猪粪农田施用下的水稻生产生命周期碳排放

规模化养殖的畜禽废弃物替代化学氮肥施入农田,可一定程度上减少化肥生产及使用造成的环境污染,但废弃物施入农田后产生的碳排放已成为农业生态系统面临的重要问题。研究畜禽废弃物农田施用的环境影响,对于探索农田对畜禽废弃物的承载能力具有重要意义。本文采用生命周期评价方法,探讨了猪粪部分替代化学氮肥投入农田的条件下,单位产量水稻生产生命周期的碳排放情况。整个生命周期分为原料开采、农资生产、农田种植3个阶段。结果表明,在1t水稻生产的生命周期中,常规化肥、猪粪50%替代化肥N、猪粪100%替代化肥N的总碳排放分别为1.760t(CO2-eq)·t-1、1.997t(CO2-eq)·t-1和2.550t(CO2-eq)·t-1,猪粪50%替代化肥N、猪粪100%替代化肥N处理分别比单施化肥处理增产15.87%、9.14%,碳排放高13.63%、44.89%。3种施肥方式碳排放在原料开采阶段分别为0.145t(CO2-eq)·t-1、0.085t(CO2-eq)·t-1、0.047t(CO2-eq)·t-1,农资生产阶段分别为0.032t(CO2-eq)·t-1、0.014t(CO2-eq)·t-1、0t(CO2-eq)·t-1,农田种植阶段分别为1.583t(CO2-eq)·t-1、1.898t(CO2-eq)·t-1、2.503t(CO2-eq)·t-1。其中农田种植阶段是碳排放的主要阶段。相较常规单施化肥处理,猪粪50%、100%替代化肥N处理碳排放在原料开采阶段分别减少41.37%、61.58%,农资生产阶段分别减少56.25%、100.00%,而农田种植阶段分别增加20.25%、58.23%。猪粪部分替代化肥N进行农田施用,可部分减少原料开采阶段、农资生产阶段的碳排放,但显著增加了农田种植阶段的碳排放,从而总体上增加了水稻生产生命周期的碳排放,应探索改进其施用方式以减少其环境影响。