高雪松，鄧良基，張世熔，徐安琪

（1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源學(xué)院，成都　611130；2 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與地理信息技術(shù)研究所，成都　611130）

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成都平原典型秸稈循環(huán)利用模式的生命周期評(píng)價(jià)①

高雪松1， 2，鄧良基1， 2，張世熔1， 2，徐安琪1， 2

（1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源學(xué)院，成都611130；2 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與地理信息技術(shù)研究所，成都611130）

摘要：運(yùn)用生命周期評(píng)價(jià)理論，對(duì)成都平原典型秸稈循環(huán)利用模式的環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)估，探討了不同農(nóng)田生產(chǎn)模式的資源消耗與環(huán)境影響特征。結(jié)果表明：“稻-（菌廢料）-麥”模式（FR模式）的溫室氣體排放總 CO2當(dāng)量為 1.44×107g CO2-eq，為3種模式中最小值，而“稻-（秸稈）-麥”模式（CFS模式）排放量最高；與傳統(tǒng)農(nóng)田生產(chǎn)模式（CF模式）比較，CFS和FR兩種秸稈循環(huán)利用模式的環(huán)境酸化潛力，分別由6.44×104g SO2-eq降至3.10×104g SO2-eq和1.21×104g SO2-eq，分別下降了51.85% 和81.21%；CFS和FR模式的水體富營(yíng)養(yǎng)化潛力相比CF模式，分別降低了24.21% 和52.28%。從CF、CFS到FR模式，土壤毒性潛力逐漸下降，但3種模式中土壤重金屬的殘留比例仍然較高。3種秸稈循環(huán)利用模式的農(nóng)作系統(tǒng)是造成潛在氣候變暖、環(huán)境酸化、富營(yíng)養(yǎng)化和土壤毒性的主要環(huán)節(jié)。由此，“稻-（菌廢料）-麥”模式有利于節(jié)能減排，緩解全球氣候變暖，降低環(huán)境影響潛力。

關(guān)鍵詞：生命周期評(píng)價(jià)；秸稈；利用模式；環(huán)境影響；成都平原

近年來(lái)，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放等環(huán)境影響日益受到人們的關(guān)注［1-2］。生命周期評(píng)價(jià)（簡(jiǎn)稱(chēng) LCA）作為評(píng)價(jià)一個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)生命周期所有階段對(duì)環(huán)境影響的方法體系［3］，20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)開(kāi)始運(yùn)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的環(huán)境評(píng)估［4-5］，使得農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境的定量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)化、程序化、科學(xué)化。當(dāng)前對(duì)于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)及其農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的生命周期評(píng)價(jià)依然處于探討階段，主要開(kāi)展了種植業(yè)、沼氣、水產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)等生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)［6-9］，特別是對(duì)于不同農(nóng)業(yè)管理模式、種植制度等的生命周期評(píng)價(jià)較多［10-12］。有待拓展研究領(lǐng)域與對(duì)象，特別應(yīng)加強(qiáng)對(duì)循環(huán)農(nóng)業(yè)、立體農(nóng)業(yè)等復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)。成都平原作為中國(guó)主要的糧油生產(chǎn)基地之一，農(nóng)作物秸稈豐富［13］，高投入、高產(chǎn)出、高資源消耗的傳統(tǒng)種植業(yè)系統(tǒng)已導(dǎo)致對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)資源的過(guò)度消耗。鑒于此，適時(shí)構(gòu)建農(nóng)田秸稈循環(huán)利用技術(shù)與模式，評(píng)估其生態(tài)功能與環(huán)境影響顯得尤為重要。本文以成都平原典型的秸稈循環(huán)利用模式為例，應(yīng)用 LCA 分析和評(píng)估不同秸稈循環(huán)利用模式的環(huán)境影響，為構(gòu)建農(nóng)業(yè)資源高效循環(huán)利用模式提供依據(jù)。

1　研究方法

1.1研究區(qū)概況

研究區(qū)域地處成都平原西部大邑縣，位于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫暖濕潤(rùn)，熱量充足，降水充沛，境內(nèi)年平均氣溫為 16.0℃，無(wú)霜期多年平均為284 天，平均年降水量1 098.2 mm。大邑縣農(nóng)業(yè)種植制度以“稻-麥”輪作為主，有“中國(guó)食用菌之鄉(xiāng)”之稱(chēng)，秸稈“原料化”所占比例較高，實(shí)現(xiàn)了“秸稈-食用菌-（菌廢料）-農(nóng)田”的多級(jí)利用和良性循環(huán)。

