2020, Vol. 28
2. 云南省农业科学院农业环境资源研究所 昆明 650205;
3. 文山学院三七学院 文山 663000
2. Institute of Agricultural Environment and Resources, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kunming 650205, China;
3. School of Sanqi, Wenshan University, Wenshan 663000, China
以温室气体排放为主导因素的全球变暖问题已经成为当前人类最亟待解决的生态环境问题[1], 而农业生产中产生的温室气体是导致全球变暖不可忽视的因素之一。农田土壤NOx、CH4、CO2等的排放及其减排控制是目前国内外研究热点[2]。通过组建不同的种植模式和生产管理措施, 降低农田生态系统中能源消耗和温室气体的排放, 以环境友好的方式实现高产高效是农业可持续发展的重要保障。
生命周期评价(LCA)是可计量分析伴随农业生产活动中的物质和能量的投入、产出与所引起的农业生态环境负荷之间关系的综合评价工具[3], 主要应用于农产品的环境影响评价以及比较不同农业生产方式的环境效应[4], 为农业生产决策提供数据和理论依据。全球变暖潜值是基于LCA的一个衡量污染物对环境效应的指标[5]。Meisterling等[6]运用LCA分析比较了有机小麦(Triticum aestivum)和传统小麦种植及商品运输过程中的碳排放关键影响因子, 从而为达成低碳目标的农业生产决策提供依据; 王明新等[7]对太湖高产水稻(Oryza sativa)管理措施做了全面的生命周期评价, 指出降低水肥投入, 提高养分资源利用效率是减缓水稻种植对太湖地区环境影响的关键因素; 梁龙等[5]基于生命周期环境影响评价, 分析了华北平原冬小麦-夏玉米(Zea mays)种植系统的最佳施肥方案, 并提出此轮作体系最大的潜在环境风险是环境酸化。
间套作是一种传统的种植模式, 利用作物不同的生长习性和生理特性, 形成不同时空生态位互补的复合群体[8]。现有研究表明, 合理间套作可显著提高作物产量和土地当量比[9]、提高养分资源利用效率[10]、有效控制病虫害[11]、改善土壤微生物区系[12], 是一种解决现代农业中的低产、病虫害严重、土壤退化和环境恶化等问题的重要手段, 有助于实现农业可持续发展[13]。前人研究发现, 玉米/大豆(Glycine max)间作[14]、大豆/甘蔗(Saccharum officinarum)间作[15]在温室气体排放等方面较单作有更好的减排效应。然而, 小麦/蚕豆(Vicia faba)、玉米/马铃薯(Solanum tuberosum)间作体系中的温室气体排放、能源消耗等环境影响尚缺乏系统的研究报道。因此, 本文以西南地区普遍种植的主要间作模式小麦/蚕豆、玉米/马铃薯为研究对象, 基于为期两年的田间试验数据, 采用LCA评价模型对不同间作模式作物进行分析研究, 以期为实现高产高效的可持续发展农业提供一定的科学依据。
1 材料与方法 1.1 试验设计试验区位于云南省昆明市寻甸县云南农业大学试验基地(102°2′E, 23°32′N, 海拔1 953.5 m)。该基地位于云南省昆明市东北部, 属北亚热带季风气候, 年平均气温14.7 ℃, 年降水量1 040 mm, 主要集中在夏季的7—9月, 年蒸发量为2 384 mm, 年日照时数2 617.4 h。供试土壤为山地红壤, 有机质含量为29.50 g·kg-1, 速效氮含量175.85 mg·kg-1, 速效磷含量16.44 mg·kg-1, 速效钾含量105.90 mg·kg-1, pH 6.65。
试验设小麦/蚕豆和玉米/马铃薯两种种植体系。小麦蚕豆种植体系中, 设小麦/蚕豆间作(A)、小麦单作(B)和蚕豆单作(C)3种种植模式, 重复3次, 共9个小区, 随机排列。玉米马铃薯种植体系中, 设玉米/马铃薯间作(A)、马铃薯单作(B)和玉米单作(C)3种种植模式, 重复3次, 共9个小区, 随机排列。上述试验小区面积均为32.5 m2(5 m×6.5 m)。供试小麦品种为‘云麦52’, 蚕豆品种为‘玉溪大粒豆’, 玉米品种为‘耕源寻单7号’, 马铃薯品种为‘会泽2号’。
1.2 种植管理小麦蚕豆体系:小麦单作采用条播, 行距为0.2 m, 播种量为180 kg·hm-2; 蚕豆单作行距为0.3 m, 株距0.1 m, 种植密度为3.2×105株·hm-2。小麦/蚕豆间作小区采用6行小麦间作2行蚕豆模式, 行株距和种植与对应单作一致。小麦、蚕豆于2014年和2015年的10月25日种植, 在出苗后的170 d和150 d左右收获。间作体系中小麦和蚕豆的共生期150 d左右。玉米马铃薯体系:玉米单作株距为0.25 m, 行距为0.5 m, 种植密度为7.2×104株·hm-2; 马铃薯单作株距为0.35 m, 行距为0.5 m, 种植密度为5×104株·hm-2; 玉米/马铃薯间作采用2行玉米和2行马铃薯相间, 株行距和种植密度与对应单作一致。试验小区四周设1 m的保护行, 种植玉米。于2014年和2015年的4月5日和5月11日分别播种马铃薯和玉米, 8月11日收获马铃薯, 10月6日收获玉米, 共生期共90 d。
供试肥料均为尿素、普通过磷酸钙、硫酸钾。小麦蚕豆种植体系中氮肥用量180 kg(N)·hm-2, 磷肥用量90 kg(P2O5)·hm-2, 钾肥用量90 kg(K2O)·hm-2, 磷肥、钾肥全部用作基肥施入, 氮肥在小麦拔节期追施1次, 基追比为1:1, 蚕豆不追肥, 氮肥仅做基肥施入。单作玉米的氮肥用量250 kg(N)·hm-2, 分基肥、小喇叭口期追肥和大喇叭口期追肥3次施入, 分别占总施氮量的40%、25%、35%;磷肥用量75 kg(P2O5)·hm-2、钾肥用量125 kg(K2O)·hm-2, 均以基肥施入。单作马铃薯氮肥用量为125 kg(N)·hm-2, 分两次施入, 基肥60%, 现蕾期施肥40%;磷肥用量为75 kg(P2O5)·hm-2, 钾肥用量为125 kg(K2O)·hm-2, 均以基肥形式施入。间作处理的施肥按2行玉米或2行马铃薯条带进行, 每一条带的施肥量和施肥时期与相应单作相同。
