不同蔬菜品種生產效益和碳效益評價

農 業(yè)資源與環(huán)境學報2016 年 1 月 ·第 33 卷 ·第 1 期： 92-101 January 2016·Vol.33·No.1： 92-101Journal of Agricultural Resources and Environmenthttp:/www.aed.org.cn近幾年來，隨著農業(yè)結構的調整，蔬菜種植業(yè)發(fā)展迅速 。據(jù)統(tǒng)計， 2011 年我國蔬菜種植面積達 0.20 億hm2，總產量達 6.79 億 t，總產值 1.26 萬億元，占種植業(yè)總產值的 30%以上，且超過了我國的糧食總產值1。蔬菜是最重要消費品和必不可少的農產品，而蔬菜的生產情況更與農民利益 、人民生活息息相關，引起廣泛關注 。目前，蔬菜種植業(yè)方面的研究主要集中 2 個方面：一是生產經濟效益問題研究，馬一娜等2通過對山西省蔬菜產業(yè)經濟效益比較分析，確立保護地蔬菜業(yè)在山西農業(yè)的重要地位 。肖蓉3對江西省蔬菜產業(yè)的經濟效益研究結果表明，作物種植耗費工作量和收益基本成正比，蔬菜產業(yè)的高效益是以繁重的工作量為代價的基本現(xiàn)實 。馮麗娟等4通過分析我國綠色蔬菜發(fā)展存在的問題，從人才 、政策 、管理方面提出相應的對策，為提高蔬菜產業(yè)收益提供參考；二是生產生態(tài)問題研究，主要是生產碳效益方面， Hillier 等5對英不同蔬菜品種生產效益和碳效益評價胡 亮，文禮章*，彭云鵬，易 倩，徐 練（湖南農業(yè)大學植物保護學院，湖南 長沙 410128）摘 要： 實驗通過對瀏陽市 4 個農場 2 種生產模式 8 種蔬菜 3 年的經濟（生產成本 、投入產出比等）和環(huán)境（碳排放量 、碳足跡）指標值進行分析，結果表明：（ 1）有機生產模式的投入產出比和碳足跡分別為無公害生產的 18.5%和 87.4%；（ 2）肥料和電耗是最主要的碳排放來源，分別占碳排放總量的 58.76%和 16.67%；（ 3）碳排放量和碳足跡都與 N 肥之間成正相關關系，即施用的 N 肥越多，碳排放量就越多，碳足跡也越大；（ 4）有機模式下，有機肥用量達到 122 352 kg·hm-2時，作物產量最大；而無公害模式下，農用化學品投入 20 103 元 ·hm-2時，葉菜產量最大 。因此，要保障蔬菜增產豐收，同時盡可能地減少碳排放量，其主要出路在于推廣有機模式，增施有機肥，減少無機 N 肥和其他農用化學品的使用，建立節(jié)水灌溉體系以節(jié)約用電量 。關鍵詞： 生產效益；碳效益；生命周期評價法；蔬菜生產中圖分類號： S181 文獻標志碼： A 文章編號： 2095-6819（ 2016） 01-0092-10 doi: 10.13254/j.jare.2015.0121引用格式：胡 亮，文禮章，彭云鵬，等 . 不同蔬菜品種生產效益和碳效益評價 J. 農業(yè)資源與環(huán)境學報 , 2016, 33（ 1） : 92-101.HU Liang, WEN Li-zhang, PENG Yun-peng, et al. Evaluation of Production and Carbon Benefit of Different VegetablesJ. Journal of AgriculturalResources and Environment, 2016, 33（ 1） : 92-101.Evaluation of Production and Carbon Benefit of Different VegetablesHU Liang, WEN Li-zhang*, PENG Yun-peng, YI Qian, XU Lian（ College of Plant Protection, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China）Abstract: This study analyzed environmental and economic benefits of 8 types of vegetables in 4 different farms over 3 years. The specificresults were as follows:（ 1） The input-output ratio and carbon footprint of organic production mode was 18.5% and 