1.2研究模式界定

本文以成都平原普遍存在的“稻-（秸稈）-麥”（簡(jiǎn)稱(chēng)“CFS”模式）、“稻-（菌廢料）-麥”（簡(jiǎn)稱(chēng)“FR”模式）兩種秸稈循環(huán)利用模式為研究對(duì)象，與傳統(tǒng)農(nóng)田生產(chǎn)模式（簡(jiǎn)稱(chēng)“CF”模式）比較。CFS模式以秸稈高效還田為目標(biāo)，結(jié)合輕簡(jiǎn)高效栽培和免耕技術(shù)，作物收獲后秸稈全量還田，結(jié)合拋秧、撒種或機(jī)械播種方式，集成優(yōu)化“稻-（秸稈）-麥”鏈接技術(shù)。FR模式結(jié)合四川盆地“稻-麥”輪作制度，大春季種植水稻，以稻草或麥稈、牛糞、雞糞、油枯等作為雙孢蘑菇種植材料，標(biāo)準(zhǔn)化菇房種植雙孢蘑菇，菌渣還田小春季種植小麥，集成了“稻-（菌廢料）-麥”鏈接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了秸稈及菌渣的循環(huán)再利用。CF模式即傳統(tǒng)農(nóng)田生產(chǎn)模式，以施用化肥等為主，秸稈未還田循環(huán)利用。

不同農(nóng)田生產(chǎn)模式下的“稻-麥”輪作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)包括二個(gè)亞系統(tǒng)，即小麥生產(chǎn)亞系統(tǒng)和水稻生產(chǎn)亞系統(tǒng)。功能單位為1×103kg 作物產(chǎn)量，生命周期的起始邊界從農(nóng)資產(chǎn)品等涉及的礦石和能源開(kāi)采開(kāi)始，終止邊界為作物種植管理輸出農(nóng)產(chǎn)品和污染物。“稻-（菌廢料）-麥”模式中間包括食用菌的生產(chǎn)過(guò)程。

1.3數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究采用系統(tǒng)定位試驗(yàn)與實(shí)地調(diào)查相結(jié)合的方法。系統(tǒng)定位試驗(yàn)在成都市大邑縣韓場(chǎng)鎮(zhèn)五合村試驗(yàn)田進(jìn)行（103°41′42.9"E，30°27′22.5"N）。試驗(yàn)區(qū)均為“稻-麥”輪作，供試土壤為長(zhǎng)期免耕的淹育型水稻土。水稻（Oryza sativa L.）種植品種為岡優(yōu)94-11（大田育秧），小麥（Triticum aestivum Linn.）種植品種為蓉麥2號(hào)。

試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理（表1）：①對(duì)照，不施有機(jī)肥（CF）；②秸稈全量還田（CFS，在CF基礎(chǔ)上增施秸稈，秸稈還田量按籽桿比 1︰1計(jì)）；③菌渣還田量150%（150% FR，以CF施氮量為標(biāo)準(zhǔn)，菌渣含氮量為總量的150%）。小區(qū)面積為5 m × 6 m，重復(fù)4次，隨機(jī)排列，小區(qū)之間筑土埂，并用6絲的薄膜相互間隔至犁底層。根據(jù)當(dāng)?shù)厮荆ㄐ←湥┓N植的施肥習(xí)慣，各小區(qū)施純氮素0.28 kg（0.49 kg），而菌渣還田處理中磷、鉀肥的用量均按照 CK中氮、磷、鉀的比例（6.22︰1︰1.2）進(jìn)行配平。在水稻季，除45 kg/hm2的鉀肥在水稻揚(yáng)花前施用外，其余無(wú)機(jī)肥在水稻移栽后立即施入各小區(qū)，而秸稈和菌渣在水稻移栽 4 天后施入；在小麥季，除稻稈外所有肥料均在小麥播種前施入各小區(qū)，而稻稈則是在小麥播種后施入。所有肥料的施用均為表施。

供試的雙孢蘑菇菌廢料在大邑縣蘭田公司食用菌生產(chǎn)菇房中獲取，在出完最后一潮雙孢菇后，用工具鏟去表層泥土，再將剩下的菌渣下架，于陰涼干燥處堆存?zhèn)溆谩Ｋ痉N植株距 × 行距為13.3 cm × 26.7 cm，每穴3苗，在水稻生長(zhǎng)過(guò)程中各小區(qū)均為獨(dú)立灌排；小麥按135 kg/hm2麥種均勻播撒。