按当地常规的小麦、蚕豆、玉米和马铃薯栽培技术措施进行肥水管理, 整个生育期不使用除草剂和杀菌剂。分别在两个体系作物的成熟期进行产区产量的收获测定, 并计算土地当量比。
1.3 研究方法 1.3.1 产量分析籽粒产量测定:蚕豆、小麦每个小区提前划出2块0.6 m×5 m的条状测产区。收获麦穗和豆荚后, 脱粒测定两种作物的产量后折算出每公顷产量, 并计算土地当量比(LER)。
在玉米和马铃薯成熟期取每个小区的中间2行(宽度为1 m)长度为5 m的产区进行测产。玉米籽粒、马铃薯块茎称重折算出每公顷作物产量, 并计算土地当量比(LER)。
土地当量比(LER)是指同一田块中两种或以上作物间作的收益与各个作物单作收益的比率, 用来衡量间作优势, 计算公式为:
| $ {\rm{LER}} = \left( {{Y_{{\rm{i}}a}}/{Y_{{\rm{m}}\mathit{a}}}} \right) + \left( {{Y_{{\rm{i}}\mathit{b}}}/{Y_{{\rm{m}}\mathit{b}}}} \right) $ | (1) |
式中: Yia和Yib分别代表间作的两种作物的产量, Yma和Ymb分别代表单作的两种作物的产量。LER > 1时为间作较单作有产量优势, LER < 1时为间作较单作有产量劣势[16]。
数据用Microsoft Excel 2016整理后, 用SPSS 17.0在0.05水平进行方差分析(Duncan检验法)。
1.3.2 评价方法本研究基于为期2年的田间试验数据, 采用LCA, 以小麦/蚕豆间作和小麦单作、玉米/马铃薯间作和玉米单作为研究对象, 以生产1 000 kg作物为评价的功能单元, 定义的边界包括农资(化肥、柴油、电力)生产和农作物种植过程中(翻地、施肥、灌溉、收获)能源消耗和温室气体的排放, 不包括农用机械的生产、农资物品运输和消费者消费的过程。分别针对不同种植模式下的农资系统和农作系统建立生命周期资源消耗以及温室气体排放清单, 进行单作和间作对环境影响的评价。
标准化是为了消除结果在量纲和级数上的差异, 主要说明环境潜在影响的相对大小, 加权评估是结合全球变暖潜值的权重系数, 计算其对地区可持续发展的重要程度, 计算公式为:
| $ {\rm{EI}} = E/S \times W $ | (2) |
式中: E为潜在环境影响特征化结果; S为基准值, 参照梁龙[17]的研究结果; EI为环境影响值, 即加权平均值; W为环境影响权重, 参照王明新等[7]研究中专家组评议设置的权重系数。
用环境影响减缓潜力表征间作相对于单作的环境效益, 计算公式为:
| $ {\rm{EMP}} = \left( {{\rm{E}}{{\rm{I}}_{\rm{m}}} - {\rm{E}}{{\rm{I}}_{\rm{i}}}} \right)/{\rm{E}}{{\rm{I}}_{\rm{m}}} $ | (3) |
式中: EMP为间作相对于单作的环境影响减缓潜力, EIi为间作的环境影响值, EIm为单作的环境影响值。
全球增温潜势以CO2为基准进行特征化处理, 将CO2作为全球增温潜势的基准生态影响因子, 其他温室气体通过当量系数法计算出相对于CO2的环境变暖影响潜值, CO、CH4、NOx的当量系数分别为2、21和310[18], 计算公式为:
| $ {\rm{C}}{{\rm{O}}_2} = {\rm{CO}} \times 1 + {\rm{C}}{{\rm{H}}_4} \times 21 + {\rm{N}}{{\rm{O}}_x} \times 310 $ | (4) |
清单分析是生命周期法中以具体数据量化生产指标的过程, 本文将小麦/蚕豆间作、小麦单作、玉米/马铃薯间作和玉米单作的完整生命周期分为包括化肥、电力生产的农资系统和作物生长灌溉收获全过程的农作系统, 具体的物质投入产出如表 1所示。
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表 1 2014年和2015年小麦、玉米单、间作体系物质投入产出表 Table 1 Input-output inventory of intercropped and monocropped wheat and maize in 2014 and 2015 |
本试验原料物资生产过程中主要涉及的是温室气体排放和能源消耗, 农资生产系统主要涉及的是化肥制作投入。根据梁龙[17]对化肥生命周期的清单排放研究成果, 以生产1 000 kg小麦和玉米为单元, 根据表 1中的化肥投入量乘以农资系统相应的温室气体排放量和能源消耗(表 2)计算出间作小麦、单作小麦、间作玉米、单作玉米生产过程中农资子生产系统的生命周期清单如表 3所示。
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表 2 农资系统(化肥生产)的温室气体排放量及能源消耗 Table 2 Greenhouse gases emissions and energy depletion of agricultural materials system (fertilizers production) |