87.4% of that of pollution-free mode, respectively;（ 2） Fertilizer and power consumption was the main source of carbon emissions, accounting for 58.76% and 16.67% oftotal carbon emissions, respectively;（ 3） There were positive correlations between N fertilizer and both carbon emissions and carbon footprint.In otherwords,higheruseofNfertilizerresultedinhighercarbonemissionsandcarbonfootprint;（ 4） Whenorganicfertilizersusereached122352kg·hm-2, the crop production could reach the maximum under organic mode. Under the mode of pollution-free production, when agriculturalchemicals input reached 20 103 yuan·hm-2, leafy vegetable production could reach the maximum. Therefore, to increase production and reduce carbon emissions in the process of vegetable production, the main approach was to use organic mode, increase the quantity of organicfertilizer, instead of the use of inorganic N fertilizer and other agricultural chemicals and establish water-saving irrigation system for electricity efficiency.Keywords: production benefit; carbon benefit; life cycle assessment; vegetable production收稿日期： 2015-05-10基金項目： 湖南省財政廳專項基金（ 2013017）作者簡介： 胡 亮，碩士研究生，專業(yè)方向為蔬菜生產過程中生態(tài)安全性評估和秸稈綜合利用 。E-mail: 1248384476qq.com* 通信作者： 文禮章 E-mail: weninsect123aliyun.com92 2016 年 1 月http:/www.aed.org.cn蔬菜生產模式Praduction pattern農場farm肥料平均用量 /kg·hm-2Fertilizer average dosage農藥平均用量 /kg·hm-2Pesticides average dosage殺蟲工具Insecticidal toolN 肥N fertilizerP2O5 肥P2O5fertilizerK2O 肥K2O fertilizer廄肥Manure殺蟲劑Insecticide除草劑Herbicides滅菌劑Sterilizing agent有機模式 Organic pattern A 0 0 0 31 272 0 0 0 太陽能殺蟲燈 、殺蟲板無公害模式Pollution-free patternB 398 286 352 13 500 0.23 9.9 20.39 C 659 340 382 18 750 0.42 14.4 22.35 D 597 318 355 24 562 0.4 14.1 21.95 表 1 4 個農場的特點和差異Table 1 The characteristics and differences of the 4 farms國主要食物農產品（馬鈴薯 、西紅柿及油菜等）進行了碳足跡調查，提出農業(yè)生產碳足跡的一般資料 。張志斌6研究設施蔬菜低碳生產技術，為蔬菜生產節(jié)能減排做出貢獻 。上述研究為蔬菜種植業(yè)的發(fā)展提供了重要資料，但由于視角單一，缺少對經濟與生態(tài)方面綜合考慮，使得一些提高經濟效益的對策破壞生態(tài)環(huán)境，而部分維護環(huán)境的舉措又損害了經濟效益，不利于蔬菜產業(yè)的健康發(fā)展 。