表1　試驗(yàn)處理小區(qū)施肥量（kg/hm2）Table 1　Fertilization treatments

1.3.2調(diào)查項(xiàng)目與方法溫室氣體：采用靜態(tài)箱/氣相色譜法自水稻移栽和小麥播種后，每周定期測(cè)定農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體常規(guī)排放通量，同時(shí)監(jiān)測(cè)土壤溫度和麥田土壤含水量。①常規(guī)觀(guān)測(cè)：采用靜態(tài)箱/色譜法測(cè)定每個(gè)處理溫室氣體排放通量。于施肥后溫室氣體排放高峰期每3天采樣1次，連續(xù)采樣2周，其后每1周采樣1次，于采樣當(dāng)天上午9：00至11：00采集，并當(dāng)天分析。②日變化觀(guān)測(cè)：在作物每個(gè)生育期，選取晴朗天氣，用氣體采樣袋自采樣當(dāng)天上午7：00開(kāi)始，每間隔2 h采樣1次，至晚上19：00結(jié)束，共采集7組樣品。于次日分析完畢。在氣相色譜儀上分析測(cè)定樣品的CH4、CO2和N2O濃度，根據(jù)線(xiàn)性擬合由箱內(nèi)氣體濃度的變化率計(jì)算排放通量。

土壤、地下水硝態(tài)氮、銨態(tài)氮：0.5 mol/L KCl浸提，連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定。

實(shí)地調(diào)查：以走訪(fǎng)、問(wèn)卷調(diào)查為主，典型調(diào)查與隨機(jī)調(diào)查相結(jié)合，調(diào)查對(duì)象主要包括食用菌生產(chǎn)企業(yè)、規(guī)模化生產(chǎn)戶(hù)和一般農(nóng)戶(hù)，調(diào)查內(nèi)容主要包括食用菌生產(chǎn)過(guò)程、農(nóng)田耕作方式、施肥灌溉等管理方式，不同秸稈循環(huán)利用模式下的投入和產(chǎn)出情況等。其他數(shù)據(jù)主要來(lái)源于成都平原自然地理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等方面基礎(chǔ)資料。

1.4清單分析及參數(shù)選擇

將 3 種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式生命周期分為 3 個(gè)環(huán)節(jié)分析，包括化肥、農(nóng)藥生產(chǎn)的農(nóng)資生產(chǎn)環(huán)節(jié)、食用菌生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)以及作物栽培全過(guò)程的農(nóng)作生產(chǎn)環(huán)節(jié)。投入部分主要包括土地、柴油、化肥、農(nóng)藥、有機(jī)肥、電力等；輸出部分主要包括釋放到空氣、水體和土壤中的溫室氣體、淋失養(yǎng)分、農(nóng)藥殘留及重金屬等環(huán)境影響物質(zhì)（表 2）。

1.4.1農(nóng)資生產(chǎn)能源、化肥生產(chǎn)的相關(guān)能耗和污染物排放系數(shù)參見(jiàn)楊建新［3］相關(guān)研究；農(nóng)藥生產(chǎn)相關(guān)影響系數(shù)則取自荷蘭 Leide大學(xué)研發(fā)的 SimaPro7.1軟件系統(tǒng)并結(jié)合企業(yè)具體生產(chǎn)數(shù)據(jù)測(cè)算。而相關(guān)的廠(chǎng)房設(shè)備、建筑設(shè)施、運(yùn)輸工具生產(chǎn)的環(huán)境影響暫不予考慮。

表2　農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)不同生產(chǎn)模式投入與產(chǎn)出清單Table 2　Inputs and outputs of different fertilizing modes in farmland ecosystems

1.4.2食用菌生產(chǎn)由于資料有限，系統(tǒng)投入主要考慮了食用菌生產(chǎn)環(huán)節(jié)電力能源消耗所帶來(lái)的環(huán)境影響；系統(tǒng)輸出主要包括食用菌、菌廢料。沒(méi)有考慮食用菌菇房生產(chǎn)過(guò)程中溫室氣體排放影響的問(wèn)題。