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表 3 2014年和2015年小麦、玉米单、间作体系农资系统清单 Table 3 Inventory of agricultural materials subsystem for intercropped and monocropped wheat and maize in 2014 and 2015 |
小麦、玉米生产体系的农作生产系统包括整地、施肥、收获等过程。以生产1 000 kg小麦和玉米为单元计算土壤温室气体排放量, 以灌溉水产生的电力消耗和柴油投入计算此过程中产生的温室气体和能源消耗。农作系统温室气体排放量及能源消耗见表 4。本研究依据陈新平等[19]的研究基础, 确定土壤NH3挥发系数取氮肥投入总量的23%, NO3--N淋洗系数取氮肥投入总量的14%;依据Mosier等[20]的研究结果, 确定N2O的直接挥发系数取氮肥投入总量的1.25%, 间接挥发系数取NH4+-N挥发量的1.00%和NO3--N淋洗量的2.50%, NOx挥发系数取N2O挥发量的10.00%。计算出间作小麦、单作小麦、间作玉米、单做玉米生产过程中农作生产系统的能源消耗和温室气体排放生命周期清单(表 5)。
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表 4 农作系统的温室气体排放量及能源消耗 Table 4 Greenhouse gases emissions and energy depletion of farming system |
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表 5 2014年和2015年小麦、玉米单作和间作体系农作系统清单 Table 5 Inventory of farming subsystem for intercropping and monocropping systems of wheat and maize in 2014 and 2015 |
图 1结果表明, 除2015年间作玉米较单作玉米产量没有显著提高外, 小麦/蚕豆间作、玉米/马铃薯间作均显著提高了作物产量, 具有明显的间作产量优势。2014年和2015年小麦/蚕豆间作体系中, 间作小麦的产量均显著高于单作小麦产量。与单作小麦相比, 间作小麦产量分别提高39.94%和18.04%。2014年玉米/马铃薯间作显著提高了玉米产量, 而2015年间作玉米较单作也有增产但未达显著差异。2014年和2015年间作玉米产量较单作分别提高23.16%、2.65%。间作均能提高两个系统的产量, 就增幅而言, 小麦/蚕豆间作系统两年平均增幅高于玉米/马铃薯间作系统, 说明禾本科与豆科间作的产量增幅优势更明显。
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图 1 2014年和2015年单作小麦、与蚕豆间作小麦和单作玉米、与马铃薯间作玉米的产量 Fig. 1 Yields of wheat monocropped and intercropped with faba bean, and maize monocropped and intercropped with potato in 2014 and 2015 不同小写字母表示单作、间作产量在5%水平差异显著。Different lowercase letters mean significant differences between monocropped and intercropped crops at 0.05 level. IW: intercropped wheat; MW: monocropped wheat; IM: intercropped maize; MM: monocropped maize. |
除2014年玉米/马铃薯土地当量比小于1外, 2014年、2015年小麦/蚕豆间作和2015年玉米/马铃薯间作的LER均大于1(图 2)。小麦/蚕豆间作的LER分别为1.06和1.09, 玉米/马铃薯间作2015年LER为1.05, 表现出显著的间作产量优势, 而2014年LER为0.95, 没有间作优势, 可能是由于当年该体系试验区进行了填土改造所导致。
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图 2 2014年和2015年小麦/蚕豆间作系统(a)和玉米/马铃薯(b)间作体系的土地当量比(LER) Fig. 2 Land equivalent ratios (LER) of wheat/faba bean intercropping system (a) and maize/potato intercropping system (b) in 2014 and 2015 |
通过对农资和农作系统的资源消耗和环境排放清单进行加权统计, 计算出能引起温室效应的污染物(CO2、CH4、CO和NOx)当量排放值(图 3)。
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图 3 2014年和2015年小麦/蚕豆和玉米/马铃薯间作体系的全球增温潜势 Fig. 3 Global warming potentials of wheat/faba bean and maize/potato intercropping systems in 2014 and 2015 不同小写字母表示单作、间作在5%水平差异显著。Different lowercase letters mean significant differences between monocropping and intercropping systems at 0.05 level. MW: monocropped wheat; IW: intercropped wheat; MM: monocropped maize; IM: intercropped maize. |