本文對有機生產（不使用化肥和農藥）和無公害生產（可以按相關標準使用化肥和農藥）模式下，露天蔬菜生產成本（物質成本和人工成本） 、產量 、投入產出比 、碳排放量 、碳吸收量 、碳足跡等展開調查，基于生產效益和碳效益二元視角分析露天蔬菜實際生產過程中經濟效益與生態(tài)效益的矛盾，期望為高效低碳蔬菜生產提供參考 。1 材料與方法1.1 研究地區(qū)概況本研究調查的 4 個農場中， 1 個為有機生產模式（定義為 A）， 3 個為無公害生產模式（分別定義為 B、C、D，見表 1） 。有機生產模式是遵照有機農業(yè)生產標準 、自然學規(guī)律和生態(tài)學原理，在生產過程中不采用基因工程獲得的生物及其產品，不使用化學合成投入品的一種持續(xù)穩(wěn)定的農業(yè)生產過程7；而無公害生產模式下可以合理使用低毒低殘留的農業(yè)化學品，但在收獲時有害物質的殘留量不超過國家允許的標準8，調查選擇的 4 個農場都有國家頒布的產品認證書，符合國家相關蔬菜生產標準 。調查地位于湖南省瀏陽市（ 27°512028°3406N， 113°1024114°1458E）屬亞熱帶季風濕潤氣候，雨量充沛，年平均氣溫 16.718.2 ，年日照時數(shù)1 4901 850 h，年降水量 1 4572 247 mm9。瀏陽市是全國無公害蔬菜示范縣 、全國蔬菜標準化生產示范縣， 2013 年全市蔬菜復種面積達 3.05 萬 hm2，總產量90 萬 t，總產值 12.8 億元，占種植業(yè)產值的 35.3%，對全市農民的人均純收入貢獻率達 30%，蔬菜產業(yè)已經成為瀏陽市種植業(yè)的 “八大特色產業(yè) ”之一10。1.2 調查方法本次研究主要參照生命周期評價（ Life cycle assessment, LCA）的方法11和 IPCC 方法一（ Tier1）建立農業(yè)生產系統(tǒng)碳足跡的估算模型，并以蔬菜生產過程中產生的碳排放量減去相對應的碳吸收量，得到其相應的碳足跡值 。然后，應用投入產出比分析12和相關回歸等統(tǒng)計方法分析蔬菜的經濟效益與生產成本以及碳足跡值等環(huán)境指標之間的定量關系 。1.2.1 調查流程和邊界本文以 4 個典型農場蔬菜生產為研究對象進行評估，評價單位面積蔬菜生命周期內生產成本及碳足跡 。研究內容主要涉及 20112013 年間 4 個農場 8種蔬菜生產過程中所耗費的農用化學品 、種子 、機械 、人工 、農具 、灌溉的經濟成本以及產生的碳排放量和植物固碳 。其中，有機模式下碳排放的計算范圍包括：有機肥（秸稈和雞糞） 、人工 、農械 、電 、油料 、地膜以及土壤的碳排放量，因為作物凋零物和還田秸稈的固碳經過生物分解作用成為土壤生物碳，因此不計入碳排放中，而有機肥是雞糞與秸稈的混合堆肥，蘿卜 、萵筍 、莧菜有機肥中的秸稈是外來物，因此計入其中 。1.2.2 數(shù)據(jù)來源與分析原始數(shù)據(jù)主要來源于被調查農場歷年系統(tǒng)記錄的資料，其中主要采用了產量 、人工勞動時間 、油耗量 、電耗量 、銷售價格 、肥料 、農藥 、種子 、地膜種類及用量等系列數(shù)據(jù) 。作者所做的實地調查內容主要包括：各農場的種植面積 、作物密度 、生物量 、農具 、農業(yè)機械的折舊費和測量的蔬菜含水量 。運用 EXCEL、SPSS 18 軟件進行統(tǒng)計分析 。1.3 指標值系數(shù)1.3.1 蔬菜的碳吸收率 、含水量 、經濟系數(shù)碳吸收是指作物在生長過程中吸收大氣中的CO2轉換為有機物的過程，是主要的碳匯來源 。本研胡 亮，等：不同蔬菜品種生產效益和碳效益評價93 農 業(yè)資源與環(huán)境學報 ·第 33 卷 ·第 1 期http:/www.aed.org.cn表 3 田間作業(yè)人工效率和機械消耗Table 3 The field operation manual and mechanicalconsumption efficiency田間作業(yè)field operation人工Artificial柴油Diesel oil電Electricity松土 Digging 0.333 m2·min-1播種 Seedling 1 m2·min-11.28 m·min-14 株 ·min-1間苗 Thinning 1.5 m·min-1施肥 Fertilization 1.5 株 ·min-1300 g·min-16.5 