





中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (20): 4216-4230.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.20.014
张梦璇1(
), 常芳弟1, 魏禾雅1, 李晓红2, 伍林美2, 张宏媛1,3(
)
收稿日期:2025-07-14
接受日期:2025-09-24
出版日期:2025-10-16
发布日期:2025-10-14
通信作者:
联系方式:
张梦璇,E-mail:zmx_caas@163.com。
基金资助:
ZHANG MengXuan1(
), CHANG FangDi1, WEI HeYa1, LI XiaoHong2, WU LinMei2, ZHANG HongYuan1,3(
)
Received:2025-07-14
Accepted:2025-09-24
Published:2025-10-16
Online:2025-10-14
摘要:
【目的】探究盐碱地麦后复种绿肥结合氮肥减施对小麦产量、碳氮足迹及经济环境效益的影响,推动生态脆弱区农业由“增产导向”向“资源节约、环境友好、经济效益合理”三维目标协同转变,为区域农业绿色转型与盐碱地高效利用提供科学依据与实践路径。【方法】依托于内蒙古河套灌区巴彦淖尔市农牧业科学院园子渠试验基地开展麦后复种绿肥裂区试验,主区为绿肥还田方式:绿肥仅根茬还田(GMR)、绿肥地上部与根茬共同还田(GMRS);副区为春小麦季氮肥施用水平:常规施氮(200 kg N·hm-2,N100)、减施10%氮肥(180 kg N·hm-2,N90)和减施20%氮肥(160 kg N·hm-2,N80);设置麦后休闲不种绿肥处理(CK)作为对照,共设7个处理。【结果】与麦后休闲处理(CK)相比,不同施氮水平下绿肥还田(GMR与GMRS)使得小麦增产6.2%—23.5%。麦后复种绿肥小麦生产的碳、氮足迹分别为0.23—0.52 kg CO2 eq·kg-1、4.53—7.89 g N·kg-1。相较于CK,绿肥还田处理碳、氮足迹分别降低了13.0%—54.6%、27.3%—47.6%。麦后休闲处理(CK)因温室气体(GHG)排放和活性氮(Nr)损失造成的环境损害成本最大,为5 053元。在不同施氮水平下(N100、N90、N80)GMRS处理损害成本较GMR处理分别增加了5.0%、7.7%、10.6%。从损害成本构成看,人体健康损害成本占比最大,为47.1%—52.1%。GMR相较GMRS处理显著提升了生态系统净经济效益,分别增加6 742、5 301和8 567元,对应增幅为24.2%、20.9%和35.9%,体现了其更优的经济-生态双重效益。【结论】实施“绿肥还田+减氮”的田间管理措施,不仅可以保障小麦产量,控制温室气体与活性氮损失,还可以显著增加经济收益,也为生态脆弱区实现可持续增效农业提供了实践路径。
张梦璇, 常芳弟, 魏禾雅, 李晓红, 伍林美, 张宏媛. 盐碱地麦后复种绿肥与氮肥减施对小麦产量、环境足迹及经济效益的协同效应[J]. 中国农业科学, 2025, 58(20): 4216-4230.
ZHANG MengXuan, CHANG FangDi, WEI HeYa, LI XiaoHong, WU LinMei, ZHANG HongYuan. Synergistic Effects of Post-Wheat Green Manure Rotation and Nitrogen Reduction in Saline-Alkali Soil on Wheat Yield, Environmental Footprint, and Economic Benefit[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(20): 4216-4230.