1.4.3農(nóng)作生產(chǎn)包括從水稻、小麥的播種、生長(zhǎng)到收割整個(gè)過(guò)程中，投入的柴油和電力等，收獲的作物籽粒和秸稈，以及整個(gè)過(guò)程中對(duì)環(huán)境排放等導(dǎo)致的影響，如：傳統(tǒng)農(nóng)田生產(chǎn)模式中，秸稈焚燒產(chǎn)生的環(huán)境影響。柴油主要為旋耕機(jī)和收割機(jī)工作消耗，根據(jù)其密度0.84 kg/L進(jìn)行計(jì)算；農(nóng)田重金屬污染參考相關(guān)研究結(jié)果［14-15］；化肥、農(nóng)藥等施用造成的排放的SO2、NH3等數(shù)據(jù)參考王明新等［6］的相關(guān)研究。小麥、水稻生產(chǎn)過(guò)程中排放的CO2、CH4、N2O等溫室氣體數(shù)據(jù)，淋洗和徑流中硝態(tài)氮（NO-3-N）等數(shù)據(jù)均由田間定位試驗(yàn)獲得。

2　結(jié)果與分析

2.1分類(lèi)和特征化

3種農(nóng)田生產(chǎn)模式生命周期消耗的資源主要有土地、水和秸稈等可再生資源以及柴油、磷、鉀等不可再生資源，本文僅考慮化石能源耗竭影響，包括煤炭、柴油和天然氣等化石能源。根據(jù)環(huán)境影響潛值計(jì)算方法［16-17］，得出3種模式最終清單結(jié)果（表3 ～ 5）。

2.2環(huán)境影響潛值

本文采用王明新等［6］相關(guān)研究中的分析方法，包括能源消耗、全球變暖、環(huán)境酸化、富營(yíng)養(yǎng)化、土壤毒性5種環(huán)境因素，權(quán)重分別為0.23、0.19、0.22、0.19、0.17，對(duì)不同農(nóng)田生產(chǎn)模式下環(huán)境影響潛值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化分析，結(jié)果如表6所示。

2.3環(huán)境影響評(píng)價(jià)

2.3.1能源消耗CF和 CFS模式的能源消耗都主要發(fā)生在農(nóng)資系統(tǒng)，其農(nóng)資系統(tǒng)能源消耗均為2.86× 104MJ，分別占兩種模式生命周期總耗能的61.37%；FR模式由于化肥等投入的減少，故消耗能源主要發(fā)生在食用菌生產(chǎn)及農(nóng)作系統(tǒng)，其數(shù)值為1.82×104MJ，占該模式生命周期總能耗的78.45%。CF、CFS和FR模式下農(nóng)作系統(tǒng)的能源消耗由于主要都是使用旋耕機(jī)和收割機(jī)而消耗了大量的柴油，能耗差異較小，而FR模式的能源總消耗整體降低達(dá)50% 以上?？梢?jiàn)，循環(huán)農(nóng)業(yè)模式有利于減少農(nóng)資系統(tǒng)中化石能源產(chǎn)品的投入，從而使該系統(tǒng)生命周期整體的能源消耗降低。

表3　CF模式下能源消耗及排放物的清單Table 3　Energy consumptions and effluents in the CF mode

表4　CFS 模式下能源消耗及排放物的清單結(jié)果Table 4　Energy consumptions and effluents in the CFS mode

表5　FR 模式下能源消耗及排放物的清單結(jié)果Table 5　Energy consumptions and system effluents in the FR mode

表6　3種模式下的生命周期環(huán)境影響潛值Table 6　Environmental impact potentials of three straw recycling modes

2.3.2氣候變化CF、CFS和FR模式潛在的溫室效應(yīng)主要體現(xiàn)在農(nóng)作系統(tǒng)，分別占各自生命周期的99.9%、99.61% 和 99.49%。3種模式的農(nóng)資系統(tǒng)中潛在的溫室效應(yīng)都主要來(lái)自生產(chǎn)過(guò)程電力產(chǎn)生的CO2；農(nóng)作系統(tǒng)中，CF模式主要是秸稈燃燒產(chǎn)生大量的CO2，CFS模式主要是秸稈還田和施用氮肥等釋放的CO2和N2O，F(xiàn)R模式主要是菌廢料作為有機(jī)肥還田生產(chǎn)過(guò)程中釋放的CO2。