L·h-1耕地 Plow tillage 0.4 m2·min-120.25 L·hm-2耙地 Harrowing field 24.45 L·hm-2做畦 Doing the strip 0.5 m·min-11 m2·min-1定植 Engraftment 4 株 ·min-1裝燈 Dighting 0.05 臺 ·min-1防蟲 Insect-resistant 2 片 ·min-1100 頭 ·min-1打杈 Pruning 0.67 杈 ·min-1拉秧 Seeding 0.67 株 ·min-1搭架 Installing frame 0.67 株 ·min-1落蔓 Falling tendril 1 株 ·min-1綁蔓 Tying tendril 4 株 ·min-1除草中耕 Weeding 1 m2·min-1灌溉 Irrigation 0.067 hm2·h-11.5 kW·h-1噴藥 Spraying 666.7 g·min-1采收 Harvest 12 500 g·h-1運輸 Transport 0.2 L·km-1切稈 Cutting the rod 16.2 L·hm-2表 2 蔬菜的含水量和經濟系數(shù)Table 2 Water content of vegetables and economic coefficient注：含水量計算公式： W=Wf-WdWf×100%， W 為含水量， Wf 為濕重，Wd 為干重；經濟系數(shù)計算公式：E=Ei Et ，E 為經濟系數(shù)， Ei 為經濟產量，Et 為生物量 。Note: The formula of water content: W=Wf-WdWf×100%, W as moisture content, Wfas the wet weight, Wdas dry weight; Economic coefficient calculationformula: E=Ei Et, E for economic coefficient, Eifor economic output, Etfor biomass.蔬菜品種Vegetable varieties含水量 /%Water content經濟系數(shù)（有機模式）Economic coefficient（ Organic pattern）經濟系數(shù)（無公害模式）Economic coefficient（ Pollution-free pattern）黃瓜 Cucumber 98.3 0.240 0.548 0苦瓜 Bitter melon 94.9 0.230 0.365 7青椒 Green pepper 95.7 0.334 0.577 5茄子 Eggplant 97.5 0.280 0.516 1豆角 Beans 94.6 0.133 0.290 8蘿卜 Radish 97.8 1 1萵筍 Lettuce 97.5 1 1莧菜 Amaranth 82.8 1 1究通過植物氣候箱烘干法得出蔬菜的含水量，反復稱量作物的生物量和經濟產量，計算出經濟系數(shù)等數(shù)據(jù)（表 2），蔬菜碳吸收率取常見值 0.4513-14。1.3.2 田間作業(yè)指標系數(shù)田間作業(yè)包括人工 、機械投入 。根據(jù)實際情況，無公害作業(yè)人工費 6 元 ·h-1，有機作業(yè)人工費按 8.94元 ·h-1，加 1.6 元 ·kg-1產量提成核算，通過測定不同農戶在不同時間從事田間作業(yè)的工作量和耗時，得出平均人工效率 。對機械田間作業(yè)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計，計算得出耗油 、耗電的相關數(shù)據(jù) 。農業(yè)化學品（農藥 、化肥 、地膜等）的投入成本按照農場購買的實際價格計算（表 3） 。1.3.3 碳排放系數(shù)參數(shù)選擇遵照 “就近完整原則 ”（見 3.1），即首選國內的參數(shù)，其次是國外的參數(shù)，優(yōu)先選用個人或組織研究得出的系統(tǒng)性權威參數(shù)，對于部分空白系數(shù)，采用能值法估算，各物質碳排放參數(shù)見表 4。1.4 碳足跡計算此處，采用 IPCC 方法一（ Tier1）計算碳足跡，其公式如下：Nc=Et-Ct（ 1）Et=ni = 1Qi×Ci（ 2）Ct=ni = 1Cd=ni = 1CfDw=ni = 1CfYw（ 1-Wi） Hi（ 3）式（ 1）中， Nc表示碳足跡； Et表示碳排放； Ct表示碳吸收 。