2014年和2015年小麦蚕豆体系中间作的全球增温潜势均低于单作, 2014年具有明显的间作环境效应优势, 与单位小麦差异显著; 2014年和2015年间作全球增温潜势较单作分别降低28.54%和15.29%, 年际间变化表现为无论单作、间作, 2014年全球增温潜势均高于2015年(图 3)。玉米马铃薯体系2014年和2015年的间作全球增温潜势值均低于相应的单作, 表现出一定的环境效应优势, 2014年差异显著, 2014年和2015年间作全球增温潜势较单作分别降低19.06%和2.61%。就两个不同间作体系而言, 小麦/蚕豆间作全球增温潜势两年均值高于玉米/马铃薯间作体系(图 3)。
2.3 不同间作体系的能源消耗从表 6可知, 2014年和2015年小麦/蚕豆体系中间作小麦能源消耗显著低于单作小麦, 两年能源消耗分别降低28.53%和15.29%; 2014年和2015年玉米马铃薯体系中间作玉米比单作玉米能源消耗分别降低18.83%和2.61%, 2014年间作玉米能源消耗显著低于单作玉米, 但2015年未达显著差异。
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表 6 2014年和2015年小麦、玉米单作和间作体系的能源消耗 Table 6 Energy depletion of intercropped and monocropped wheat and maize in 2014 and 2015 |
不同年份下, 小麦蚕豆和玉米马铃薯两个体系下, 间作的能源消耗和全球增温潜势权重后影响指数均低于单作(表 7)。两年间小麦蚕豆体系中间作小麦降低能源消耗作用与单作小麦差异显著, 玉米马铃薯体系均未达显著差异。就全球增温潜势而言, 2014年无论小麦蚕豆体系还是玉米马铃薯体系, 间作的环境权重后影响指数均显著低于相应单作, 2015年间作影响指数同样低于相应单作, 但未达显著差异。
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表 7 2014年和2015年小麦/蚕豆和玉米/马铃薯间作体系能源消耗和全球增温潜势生命周期加权分析结果 Table 7 Weighting of life cycle assessment (LCA) of energy consumption and global warming potential of wheat/faba bean and maize/potato intercropping systems in 2014 and 2015 |
本研究中, 间作处理在不同年份均表现出明显的环境影响减缓潜力(表 8):小麦/蚕豆间作的能源消耗减缓潜力两年平均值为24.58%, 全球增温潜势减缓潜力平均值为20.49%;玉米/马铃薯间作两年平均值分别为11.46%和13.32%。小麦/蚕豆间作较玉米/马铃薯间作降低能源消耗和全球增温潜势的效果更明显, 有更友好的环境效应。
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表 8 2014年和2015年小麦/蚕豆和玉米/马铃薯间作体系生命周期环境影响减缓潜力 Table 8 Potentials of mitigating environmental impact of life cycle assessment (LCA) of wheat/faba bean and maize/potato intercropping systems in 2014 and 2015 |
在间作复合种植试验中, 79%的试验结果显示间作的生物产量比单作平均高1.7倍[21]。很多研究表明, 与单一种植农田相比, 间作种植模式下, 通过共生作物在时间和空间上的合理搭配, 农田生态系统能有效提高资源利用率和单位面积粮食产出[22]。本研究表明, 两年间小麦/蚕豆间作均显著提高了小麦产量, 平均增幅达28.99%, 且不同年份间的土地当量比(LER)均大于1。体现出间作增产优势, 与前人关于合理间作能促进产量优势的研究结果有很好的一致性[23]。这可能是由于间作处理下改善了作物的根系形态[11], 豆科作物的共生固氮作用促进了禾本科小麦对氮素的吸收, 促进了根际养分活化[9], 同时提高了养分利用效率[24], 具体机制还有待进一步探讨。
玉米/马铃薯间作2014年和2015年同样对玉米也具有增产作用, 2015年土地当量比(LER)大于1, 表现出间作优势。Ebwongu等[25]研究结果与本研究一致, 均证实玉米/马铃薯间作具有产量优势。这可能是玉米/马铃薯间作会提高土壤微生物总量、丰富微生物群落结构[26], 造成不同生态位的微生物物种多样性, 提高作物根系对养分的吸收利用[27], 进而提高间作体系产量。
