碳种植模式必将成为未来中国长江下游地区稻麦轮作模式应对气候变化发展低碳农业的重要举措。

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。

[目的]本文旨在获取长江下游稻麦轮作区水稻与小麦机收环节的土壤扰动信息,评价该区在全程机械化条件下各机械化作业环节对土壤系统的影响。[方法]于该区连续开展3个作物季的田间调查,结合贯入阻力和微地貌测试,同时辅以取样法监测土壤含水率及容重。[结果]综合微地貌测试仪、土壤紧实度仪及土壤取样等方法获得的多维度土壤物理指标能够准确反映出中小型稻麦联合收割机对土壤的影响。水稻机收环节的微地貌破坏严重,麦收环节机械对土壤的破坏显著降低。收割机并不造成耕作层土壤容重显著变化,表明稻作制的机械-土壤关系特殊。基于多季、不同作物及不同土层数据的统计分析进一步表明,在该区开展农机安全生产的土壤含水率上限为35%,土壤紧实度下限为1 MPa。履带式中小型收割机造成的土壤压实面积比最低(40%),微地貌破坏能够影响全耕层,因此现有的机械设计准则需要针对稻麦轮作制的区域农业特点进一步修订。[结论]本文组装设计的土壤扰动区域调查方法可为农业智能化农情信息装备的研发提供借鉴,所得的机收土壤扰动结果也可为土壤质量精准管理提供参考。

在对快递碳足迹的相关研究进行综述的基础上,基于生命周期评价原理,将快递生命周期碳排放源主要分为运输环节消耗的燃油、城市内运营管理和中心分拣建包(集包)环节消耗的电能以及包装环节消耗的快递包装及耗材三个方面,运用排放因子法构建了快递碳足迹核算模型,并采用案例分析法核算快递生命周期各个阶段的碳排放量,分析各个阶段的碳排放量大小,从而制定有针对性的措施利于快递服务企业实现节能减排。研究结果显示,在单个快件生命周期的碳足迹中,快递包装产生的碳排放比例最大,电能次之,燃油最小。

[目的]稻田通过排放温室气体和活性氮对生态环境带来影响，系统分析江苏不同稻田轮作模式碳、氮足迹及其构成。[方法]以江苏新型经营主体为调查对象，利用生命周期评价方法定量分析江苏不同稻田轮作模式碳、氮足迹及其构成。[结果]不同稻田轮作模式单位面积碳足迹和单位面积氮足迹从高到低依次为稻麦轮作（18.22 t·hm~(-2)和139.54 kg·hm~(-2)）、稻油轮作（13.20 t·hm~(-2)和101.65 kg·hm~(-2)）、稻绿肥轮作（10.20 t·hm~(-2)和73.19 kg·hm~(-2)），单位产量碳足迹和氮足迹在不同轮作模式间差异不显著。不同稻田轮作模式单位面积碳、氮足迹存在区域差异，稻麦单位面积碳、氮足迹和稻油单位面积氮足迹从高到低依次为苏北地区、苏中地区、苏南地区，稻油轮作单位面积碳足迹和稻绿肥轮作单位面积碳、氮足迹在不同地区差异均不显著。对单位产量氮足迹而言，稻麦轮作单位产量氮足迹在不同地区差异显著，而稻麦轮作单位产量碳足迹、稻油和稻绿肥轮作单位产量碳、氮足迹在不同地区差异均不显著。不同轮作模式碳足迹主要来源CH_(4)排放和氮肥使用导致的碳足迹，占比分别为46.6%～50.7%和23.9%～25.2%。氮肥施用导致的氨挥发、氮素径流、氮素淋失及氮肥投入是不同稻田轮作模式氮足迹的主要来源，占比分别为52.2%～59.0%、14.6%～20.21%、8.7%～10.8%和7.8%～7.9%。[结论]稻油轮作和稻绿肥轮作模式是一种较为低碳和低氮的轮作模式，而考虑粮食安全，选择稻麦轮作模式优于稻油轮作和稻绿肥轮作模式。