式（ 2）中， Qi為物質或活動的數(shù)量或強度數(shù)據(jù)； Ci為單位碳排放因子（每個單位的 CO2當量）；i 為第 i 種農作物的種類 。式（ 3）中， Cd為某種作物對碳的吸收量； Cf為作物的碳吸收率，無量綱； Dw為生物產量（干物質）； Yw為經濟產量； Wi為作物的含水94 2016 年 1 月http:/www.aed.org.cn表 4 農業(yè)資料碳排放系數(shù)Table 4 Carbon emission factor of agricultural information碳排放系數(shù) Carbon emission factor 參考文獻 References滅菌劑 Sterilizing agent 3.9 kg·Ce·kg-1文獻 15殺蟲劑 Insecticide 5.1 kg·Ce·kg-1文獻 15除草劑 Herbicides 6.3 kg·Ce·kg-1文獻 15N 肥 N fertilizer 1.74 kg·Ce·kg-1文獻 16P2O5 肥P2O5fertilizer 0.165 kg·Ce·kg-1文獻 17K2O 肥 K2O fertilizer 0.120 28 kg·Ce·kg-1文獻 17N 肥引起的土壤溫室 N fertilizer caused greenhouse soil 2.384 kg·Ce·kg-1文獻 18-19農膜 Plastic sheeting 0.68 kg·Ce·kg-1文獻 20廄肥 Manure 0.027 kg·Ce·kg-1文獻 15種子 Seeds 1.18 kg·Ce·kg-1文獻 21電力 Power 0.994 4 kg·Ce·kW·h-1文獻 22柴油 Power 0.94 kg·Ce·kg-1文獻 15秸稈 Straw 1.0 kg·Ce·kg-1文獻 19勞力 Labor 0.86 kg·Ce·人-1·d-1文獻 19水泵 Pumps 6.2 kg·Ce·kg-1文獻 19太陽能殺蟲燈 Solar insecticidal light 213.07 kg·Ce·臺-1文獻 23-24殺蟲板 Insecticidal board 1.553 kg·Ce·kg-1文獻 25鐵制農具 Iron tools 4.3 kg·Ce·把-1文獻 26項目 Item率； Hi為經濟系數(shù) 。2 結果與分析2.1 露天蔬菜生產效益分析 （ 生產成本 、投入產出比 、產量 ）無公害模式下 8 種主要蔬菜近 3 年的生產成本介于 45 921145 976 元 ·hm-2之間，總體平均達到 86 335元 ·hm-2（表 5） 。不同蔬菜品種單位面積生產成本差異明顯，其中黃瓜的生產成本為 145 976 元 ·hm-2，相當于莧菜的 3.18 倍 。露天蔬菜的生產成本因不同品種而有差異，因為投入不同而影響生產成本，特別是人工投入 。8 種露天蔬菜的生產成本由高到低順序為：黃瓜 、茄子 、苦瓜 、蘿卜 、豆角 、萵筍 、青椒 、莧菜；考慮到銷售環(huán)節(jié)不確定和市場價格波動，投入產出比更能直接 、基礎反映蔬菜生產效益情況12。表 5 表明，不同種蔬菜投入產出比差異顯著，其中莧菜的投入產出比最低，為 0.246。黃瓜 、萵筍 、茄子 、蘿卜投入產出比均高于 1。不同蔬菜品種單位面積產量差異明顯，其中黃瓜的產量高達 105 385 kg·hm-2，是青椒的 2.94 倍 。同時調查發(fā)現(xiàn)，化肥 、農藥 、地膜等農用化學品的投入與葉菜（莧菜 、萵筍）產量之間成二次曲線回歸關系（圖 1），即當農用化學品用量達到 20 103 元 ·hm-2時，葉菜產量達到最大值 。由表 6可知，有機模式下蔬菜的生產成本在 82806260 981 元 ·hm-2之間， 7 種有機蔬菜的生產成本在 10萬元 ·hm-2以上，其中最高是黃瓜，高達 260 981 元 ·hm-2，有機黃瓜 、苦瓜 、豆角 、萵筍 、莧菜 、茄子 、青椒 、蘿卜每公斤的生產成本依次為： 3.8、4.5、4.7、2.7、4.5、3.6、3.5、5 元； 8 種有機蔬菜的投入產出比平均為0.163，且均低于 0.23；有機蔬菜的產量介于 18 347.568 023.5 kg·hm-2之間，平均達到 41 719.1 kg·hm-2，僅為無公害蔬菜的 74.18%。同時調查發(fā)現(xiàn)有機肥（秸稈與雞糞 21 發(fā)酵而成）與有機蔬菜產量之間存在二次曲線回歸關系（圖 2），即當有機肥達到 122 352 kg·hm-2時，作物產量最大，而目前平均有機肥用量為 46 909kg·hm-2，因此增施有機肥是有機蔬菜增產豐收的重要措施 。