3.2 间作降低全球增温潜势和能源消耗21世纪人类最亟待解决的生态环境问题之一就是温室气体排放导致的全球气候变暖。CO2、N2O以及CH4是重要的温室气体, CO2和N2O对增强温室效应的贡献率分别约占60%和5%, N2O的增温效应约是CO2的296~310倍[28], 由此可见, N2O和CO2是大气中最重要的温室气体。农业土壤是N2O和CO2重要的排放源, 农业生产过程中排放的N2O占全国N2O排放总量的80%~92%[29], 排放的CO2占全国CO2排放总量的5%~20%[30], 且年排放量呈递增趋势。本研究中小麦/蚕豆和玉米/马铃薯两种间作种植体系下N2O和CO2等温室气体的排放量均低于单作, 与周龙等[10]、黄坚雄等[14]在玉米间作大豆种植模式和玉米间作马铃薯中研究结果一致, 农田N2O排放通量小于相应的单作。与蚕豆间作的小麦较单作小麦全球增温潜势2年平均降幅为21.91%;与马铃薯间作的玉米较单作玉米全球增温潜势2年平均降幅为10.83%。Dyer等[31]研究表明禾本科和豆科间作可以有效降低土壤温室气体的排放, 刘辉娟[32]对玉米/豌豆(Pisum sativum)间作的研究表明, 间作可降低10.5%~40.6%的土壤温室气体排放。这些与本研究结论一致。究其原因可能是间作改变了土壤微生物群落结构、活性和根系形态构造, 促进了根系养分的吸收利用, 因此供土壤微生物反硝化底物减少, 并且由于间作复合作物种间相互作用, 会使其生长带内土壤呼吸速率降低[33], 最终温室气体的排放量降低。就两种体系而言, 在玉米/马铃薯间作体系总施肥量高于小麦/蚕豆间作体系的情况下, 其增温潜势低于小麦/蚕豆间作体系, 由此可见玉米/马铃薯间作体系在降低全球增温潜势方面有更好的环境效应。
在能源消耗方面, 本研究中两种体系下间作的能源消耗均低于单作。与蚕豆间作的小麦较单作小麦2年间能源消耗平均降低21.91%, 与马铃薯间作的玉米较单作玉米2年间能源消耗平均降低10.72%。这主要得益于间作的产量优势, 在收获同样作物经济产量的同时, 间作体系有着更低农田投入品消耗(肥料、柴油、电力), 进而在农资生产端可以节省能源消耗降低排放。LER较好地表征了间作优势, 同样的地块(同样的农田投入品消耗)下, 小麦/蚕豆间作和玉米/马铃薯间作2年的LER均大于1, 较相应单作可以获得更高的产量收益。等农田投入品消耗下, 间作可以获得更好的产量和更低的能源消耗; 等收获产量下, 间作可以投入更少消耗品, 进而控制能源消耗。
4 结论基于LCA对小麦/蚕豆和玉米/马铃薯间作常规施肥水平下进行了评价分析, 针对产量、能源消耗、全球变暖效应等方面展开对比评价。结果表明, 与单作小麦相比, 与蚕豆间作的小麦产量两年分别增加18.04%和39.94%, 与单作玉米相比, 与马铃薯间作的玉米产量分别增加2.65%和23.16%;与单作小麦相比, 与蚕豆间作的小麦的全球变暖潜值降低15.28%和28.53%, 能源消耗减少15.29%和28.53%;与单作玉米相比, 与马铃薯间作的玉米的全球变暖潜值降低2.61%和19.05%, 能源消耗减少2.61%和18.83%。合理间作具有显著增产效应, 同时可以降低温室气体的排放以及能源消耗, 以更低环境代价获得作物高产高效。本研究对于环境效应中大气酸化、水体富营养化、土壤重金属毒性等方面研究不足, 且只在常规施肥水平下进行研究, 今后望能在不同施肥水平下对间作体系进行LCA多方面的环境效应评价。
| [1] |
VITOUSEK P M, MOONEY H A, Lubchenco J, et al. Human domination of earth's ecosystems[J]. Science, 1997, 277(5325): 494-499. DOI:10.1126/science.277.5325.494 |
| [2] |
RAVISHANKARA A R, DANIEL J S, PORTMANN R W. Nitrous oxide (N2O):the dominant ozone-depleting substance emitted in the 21st century[J]. Science, 2009, 326(5949): 123-125. DOI:10.1126/science.1176985 |
| [3] |
YANG Y S, SHENG G H, LU G H. The suggestion for application LCA in the agriculture in China[J]. Soft Science, 2003(5): 7-11. |
| [4] |
CEDERBERG C, MATTSSON B. Life cycle assessment of milk production-a comparison of conventional and organic farming[J]. Journal of Cleaner Production, 2000, 8(1): 49-60. DOI:10.1016/S0959-6526(99)00311-X |
| [5] |
梁龙, 陈源泉, 高旺盛, 等. 华北平原冬小麦-夏玉米种植系统生命周期环境影响评价[J]. 农业环境科学学报, 2009, 28(8): 1773-1776. LIANG L, CHEN Y Q, GAO W S, et al. Life cycle environmental impact assessment in winter wheat-summer maize system in North China Plain[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2009, 28(8): 1773-1776. DOI:10.3321/j.issn:1672-2043.2009.08.038 |
| [6] |
MEISTERLING K, SAMARAS C, SCHWEIZER V. Decisions to reduce greenhouse gases from agriculture and product transport:LCA case study of organic and conventional wheat[J]. Journal of Cleaner Production, 2009, 17(2): 222-230. DOI:10.1016/j.jclepro.2008.04.009 |