[目的]通过分析氮磷钾不同养分限投对稻麦产量和养分吸收的影响，明确土壤养分的持续供应能力，为长江下游稻麦轮作农田精确施肥策略的制定提供参考。[方法]选择当地主推稻麦品种，以常规施肥模式为对照，设置不施氮肥、不施磷肥、不施钾肥和氮磷钾肥均不施四种周年养分限投模式，开展多年定位试验，研究稻麦轮作农田作物生产的限制养分。[结果]氮是水稻、小麦产量和养分吸收的最主要限制养分，不施氮肥和氮磷钾肥均不施处理的作物产量及氮磷钾吸收量均较低。水稻产量及氮磷钾吸收量均随氮肥限投年限而下降，并可分别用多项式方程（y=a-bx+cx~(2)，P<0.05）。与水稻表现不同，磷肥限投影响小麦产量形成，而钾肥限投处理不影响小麦产量；磷肥、钾肥限投均降低了小麦磷钾吸收量，磷肥限投的磷、钾吸收量分别减少27%和23%，钾肥限投分别减少17%和38%。小麦产量和养分吸收量随磷钾肥限投年限增加未表现出规律性变化。[结论]氮肥投入在作物施肥管理中不可或缺；在一定年限内，土壤养分供应可以缓冲磷钾限投对作物生产的不利影响，但具体限投养分应针对不同作物区别对待。

[目的]通过分析氮磷钾不同养分限投对稻麦产量和养分吸收的影响，明确土壤养分的持续供应能力，为长江下游稻麦轮作农田精确施肥策略的制定提供参考。[方法]选择当地主推稻麦品种，以常规施肥模式为对照，设置不施氮肥、不施磷肥、不施钾肥和氮磷钾肥均不施四种周年养分限投模式，开展多年定位试验，研究稻麦轮作农田作物生产的限制养分。[结果]氮是水稻、小麦产量和养分吸收的最主要限制养分，不施氮肥和氮磷钾肥均不施处理的作物产量及氮磷钾吸收量均较低。水稻产量及氮磷钾吸收量均随氮肥限投年限而下降，并可分别用多项式方程（y=a-bx+cx~(2)，P<0.05）。与水稻表现不同，磷肥限投影响小麦产量形成，而钾肥限投处理不影响小麦产量；磷肥、钾肥限投均降低了小麦磷钾吸收量，磷肥限投的磷、钾吸收量分别减少27%和23%，钾肥限投分别减少17%和38%。小麦产量和养分吸收量随磷钾肥限投年限增加未表现出规律性变化。[结论]氮肥投入在作物施肥管理中不可或缺；在一定年限内，土壤养分供应可以缓冲磷钾限投对作物生产的不利影响，但具体限投养分应针对不同作物区别对待。

在分析冷链概念及冷链物流构成的基础上,以新鲜番茄为例,通过目标分析与范围界定、确定功能单位、系统边界和假设以及数据收集,计算了新鲜番茄生命周期各个阶段的碳排放。研究结果表明,生产方式和运输方式是影响番茄碳排放的主要因素。在其他条件均相同时,温室生产番茄是塑料薄膜生产番茄CO2排放的1.66倍(公路运输)和2.83倍(海运)。随着运输距离的增加,海运造成的碳排放分别是公路运输造成碳排放的27.3%(运输距离为1 000km)、22.2%(运输距离为1 500km)、19.3%(运输距离为2 000km)。可见,随着运输距离的增加,海运造成的碳排放以递减的方式小于公路运输造成的碳排放。研究结果表明...

[目的] 核算马铃薯碳足迹，分析马铃薯碳足迹变化特征，探寻碳减排途径，为农业固碳减排和实现碳达峰碳中和目标提供数据支撑。[方法]文章利用生命周期评价法（LCA）对2011—2020年中国马铃薯种植阶段的碳足迹进行核算，研究分析各种植区以及省级马铃薯碳足迹年际变化和马铃薯碳足迹构成，为马铃薯典型种植区提供减排建议。[结果]2011—2020年中国省级马铃薯碳排放总量呈现波浪式下降趋势。在时间尺度上，马铃薯单位面积碳足迹呈现明显的上升趋势，年均增长77.5kg CO_(2)eq/hm~(2)（p<0.01）；单位产量碳足迹呈现缓慢降低趋势，平均每10年下降0.129t CO_(2)eq/t （p<0.1）；在空间尺度上，北方一作区和西南单双季作区的马铃薯的单位面积碳足迹处于正增长状态，马铃薯的单位产量碳足迹在除甘肃、新疆以外的大部分地区处于减少状态，马铃薯还有很大的减排空间。在马铃薯碳足迹构成中，肥料（77.72%）是马铃薯种植阶段碳足迹的主要来源，其次是农膜（9.64%）和灌溉（8.46%）。[结论]综合比较马铃薯各地区的碳足迹发现，西南单双季作区和南方冬作区的减排潜力最大，其次是中原二作区和北方一作区，马铃薯减排重心逐渐南移。马铃薯减排增产已取得了阶段性成果，未来仍有很大发展空间，其中肥料是马铃薯减排的主要入手点，各种植区应制定适合本区特征的减排方案，大力推广先进减排技术，实现马铃薯减排与增产协同发展。