2.2 露天蔬菜各生產資料成本分析經計算得出露天蔬菜生產過程中各生產資料投入的成本占總生產成本比例見圖 3。在無公害和有機模式下，人工成本占生產總成本比例分別為 74.33%和94.02%，不同蔬菜品種的人工成本占生產成本的比例介于 66.83%96.45%之間，是最主要的成本來源 。對2 種模式下，生產成本與人工成本進行線性回歸分析，結果顯示生產成本隨著人工成本的增加而顯著線性增加 。無公害模式下化肥投入成本占總成本的胡 亮，等：不同蔬菜品種生產效益和碳效益評價95 農 業(yè)資源與環(huán)境學報 ·第 33 卷 ·第 1 期http:/www.aed.org.cn注：表中數(shù)據(jù)為所有齡期的總平值 ±標準差 。經 Duncan 新復極差法檢驗，同列數(shù)據(jù)后字母相同表示在 0.05 水平差異不顯著 。下同 。Note: Data in the table are mean±sd, and followed by the same letter in the same column indicate no significantly difference at 0.05 level by Duncansmultiple range test. The same as below.表 5 無公害蔬菜經濟 -碳效益清單Table 5 Pollution-free vegetable economy-carbon benefits inventory品種Varieties生產成本 /元 ·hm-2The cost of production產量 /kg·hm-2Output投入產出比Input and output ratio碳排放 /kg·hm-2Carbon emissions碳吸收 /kg·hm-2Carbon sequestration碳足跡 /kg·hm-2Carbon footprint黃瓜 Cucumber 145 976±4 582g 105 385±4 490a 1.079±0.304cd 6 050.2±1 157.6a 1 350.2±1 157.5c 4 700±1 160a苦瓜 Bitter melon 92 583±11 607e 47 962±2 327c 0.798±0.323bc 5 916.1±1 027.0a 1 105.8±53.6cd 4 810.4±994.7a豆角 Beans 74 324±13 539c 36 614±4 230d 0.859±0.282bc 3 061.6±660.7de 1 608.3±185.8b 1 453.3±515.0c萵筍 Lettuce 72 895±41 539c 45 572±2 931cd 1.086±0.248cd 3 902.2±651.3c 935.4±60.2d 2 966.9±685.6b莧菜 Amaranth 45 921±614a 37 156±2 873d 0.246±0.021a 3 191.9±463.1de 2 652.2±205.1a 539.7±296.5d茄子 Eggplant 111 507±12 981f 72 583±27 447b 1.229±0.614d 5 050.2±900.9b 1 831.3±692.5b 3 218.8±1 355.9b青椒 Greenpepper 64 020±4 899b 35 813±2 359d 0.691±0.164b 3 655.9±706.4cd 1 642.2±108.2b 2 013.7±679.6c蘿卜 Radish 83 454±3 025d 68 859±4 679b 1.067±0.207cd 2 260.4±395.7e 1 711.7±116.3b 548.6±504.7d平均 Average 86 335±30 190 56 243±25 019 0.882±0.419 4 136.3±1 506.6 1 604.6±557.1 2 531.7±1 778.9圖 1 農用化學品與產量的關系Figure 1 The relationship between agricultural chemicals and yield5 000 10 000 15 000 20 000 25 00055 00050 00045 00040 00035 00030 000農用化學品投入 /元 ·hm-2產量/kg·hm-2Y=-（ 