FR模式 CO2和N2O的排放量明顯低于 CF和CFS模式（表3 ～ 5）。與CF模式相比，F(xiàn)R模式CO2和 N2O的排放量分別降低了85.06% 和56.19%，而與CFS模式相比，F(xiàn)R模式CO2和 N2O的排放量分別降低了25.69% 和59.37%。從表6可見(jiàn)，CFS模式與 CF模式比較，溫室氣體排放量從 7.65×107g CO2-eq下降到1.89×107g CO2-eq，降低了75.29%；FR模式較 CF模式的溫室氣體排放量從 7.65×107g CO2-eq下降到1.44×107g CO2-eq，降低了81.18%。由于減少了氮肥等的投入和增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量，CFS模式和FR模式的“減排”和“固碳”效應(yīng)明顯。

2.3.3環(huán)境酸化造成幾種農(nóng)業(yè)模式潛在酸化影響主要在農(nóng)作系統(tǒng)，CF、CFS和FR模式農(nóng)作系統(tǒng)環(huán)境酸化潛力分別占各自生命周期環(huán)境酸化潛力的98.14℅、95.83% 和89.66%，農(nóng)資系統(tǒng)環(huán)境酸化潛力主要是由于電力生產(chǎn)過(guò)程中排放的SOX和NOX。CF模式潛在環(huán)境酸化影響的因素主要是農(nóng)作系統(tǒng)中秸稈燃燒排放的大量NOx和SOx，占農(nóng)作系統(tǒng)環(huán)境酸化影響潛值的77℅，CFS模式環(huán)境酸化潛力主要是因?yàn)樵谧魑镌耘噙^(guò)程中施用了大量的的氮肥，導(dǎo)致了農(nóng)田NH3揮發(fā)；FR模式環(huán)境酸化的潛力主要是由于以菌廢料有機(jī)肥施用下農(nóng)田NH3揮發(fā)。與CF模式比較，CFS和FR兩種秸稈循環(huán)利用模式的環(huán)境酸化潛力，分別由6.44×104g SO2-eq降至3.10×104g SO2-eq和1.21×104g SO2-eq，分別下降了51.85% 和81.21%。

2.3.4富營(yíng)養(yǎng)化在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，多余的N、P等有可能轉(zhuǎn)化成 NO3--N和磷化物隨淋洗進(jìn)入地下水，或隨表面徑流進(jìn)入地表水中，造成水質(zhì)污染及富營(yíng)養(yǎng)化。在本研究中，由于缺乏磷化物的相關(guān)淋失數(shù)據(jù)，所以，導(dǎo)致潛在富營(yíng)養(yǎng)化的主要污染物主要是作物種植階段農(nóng)田中NH3揮發(fā)和NO-3-N的淋失。定位試驗(yàn)分析得出，F(xiàn)R模式NO-3-N淋失量比CF模式少13.03 kg/hm2，比CFS模式少12.22 kg/hm2，有效減少了NO-3-N的淋失。從NH3揮發(fā)和NO-3-N淋失的總量來(lái)看，F(xiàn)R模式淋失量最小，CF模式次之，淋失量最大為CFS模式。

CF模式NO-3-N淋失產(chǎn)生的富營(yíng)養(yǎng)化潛力占整個(gè)生命周期富營(yíng)養(yǎng)化潛力的73.21%， CFS模式NO3--N淋失產(chǎn)生的富營(yíng)養(yǎng)化潛力為52.12%，而FR模式由于有效減少了NO3--N淋失，故系統(tǒng)中NH3揮發(fā)產(chǎn)生的富營(yíng)養(yǎng)化潛力較大，占生命周期富營(yíng)養(yǎng)化潛力的53.97%。由于CFS模式和FR模式降低了氮素投入，NH3揮發(fā)和 NO3--N的淋失均有減少，與 CF模式比較，CFS 和FR兩種秸稈循環(huán)利用模式的水體富營(yíng)養(yǎng)化潛力由CF模式的2.85×104g PO4-eq分別降至2.16×104g PO4-eq 和1.36×104g PO4-eq，分別降低了24.21% 和52.28%。

2.3.5土壤毒性生態(tài)毒性包括水生生態(tài)毒性和陸生生態(tài)毒性，即水體毒性和土壤毒性，主要都是進(jìn)入水體、土壤的重金屬和農(nóng)藥殘留。本研究由于相關(guān)資料缺乏，難以量化農(nóng)資、加工等工業(yè)子系統(tǒng)進(jìn)入空氣、水體中的重金屬，因此僅僅考慮了農(nóng)資系統(tǒng)中運(yùn)輸及電力生產(chǎn)和農(nóng)作系統(tǒng)中有機(jī)無(wú)機(jī)肥施用對(duì)土壤毒性的潛在威脅。測(cè)算表明，CF、CFS和FR模式的土壤毒性潛力分別為8.32×103g 1，4-DCB-eq、6.16×103g 1，4-DCB-eq和1.19×103g 1，4-DCB-eq，主要包括Cu、Cd、Pb、Zn等土壤毒性因子。雖然從CF模式到CFS模式，再到FR模式，土壤毒性潛力降幅較大，但這3種模式引入的重金屬在土壤中的殘留比例仍然較高，對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量影響較大。

