春玉米-晚稻与早稻-晚稻种植模式碳足迹比较

摘要

量化作物生产的碳足迹有助于为农业生态系统温室气体减排提供理论依据。利用生命周期法研究了我国南方地区稻田春玉米 晚稻水旱轮作种植模式和早稻 晚稻连作种植模式下粮食生产的碳足迹,并定量分析粮食生产过程中各种碳排放源的相对贡献。结果表明,与早稻 晚稻的连作模式相比,春玉米 晚稻轮作模式的单位面积碳排放降低了6724 kg CO2 eq/hm^2,单位产量的碳足迹降低了0.56 kg CO2 eq/kg。春玉米比早稻少排放6228 kg CO2 eq/hm^2;与早稻 晚稻模式中晚稻碳排放相比,春玉米 晚稻轮作模式晚稻碳排放降低了497 kg CO2 eq/hm^2。早稻 晚稻种植模式的碳足迹主要来源于甲烷(CH4),其碳排放为9776 kg CO2 eq/hm^2(54.8%),氮肥生产和施用的碳排放为2871 kg CO2 eq/hm^2(16.1%),灌溉电力消耗的碳排放2849 kg CO2 eq/hm^2(16.0%)。春玉米 晚稻轮作模式的碳足迹主要来源于CH4的碳排放4442 kg CO2 eq/hm^2(39.9%),氮肥生产和施用的碳排放2871 kg CO2 eq/hm^2(25.8%),灌溉电力消耗的碳排放1508 kg CO2 eq/hm^2(13.6%)。该模式中晚稻的碳足迹组成情况与春玉米 晚稻模式的碳足迹相似。但是,对于春玉米而言,其碳足迹主要来源氮肥生产和施用的碳排放1436 CO2 eq/hm^2(50.1%),氧化亚氮(N2O)的碳排放为579 kg CO2 eq/hm^2(20.2%),CH4的碳排放为378 CO2 eq/hm^2(13.2%)。同时,相比于早稻 晚稻中晚稻的产量(6333 kg/hm^2),春玉米 晚稻轮作模式下的晚稻产量(7270 kg/hm^2)提高了14.8%。因此,引入春玉米 晚稻轮作模式有利于提升稻田生产力,降低稻田连作系统碳排放和碳足迹。