| [7] |
王明新, 夏训峰, 刘建国, 等. 太湖地区高产水稻生命周期评价[J]. 农业环境科学学报, 2009, 28(2): 420-424. WANG M X, XIA X F, LIU J G, et al. Life cycle assessment of high-yielding rice in Taihu Region[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2009, 28(2): 420-424. DOI:10.3321/j.issn:1672-2043.2009.02.036 |
| [8] |
ZHANG F S, SHEN J B, ZHANG J L, et al. Rhizosphere processes and management for improving nutrient use efficiency and crop productivity:Implications for China[J]. Advances in Agronomy, 2010(10): 1-32. |
| [9] |
肖靖秀, 汤利, 郑毅. 氮肥用量对油菜//蚕豆间作系统作物产量及养分吸收的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2011, 17(6): 1468-1473. XIAO J X, TANG L, ZHENG Y. Effects of N fertilization on yield and nutrient absorption in rape and faba bean intercropping system[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2011, 17(6): 1468-1473. |
| [10] |
周龙, 吕玉, 朱启林, 等. 施氮与间作对玉米和马铃薯钾吸收与分配的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2016, 22(6): 1485-1493. ZHOU L, LYU Y, ZHU Q L, et al. Effects of N application on potassium absorption and distribution of maize and potato in intercropping system[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2016, 22(6): 1485-1493. |
| [11] |
董艳, 董坤, 杨智仙, 等. 间作减轻蚕豆枯萎病的微生物和生理机制[J]. 应用生态学报, 2016, 27(6): 1984-1992. DONG Y, DONG K, YANG Z X, et al. Microbial and physiological mechanisms for alleviating Fusarium wilt of faba bean in intercropping system[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2016, 27(6): 1984-1992. |
| [12] |
吕玉, 周龙, 龙光强, 等. 不同氮水平下间作对玉米土壤硝化势和氨氧化微生物数量的影响[J]. 环境科学, 2016, 37(8): 3229-3236. LYU Y, ZHOU L, LONG G Q, et al. Effect of different nitrogen rates on the nitrification potential and abundance of ammonia-oxidizer in intercropping maize soils[J]. Environmental Science, 2016, 37(8): 3229-3236. |
| [13] |
LITHOURGIDIS A S, DORDAS C A, DAMALAS C A, et al. Annual intercrops:an alternative pathway for sustainable agriculture[J]. Australian Journal of Crop Science, 2011, 5(4): 396-410. |
| [14] |
黄坚雄, 隋鹏, 高旺盛, 等. 华北平原玉米‖大豆间作农田温室气体排放及系统净温室效应评价[J]. 中国农业大学学报, 2015, 20(4): 66-74. HUANG J X, SUI P, GAO W S, et al. Effect of maize-soybean intercropping on greenhouse gas emission and the assessment of net greenhouse gas balance in North China Plain[J]. Journal of China Agricultural University, 2015, 20(4): 66-74. |
| [15] |
章莹, 王建武, 王蕾, 等. 减量施氮与大豆间作对蔗田土壤温室气体排放的影响[J]. 中国生态农业学报, 2013, 21(11): 1318-1327. ZHANG Y, WANG J W, WANG L, et al. Effect of low nitrogen application and soybean intercrop on soil greenhouse gas emission of sugarcane field[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2013, 21(11): 1318-1327. |