对现有ISO及各国发布的LCA碳足迹核算标准体系与实践进行梳理,对不同标准间所存在的核算单位、范围等核心要素进行剥离和识别,并将各国标准置于一个比较分析的框架中。结论表明,虽然各个标准存在一些差异,但是国际化和普适性已经成为未来LAC碳足迹核算体系发展的共识。提出我国的LCA碳足迹核算标准体系应做到尽量与国际接轨的同时,还要考虑到本土特色,并增强标准的适用广度。

为探索南方紫花苜蓿(Medicago sativa)种植新途径，建立长江中下游地区紫花苜蓿和玉米(Zea mays)周年轮作栽培模式，本研究开展了紫花苜蓿冬闲田栽培技术和轮作玉米栽培技术研究。紫花苜蓿栽培试验设置了对照(不施肥)和施肥(NPK复合肥)处理；轮作玉米试验设置了原位添加苜蓿绿肥(紫花苜蓿种植地)、异地添加苜蓿绿肥(未种植紫花苜蓿地)和不添加苜蓿绿肥(对照) 3个处理，添加量为3 000 kg·hm~(-2)苜蓿干草。结果表明：秋播紫花苜蓿可分别于次年4月初和5月中旬刈割两茬。其中，施肥显著提高了苜蓿产量和叶蛋白质含量(P <0.05)。本研究结果表明，紫花苜蓿与饲用玉米周年轮作是长江中下游地区一种高效、可持续的轮作栽培模式，既可获得紫花苜蓿和玉米双丰收，又可有效改善农田土壤质量。

科学评价人类活动对水资源的影响是实现水资源可持续利用的前提。对比目前广泛应用的以虚拟水理论为基础的水足迹计算方法,详细介绍了基于生命周期评价(LCA)的产品水足迹计算方法,并以我国小麦生产为例进行实证研究。与虚拟水方法相比,LCA方法评价结果体现了水资源利用的环境影响,便于不同产品、不同生产阶段以及不同产地产品间水足迹的比较。实例研究表明:我国黄河、海河流域小麦水足迹平均为1 262 L H2Oe.kg-1,而长江流域仅为31 L H2Oe.kg-1;小麦生产对我国极度缺水的北方造成的压力远高于水资源较为丰富的南方地区。LCA方法能科学评价农产品生产对水资源的影响,为我国保障粮食安全和水资源可...

在保障粮食安全的同时降低碳排放是当前农业种植结构优化过程中迫切需要解决的问题。为探究长江下游稻田不同种植制度对温室气体排放的影响及其碳足迹，设置4种稻田种植制度处理：一年一熟的冬闲-水稻以及一年两熟的紫云英-水稻、冬油菜-水稻、冬小麦-水稻，连续两年采用静态暗箱-气相色谱法监测土壤甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）排放，运用生命周期评价法估算农田生产过程和农业生产投入引起的直接和间接温室气体排放，并进行碳足迹分析。结果表明：（1）一年两熟种植制度较一年一熟的冬闲-水稻增加周年CH₄排放17.5%～64.5%、N₂O排放60.7%～139.8%以及土壤有机碳固定量17.3%～37.2%;（2）在考虑土壤固碳的情况下，不同种植制度的土壤有机碳固定能抵消26.6%～35.6%的温室气体排放，冬小麦-水稻、冬油菜-水稻、紫云英-水稻单位面积净碳足迹两年平均分别为13.79、11.83和9.07 t CO₂-eq·hm^-2,较冬闲-水稻(7.63 t CO₂-eq·hm^-2)分别增加80.6%、55.0%和18.8%;（3）稻田生态系统碳足迹主要来自土壤CH₄排放（61.8%～67.4%）,其次是氮肥施用（18.3%～23.9%）,而后为N₂O排放（3.3%～5.2%）和柴油的使用（2.2%～2.8%）;（4）一年两熟有利于增加周年产量和产值，非水稻季种植粮油作物能显著提高种植净收益，不同种植制度单位产量和单位产值碳足迹的差异不大。因此，冬闲-水稻是长江下游稻田最为低碳的种植制度，综合碳排放、粮食安全和经济产出，冬小麦-水稻、冬油菜-水稻明显优于冬闲-水稻；发展甲烷减排和氮肥减施技术是降低稻田生态系统碳足迹的重要途径。

