東北地理所在鹽堿稻田氮肥施用的綜合環(huán)境效益評估方面取得進展
種植水稻是改良和利用鹽堿地、提高邊際土地利用率的有效措施之一。但隨著大面積鹽堿稻田的開發(fā)，因氮肥的不合理施用而造成的溫室氣體排放、地表和地下水污染、土壤養(yǎng)分失衡等環(huán)境問題也日益突出。現(xiàn)今氮肥種類眾多，且其施用后對不同環(huán)境介質(zhì)（氣、水、土）及作物生長的影響存在異質(zhì)性。因此，綜合評估不同種類氮肥施用條件下鹽堿稻田水稻生產(chǎn)過程的綜合生態(tài)環(huán)境效應(yīng)對于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護協(xié)同具有重要意義。
東北地理所水環(huán)境污染與防治研究團隊采用生命周期評價法，以1噸水稻產(chǎn)量和1公頃耕地為功能單元，對比分析了不同種類氮肥施用下鹽堿稻田水稻生產(chǎn)全生命周期的18種中點環(huán)境影響，估算了其對人類健康、生態(tài)系統(tǒng)和資源三個端點的損害潛值，評估了不同種類氮肥施用后的綜合生態(tài)環(huán)境效應(yīng)和經(jīng)濟效益，提出了針對鹽堿稻田水稻生產(chǎn)“低投入-低風(fēng)險-高效益”的最佳氮肥施用方案。
研究發(fā)現(xiàn)，無論是單位產(chǎn)量還是單位耕種面積的水稻生產(chǎn)過程，施用有機無機混施肥在水稻全生命周期內(nèi)產(chǎn)生的總環(huán)境影響潛值分別為6.3294（單位產(chǎn)量）和77.8521（單位耕種面積），均低于其他處理組相應(yīng)的影響潛值（10.1257~37.7855和107.1299~334.0239），表明施用有機無機混施肥可有效控制鹽堿稻田產(chǎn)生的綜合環(huán)境影響。同時，施用有機無機混施肥也降低了對人類健康、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和資源產(chǎn)生的損害風(fēng)險，提高了水稻產(chǎn)量及經(jīng)濟效益，可以實現(xiàn)鹽堿稻田“低投入-低風(fēng)險-高效益”生產(chǎn)。研究結(jié)果可為鹽堿稻田施肥管理提供科學(xué)依據(jù)，有利于促進水稻種植效率的提升和污染的減排。
圖1 鹽堿稻田水稻生產(chǎn)的生命周期與系統(tǒng)邊界
相關(guān)成果發(fā)表在《Journal of Cleaner Production》上，由特別研究助理王鑫壹、祝惠研究員（通訊作者）等人共同完成。該研究得到吉林省自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金、國家自然科學(xué)基金委區(qū)域聯(lián)合基金、中國科學(xué)院創(chuàng)新交叉團隊、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會等項目的資助。
論文信息及鏈接如下：
Wang,X.Y.,Zhu,H.,Hou,S.N.,Cui,H.,Yan,B.X.,2024. Environmental impacts of fertilization during rice production in saline-alkali paddy fields based on life cycle assessment. Journal of Cleaner Production 467(3),142947. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.142947
附件下載：
吉公網(wǎng)安備22017302000214號