| [16] |
王宇蕴, 任家兵, 郑毅, 等. 间作小麦根际和土体磷养分的动态变化[J]. 云南农业大学学报, 2011, 26(6): 851-855. WANG Y Y, REN J B, ZHENG Y, et al. Dynamics of available phosphorus in rhizosphere and bulk soil of wheat under intercropping[J]. Journal of Yunnan Agricultural University, 2011, 26(6): 851-855. DOI:10.3969/j.issn.1004-390X(n).2011.06.021 |
| [17] |
梁龙.基于LCA的循环农业环境影响评价方法探讨与实证研究[D].北京: 中国农业大学, 2009 LIANG L. Environmental impact assessment of circular agriculture based on life cycle assessment: Methods and case studies[D]. Beijing: China Agricultural University, 2009 |
| [18] |
CARDINALE B J, WRIGHT J P, CADOTTE M W, et al. Impacts of plant diversity on biomass production increase through time because of species complementarity[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2007, 104(46): 18123-18128. DOI:10.1073/pnas.0709069104 |
| [19] |
陈新平, 张福锁. 小麦-玉米轮作体系养分资源综合管理理论与实践[M]. 北京: 中国农业大学出版社, 2006: 203-205. CHEN X P, ZHANG F S. Theory and Practice of Nutrient Resources Integrated Management of Wheat-Maize Rotation System[M]. Beijing: China Agricultural University Press, 2006: 203-205. |
| [20] |
MOSIER A, KROEZE C, NEVISON C, et al. Closing the global N2O budget:nitrous oxide emissions through the agricultural nitrogen cycle[J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 1998, 52(2/3): 225-248. DOI:10.1023/A:1009740530221 |
| [21] |
GHANBARI A, DAHMARDEH M, SIAHSAR B A, et al. Effect of maize (Zea mays L.)-cowpea (Vigna unguiculata L.) intercropping on light distribution, soil temperature and soil moisture in arid environment[J]. Journal of Food, Agriculture and Environment, 2010, 8(1): 102-108. |
| [22] |
ECHARTE L, MAGGIORA A D, CERRUDO D, et al. Yield response to plant density of maize and sunflower intercropped with soybean[J]. Field Crops Research, 2011, 121(3): 423-429. DOI:10.1016/j.fcr.2011.01.011 |
| [23] |
王宇蕴, 郑毅, 汤利. 不同抗性小麦品种与蚕豆间作对小麦根际速效养分含量的影响[J]. 土壤通报, 2012, 43(2): 466-471. WANG Y Y, ZHENG Y, TANG L. Effects of intercropping with different resistant wheat varieties and faba bean on available nutrient content in the rhizosphere[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2012, 43(2): 466-471. |
| [24] |
肖靖秀, 汤利, 郑毅, 等. 大麦/蚕豆间作条件下供氮水平对作物产量和大麦氮吸收累积的影响[J]. 麦类作物学报, 2011, 31(3): 499-503. XIAO J X, TANG L, ZHENG Y, et al. Effects of N level on yield of crops, N absorption and accumulation of barley in barley and faba bean intercropping system[J]. Journal of Triticeae Crops, 2011, 31(3): 499-503. |