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。

【目的】明确长江中下游稻区不同水旱轮作模式与氮肥水平对稻田CH_4排放的影响。【方法】以2003年至今的4种水(水稻)旱轮作长期定位试验为基础(分别为水稻-休闲(RF),水稻-紫云英(RC-G),水稻-小麦(RW)和水稻-稻草覆盖种植马铃薯(RP)),并设置3个氮肥水平,分别为N_0(0)、N_1(142.5 kg N·hm~(-2))和N_2(202.5 kg N·hm~(-2))。于2016—2017利用静态箱-气象色谱法,在田间采集并测定水稻生长季CH_4排放。【结果】(1)轮作模式与氮肥互作对稻田CH_4排放的影响主要集中在移栽后7—30 d内,其CH_4累积排放量约为整个生育期的51.9%—72.3%。(2)轮作模式与氮肥水平对稻田CH_4排放存在显著的互作效应;N_0水平下,冬季作物栽培(包括RP、RW和RC-G)显著提高稻季CH_4累积排放量,与RF相比分别增加74.1%—145.1%、68.5%—109.9%和56.4%—108.6%。(3)增施氮肥(N_1和N_2)后,CH_4排放对轮作模式的响应出现分化。其中,RF、RP和RW模式下稻季CH_4排放量随氮肥施用量的增加而逐渐增加;N_2水平下,RP、RW和RF的CH_4累积排放量分别为51.2—55.8、45.3-51.5和25.0—30.5 g·m~(-2),分别比N_0水平提高23.0%—38.4%、26.7%—33.7%和35.3%—43.5%;而与N_1相比,则提高9.9%—19.7%、20.8%—23.1%和17.4%—18.8%。而RC-G模式下则表现为增施氮肥一定程度上降低了稻季CH_4排放;与N_0相比,N_1和N_2下稻季CH_4累积排放量分别降低20.7%—42.4%和10.6%—16.6%。(4)进一步解析与土壤CH_4排放相关微生物菌群产甲烷菌(mcrA)和甲烷氧化菌(pmoA)丰度变化,发现N_0水平下秸秆及绿肥全量还田能够显著增加产甲烷菌和甲烷氧化菌丰度;相关微生物对氮肥的响应机制因轮作模式而有所差异,增施氮肥促进产甲烷菌的增殖,却抑制了甲烷氧化菌的生长,但其变化幅度因轮作处理而有所不同。随着氮肥增施,RP、RW和RF的mcrA丰度增加191.4%、160.6%和143.3%,而RC-G则仅有62.6%。(5)另外,随着氮肥施用量的增加,RF、RP和RW模式下mcrA/pmoA比值增加,其增加比例分别为71.4%—141.1%、197.1%—258.2%和84.6%—165.5%,而RC-G则相反,下降26.8%—42.3%。其变化规律与CH_4排放基本一致。【结论】稻田系统中秸秆还田C/N的相对含量可能是干扰氮肥水平对稻田CH_4排放作用的关键,当系统中碳冗余时,相关微生物活性受到土壤中有效氮制约,投入无机氮可以减轻氮的限制作用从而显著提高CH_4排放;而碳不足时,继续投入无机氮,相关微生物繁殖由于受到土壤中有限碳源的限制其活性也会受到抑制,CH_4排放相对减少。