3　結(jié)論

不同秸稈利用模式在其生命周期中會(huì)產(chǎn)生不同的資源消耗和環(huán)境影響，在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生命周期體系中，農(nóng)資子系統(tǒng)中氮肥、農(nóng)藥的使用是造成能源耗竭的主要原因，因此農(nóng)作生產(chǎn)中減少氮肥、農(nóng)藥的使用量是降低耗能影響的關(guān)鍵。

三種秸稈利用模式的農(nóng)作系統(tǒng)是造成潛在氣候變暖、環(huán)境酸化、富營(yíng)養(yǎng)化和土壤毒性的主要環(huán)節(jié)，秸稈焚燒和過(guò)量使用氮肥是導(dǎo)致環(huán)境酸化和富營(yíng)養(yǎng)化潛在影響的主要原因，農(nóng)藥、化肥的過(guò)量使用是造成土壤毒素潛在影響的關(guān)鍵因素。

相比傳統(tǒng)農(nóng)田生產(chǎn)模式和“稻-（秸稈）-麥”模式，“稻-（菌廢料）-麥”秸稈循環(huán)利用模式有利于節(jié)能減排，緩解全球氣候變暖，降低環(huán)境影響潛力。所以，對(duì)于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，需從減量化、再利用、再循環(huán)和提高使用效率方面改進(jìn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，在堅(jiān)持化肥、農(nóng)藥減量化原則的基礎(chǔ)上，將秸稈、菌廢料等農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用，推廣循環(huán)農(nóng)業(yè)模式與技術(shù)體系，從而使整個(gè)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的生命周期處于健康、穩(wěn)定和可持續(xù)狀態(tài)。

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Life Cycle Assessment of Three Typical Straw Recycling Modes in Farmlands of The Chengdu Plain

GAO Xuesong1，2， DENG Liangji1，2， ZHANG Shirong1，2， XU Anqi1，2
（1 College of Resources， Sichuan Agricultural University， Chengdu611130， China； 2 Institute of Natural Resources and Geographic Technology， Sichuan Agricultural University， Chengdu611130， China）

Abstract：In this paper the life cycle theory was applied to assess the environmental impact of three straw-recycling modes in farmlands in the Chengdu Plain. The results showed that the total CO2equivalence of greenhouse gas（GHG） emissions from the rice-wheat rotation with mushroom residues applied（the FR mode） was 1.44×107g CO2-eq， and was the lowest amount among the three straw recycling modes. While， the CO2equivalence of GHG emissions from the rice-wheat rotation fertilized with crop straws applied（CFS mode） was the highest. Compared with the traditional agricultural production mode （chemical fertilizer application （CF mode））， the environmental acidification potentials of the CFS and FR modes were decreased from 6.44×104g SO2-eq to 3.10×104g SO2-eq and to 1.21×104g SO2-eq， and decreased by 51.85% and 81.21%， respectively. The water eutrophication potentials of the CFS and FR modes were also decreased by 24.21% and 52.28%， respectively.The sequence of the soil toxicity potentials were in the order of CF＜CFS＜ FR. However， the residual heavy metals induced by the applications of agricultural residues in three straw-recycling modes were still high. It was proven that the farming systems under the three straw-recycling modes were closely subjected to the potentials of global warming， environmental acidification， eutrophication and soil toxicity. It is concluded that the rice-wheat rotation with mushroom residues applied （the FR mode） is propitious to energy conservation， global warming mitigation and environmental degradation reduction.

Key words：Life cycle assessment； Straw； Utilization modes； Environmental impact； Chengdu Plain

中圖分類(lèi)號(hào)：F323

DOI：10.13758/j.cnki.tr.2016.02.028

基金項(xiàng)目：①?lài)?guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD14B18）資助。

作者簡(jiǎn)介：高雪松（1980—），男，博士，副教授，主要從事農(nóng)業(yè)資源循環(huán)利用研究。E-mail： gxs80@126.com