广西桂林水稻种植生命周期评价
时间：2021-02-01 16:04:56 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：根据广西壮族自治区桂林市水稻生产状况，结合桂林当地实际情况，应用生命周期评价方法和Gabi软件，对生产1 t水稻（功能单位）所产生的环境影响进行生命周期评价。评价结果表明：评价对象生命周期的富营养化（EP）、酸化（AP）、生命周期成本（LCC）、能源消耗（ED）、生态毒性（HTP）、温室气体（GWP）及淡水消耗（WD）值分别为7.57 kg、4.54 kg、1 914元、9 650 MJ、43 kg、796 kg、1 510 m3。并且水稻生产过程中对环境影响最大的是生长阶段，造成这种现象的主要原因是水稻在生长阶段过程中使用了较多的化肥和农药。因此，为了减少水稻生产过程中所产生的环境污染，应该尽量减少水稻生长过程中化肥和农药等化学产品的使用量。
关键词：水稻；桂林；生命周期评价；生命周期成本；环境污染
中图分类号： S181文献标志码： A
文章编號：1002-1302（2017）11-0049-06[HS）][HT9.SS]
水稻是全球最重要的粮食作物之一。美国加利福尼亚州、日本、意大利维切利、泰国及伊朗等国外学者应用生命周期评价方法对水稻生产开展了生命周期评价研究。结果表明，过多的使用机械化、化肥和农药是造成水稻生产环境污染的主要原因[1-5]。在国内，有学者应用生命周期评价方法对太湖流域、湖南及上海等地水稻生产过程中的气体排放、能耗及碳足迹进行研究和评价，其结果表明，化肥和农药也是造成环境污染和能源消耗的主要原因[6-11]。
由于广西桂林市属于喀斯特地貌，耕地基本上以丘陵为主，地势高低起伏有落差。因此，无法采用大面积机械化进行作业，只能采用一些小型化机械，同时结合以劳动力为主的方式进行耕种。桂林地处亚热带季风气候区，位于沿海地区，常年温和多雨，利于水稻生长（图1）。但是，经文献检索尚未发现有针对广西桂林地区水稻生产开展生命周期评价的研究。同时，在过去的水稻生命周期评价中也未发现针对水稻生命周期成本开展生命周期评价的研究。
1水稻生命周期评价过程
1.1目标与范围的界定
本研究以广西桂林市临桂区水稻生命周期评价为研究目标，以1 t水稻为功能单位，研究该地区生产1 t早稻对环境的影响，种植面积为1 334 m2。通过集中抽样和随机抽样有机结合的方法，对该地区的农户、相关的田间作业活动和经销商进行实地走访调查，将调查获取的资料经整合及误差分析后应用到本次研究中。此外，为提高研究质量和数据的可靠性，对[CM（25]一些幅度较大的数据或与常规数据有较大差异的数据进[CM）]
行排除，使筛选出的数据更具有客观性。本次研究水稻LCA（生命周期评价）的系统边界如图2所示。
1.2清单分析
1.2.1原料准备
根据对桂林市水稻种植的农户及田间各项作业活动的实地调查获取相关数据。当地农民根据多年的水稻种植经验，已经了解了当地种植水稻须要购买何种化肥、农药等原料。为了节约时间及成本，在水稻种植前农民都已经将原料提前购买并运输回家储存。在种植过程中需要的原料则可直接从储存地提取。水稻种植过程中所需要的原料都在同一地点采购，应用农用拖拉机对原料进行运输，运输距离为17 km。生产1 t水稻需要的原料情况如表1所示。化肥用于秧苗的成长过程；抛秧盘和尼龙用于种子的育苗；稻田平整过程中使用的机械是柴油消耗的主要原因；农药用于水稻生长过程中病虫害的防御。原料准备阶段的所需成本为6265元（种植面积1 314 m2，下同）。
1.2.2育苗阶段
种稻之前，必须先将稻田的土壤翻过，使其松软。过去使用牲畜和犁具，主要是用水牛来整地犁田，但随着科技的发展，目前基本上使用机器进行整地。假设所有使用的设备都能正常工作，不需要维护。在每年的3月底到4月初对稻田进行翻耕，采用广西南宁手扶拖拉机厂的微型耕作机，人工费为120元；同时用草甘膦除草剂对田埂进行除草。
在种子播种之前需要对种子用温水进行催芽，消耗电能0.8 kW·h，成本为0.56元。播种需要100个抛秧盘（聚氯乙烯），尼龙（聚氯乙烯）12 m。种子发芽后即可进行育苗，需要生根壮苗剂60 g。先将生根壮苗剂撒入抛秧盘中，然后将种子撒入抛秧盘中，用稀泥进行覆盖抛秧盘的每一个穴口，最后用尼龙作为覆盖种子的温室大棚，保证种子能够在一个良好的环境生长为幼苗，需要人工费100元。种子育苗阶段需要1 kg尿素进行施肥，为幼苗的生长提供充足的养分。抛秧盘和尼龙在抛秧后可直接回收再利用。该阶段花费的成本为220.56元。
1.2.3秧苗播种
种子经过20～30 d生长即可进入抛秧阶段。以前采用的是人工插秧，但是随着社会的发展，现在已经采用人工抛秧技术，一般在4月中旬进行人工抛秧。在插秧当天需要对稻田进行平整，人工费为120元。稻田平整过后需要施肥，使用的化肥为钾肥、46.4%尿素等肥料。基肥的组成为：24 kg尿素+30 kg钾肥；插秧需要人工费240元。该阶段的成本为360元。
1.2.4生长阶段
插秧20 d左右，长出第1节稻茎时称为分蘗期，这段期间往往须要追肥，让稻苗健壮地成长，并促进日后结穗米质的饱满和提高产量。使用的化肥为12%过磷酸钙、17.1%碳酸氢铵等肥料，追肥的组成：30 kg过磷酸钙+23 kg碳酸氢铵，人工费50元。灌溉一般都须在插秧后，幼穗形成时，还有抽穗开花期加强水分灌溉。有研究表明，水稻种植过程中灌溉是造成CH4排放的主要原因[12-13]，而CH4的排放对温室气体有比较大的影响。因此要合理地进行灌溉，不能大水漫灌，尽量节约资源，减少污染物的排放。为提高粮食产量，根据当地种植环境对病虫害进行防御。在该地区水稻种植过程中主要会出现的病害为螟虫、稻纵卷叶螟、稻飞虱等害虫。插秧30 d后要喷洒阿维·三唑磷农药来防御螟虫灾害，在禾苗抽穗期要喷洒阿维菌素农药来防御稻纵卷叶螟灾害，在收割前20 d要喷洒吡虫啉农药来防治稻飞虱灾害。表2列出了水稻生产过程中所使用的农药及其用量。喷洒农药使用桂林洪氏喷雾器有限公司的电动喷雾器（桂林-16型），人工费为250元；消耗电能0.72 kW·h，0.5元。该阶段的成本为300.5元。