表2
温室气体排放活性氮损失和对生态系统、人体健康和气候变化的损害成本"
| 指标 Items | 生态系统 Ecosystems | 人体健康 Human health | 气候变化 Climate change | 参考文献 References |
|---|---|---|---|---|
| 氨挥发 NH3 volatilization (yuan/kg N) | 13.2 | 24.3 | / | [ |
| 氧化亚氮排放 N2O emission (yuan/kg N) | / | 2.1 | 81.6 | [ |
| 硝态氮淋溶 Nitrate nitrogen leaching (yuan/kg N) | 7.9 | 1.4 | / | [ |
| 温室气体排放 GHG emission (yuan/ t CO2 eq) | / | / | 83.4 | [ |
表3
不同绿肥还田方式结合施氮水平下小麦生产的生态系统净经济效益"
| 处理 Treatments | 投入成本 Input costs (×104 yuan) | 产值 Value (×104 yuan) | 损害成本 Damage cost (×104 yuan) | NEEB (×104 yuan) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 小麦种子 Wheat seed | 绿肥种子 Green manure seed | 氮肥 Nitrogen fertilizer | 磷肥Phosphate fertilizer | 柴油 Diesel | 人工 Labor | 小麦 Wheat | 绿肥 Green manure | |||
| CK | 0.19 | 0.00 | 0.10 | 0.11 | 0.00 | 0.29 | 3.63±0.05B | 0.00 | 0.51 | 2.43±0.06B |
| GMR+N100 | 0.19 | 0.15 | 0.13 | 0.16 | 0.02 | 0.44 | 4.48±0.09Aa | 0.56 | 0.48 | 3.46±0.09Aa |
| GMR+N90 | 0.19 | 0.15 | 0.11 | 0.16 | 0.02 | 0.44 | 4.01±0.05Ab | 0.56 | 0.42 | 3.07±0.05Ab |
| GMR+N80 | 0.19 | 0.15 | 0.09 | 0.16 | 0.02 | 0.44 | 4.12±0.15Ab | 0.55 | 0.36 | 3.25±0.15Aab |
| GMRS+N100 | 0.19 | 0.15 | 0.13 | 0.16 | 0.02 | 0.44 | 4.38±0.11Aa | 0.00 | 0.50 | 2.78±0.11Ba |
| GMRS+N90 | 0.19 | 0.15 | 0.11 | 0.16 | 0.02 | 0.44 | 4.07±0.05Ab | 0.00 | 0.46 | 2.54±0.05Bb |
| GMRS+N80 | 0.19 | 0.15 | 0.09 | 0.16 | 0.02 | 0.44 | 3.85±0.05Ac | 0.00 | 0.40 | 2.39±0.05Bb |
表4
不同地区小麦碳足迹比较"
| 研究区域 Study area | 系统边界 System boundary | 小麦碳足迹 Carbon footprint of wheat (kg CO2 eq·kg-1) | 参考文献References |
|---|---|---|---|
| 中国 China | 从农业投入品生产运输到小麦收获运输阶段,包括土壤固碳 From the production and transportation of agricultural inputs to the harvesting and transportation of wheat, including soil carbon sequestration | 0.50 | [ |
| 中国 China | 从农业投入品生产运输到小麦收获运输阶段,不包括土壤固碳 From the production and transportation of agricultural inputs to the harvesting and transportation of wheat, excluding soil carbon sequestration | 0.51 | [ |
| 中国东部 Eastern China | 小麦播种到收获运输阶段 From wheat sowing to harvesting and transportation | 0.66 | [ |
| 中国 China | 小麦播种到收获运输阶段 From wheat sowing to harvesting and transportation | 0.45 | [ |
| 全球 Global | / | 0.58 | [ |
| 意大利 Italy | 从农业投入品生产运输到小麦收获阶段,不包括土壤固碳 From the production and transportation of agricultural inputs to the harvesting of wheat, excluding soil carbon sequestration | 0.48 | [ |
| 内蒙古 Inner Mongolia | 从农业投入品生产运输到小麦收获运输阶段,包括土壤固碳 From the production and transportation of agricultural inputs to the harvesting and transportation of wheat, including soil carbon sequestration | 0.85 | [ |
| 河北 Hebei | 从农业投入品生产运输到小麦收获运输阶段,不包括土壤固碳 From the production and transportation of agricultural inputs to the harvesting and transportation of wheat, excluding soil carbon sequestration | 0.52 | [ |
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