种植水稻是改良和利用盐碱地、提高边际土地利用率的有效措施之一。但随着大面积盐碱稻田的开发，因氮肥的不合理施用而造成的温室气体排放、地表和地下水污染、土壤养分失衡等环境问题也日益突出。现今氮肥种类众多，且其施用后对不同环境介质(气、水、土)及作物生长的影响存在异质性。因此，综合评估不同种类氮肥施用条件下盐碱稻田水稻生产过程的综合生态环境效应对于实现农业发展和环境保护协同具有重要意义。 东北地理所水环境污染与防治研究团队采用生命周期评价法，以1吨水稻产量和1公顷耕地为功能单元，对比分析了不同种类氮肥施用下盐碱稻田水稻生产全生命周期的18种中点环境影响，估算了其对人类健康、生态系统和资源三个端点的损害潜值，评估了不同种类氮肥施用后的综合生态环境效应和经济效益，提出了针对盐碱稻田水稻生产“低投入-低风险-高效益”的最佳氮肥施用方案。
研究发现，无论是单位产量还是单位耕种面积的水稻生产过程，施用有机无机混施肥在水稻全生命周期内产生的总环境影响潜值分别为6.3294(单位产量)和77.8521(单位耕种面积)，均低于其他处理组相应的影响潜值(10.1257~37.7855和107.1299~334.0239)，表明施用有机无机混施肥可有效控制盐碱稻田产生的综合环境影响。同时，施用有机无机混施肥也降低了对人类健康、生态环境系统和资源产生的损害风险，提高了水稻产量及经济效益，可以实现盐碱稻田“低投入-低风险-高效益”生产。研究结果可为盐碱稻田施肥管理提供科学依据，有利于促进水稻种植效率的提升和污染的减排。
图1 盐碱稻田水稻生产的生命周期与系统边界
相关成果发表在《Journal of Cleaner Production》上，由特别研究助理王鑫壹、祝惠研究员(通讯作者)等人共同完成。该研究得到吉林省自然科学基金优秀青年基金、国家自然科学基金委区域联合基金、中国科学院创新交叉团队、中国科学院青年创新促进会等项目的资助。
论文信息及链接如下：
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