| [25] |
EBWONGU M, ADIPALA E, SSEKABEMBE C K, et al. Effect of intercropping maize and solanum potato on yield of the component crops in Central Uganda[J]. African Crop Science Journal, 2001, 9(1): 83-96. |
| [26] |
覃潇敏, 郑毅, 汤利, 等. 玉米与马铃薯间作对根际微生物群落结构和多样性的影响[J]. 作物学报, 2015, 41(6): 919-928. QIN X M, ZHENG Y, TANG L, et al. Effects of maize and potato intercropping on rhizosphere microbial community structure and diversity[J]. Acta Agronomica Sinica, 2015, 41(6): 919-928. |
| [27] |
黄承建, 赵思毅, 王季春, 等. 马铃薯/玉米不同行数比套作对马铃薯光合特性和产量的影响[J]. 中国生态农业学报, 2012, 20(11): 1443-1450. HUANG C J, ZHAO S Y, WANG J C, et al. Photosynthetic characteristics and yield of potato in potato/maize intercropping systems with different row number ratios[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2012, 20(11): 1443-1450. |
| [28] |
翟胜, 高宝玉, 王巨媛, 等. 农田土壤温室气体产生机制及影响因素研究进展[J]. 生态环境, 2008, 17(6): 2488-2493. ZHAI S, GAO B Y, WANG J Y, et al. Mechanism and impact factors of greenhouse gases generation from farmland[J]. Ecology and Environment, 2008, 17(6): 2488-2493. DOI:10.3969/j.issn.1674-5906.2008.06.070 |
| [29] |
国家发展和改革委员会. 中华人民共和国气候变化初始国家信息通报[M]. 北京: 中国计划出版社, 2004. National Development and Reform Commission. People's Republic of China Initial National Communication on Climate Change[M]. Beijing: China Planning Press, 2004. |
| [30] |
张玉铭, 胡春胜, 张佳宝, 等. 农田土壤主要温室气体(CO2、CH4、N2O)的源/汇强度及其温室效应研究进展[J]. 中国生态农业学报, 2011, 19(4): 966-975. ZHANG Y M, HU C S, ZHANG J B, et al. Research advances on source/sink intensities and greenhouse effects of CO2, CH4 and N2O in agricultural soils[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2011, 19(4): 966-975. |
| [31] |
DYER L, OELBERMANN M, ECHARTE L. Soil carbon dioxide and nitrous oxide emissions during the growing season from temperate maize-soybean intercrops[J]. Journal of Plant Nutrient and Soil Science, 2012, 175: 394-400. DOI:10.1002/jpln.201100167 |
| [32] |
刘辉娟.施氮对玉米间作豌豆农田温室气体排放的影响及机制[D].兰州: 甘肃农业大学, 2012 LIU H J. The effect and mechanism of Nitrogen on farmland greenhouse gas emissions of corn interplanting peas[D]. Lanzhou: Gansu Agricultural University, 2012 http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10733-1012034432.htm |
| [33] |
QIN A Z, HUANG G B, CHAI Q, et al. Grain yield and soil respiratory response to intercropping systems on arid land[J]. Field Crops Research, 2013, 144: 1-10. DOI:10.1016/j.fcr.2012.12.005 |