4.375E-5） X2+1.759X+28 454.724R2=0.735 F=20.76 P0.001表 6 有機蔬菜經濟 -碳效益清單Table 6 Organic vegetable economy-carbon inventory benefits品種Varieties生產成本 /元 ·hm-2The cost of production產量 /kg·hm-2Output投入產出比Input and output ratio碳排放 /kg·hm-2Carbon emissions碳吸收 /kg·hm-2Carbon sequestration碳足跡 /kg·hm-2Carbon footprint黃瓜 Cucumber 260 981±2 568a 68 023.5±4 213.1a 0.153±0.08b 4 549.56±0.00f 871.5±53.98d 3 678.03±53.98a苦瓜 Bitter melon 175 608±3 406c 39 016.4±2 129d 0.18±0.06c 3 820.45±0.32e 932.13±24.6d 2 888.33±24.6b豆角 Beans 145 159±2 394d 30 429.2±540e 0.191±0.00cd 2 551.42±5.07a 1 336.64±23.71c 1 214.78±20.44f萵筍 Lettuce 127 755±5 618e 46 664±1 982.4c 0.110±0.02a 3 547.76±219.49d 957.82±40.69d 2 589.95±179.26c莧菜 Amaranth 82 806±3 071g 18 347.5±2 335.1f 0.182±0.16c 3 477.6±49.29d 1 309.63±166.68c 2 168.43±120.13d茄子 Eggplant 218 480±5 029b 60 303.2±3 143.4b 0.145±0.04b 3 411.39±40.05cd 1 521.48±79.31b 1 889.9±64.2e青椒 Greenpeppers 180 211±4 159c 50 626±2 599.5b 0.143±0.04b 2 828.95±57.66b 2 364.03±84.53a 464.9±139.55g蘿卜 Radish 102 790±1 241f 20 343.5±750f 0.202±0.05d 3 316.71±2.11c 505.7±18.65e 2 811±17.42b平均 Average 161 724±57 383 41 719.1±17 364 0.163±0.03 3 437.98±582.9 1 224.87±540.0 2 213.17±976.5圖 2 有機肥與產量的關系Figure 2 The relationship between organic fertilizer and yield產量/kg·hm-220 000 40 000 60 000 80 000 100 000有機肥用量 /kg·hm-280 00070 00060 00050 00040 00030 00020 00010 000Y=-（ 5.476E-6） X2+1.340X-7 010.812R2=0.728 F=28.142 P0.00196 2016 年 1 月http:/www.aed.org.cn圖 3 各種生產資料成本占總成本的比例Figure 3 The proportion of the cost of various production accounted in total cost無公害黃瓜有機黃瓜無公害苦瓜有機苦瓜無公害豆角有機豆角無公害萵筍有機萵筍無公害莧菜有機莧菜無公害茄子有機茄子無公害青椒有機青椒無公害蘿卜有機蘿卜蔬菜種類種子農藥人工機械電耗油料地膜肥料1.00.80.60.40.20生產資料所占成本比例13.73%，是總成本的第二來源 。說明減少勞動力和化肥的投入是降低生產成本的有效途徑 。2.3 露天蔬菜生產總碳足跡分析碳排放 、碳足跡的計算方法采用全環(huán)式27和生命周期評價 。無公害模式下， 8 種蔬菜的碳足跡介于539.74 810.4 kg·hm-2之間（表 5），平均達到 2 531.7kg·hm-2，高于陳琳等29對南京 5 種大棚蔬菜生產的碳足跡調查，得出的設施蔬菜碳足跡強度為 8702 040kg·hm-2，主要原因是后者忽視了種子 、機械磨損 、肥料引起土壤的碳排放 。不同蔬菜品種的碳足跡差異明顯，其中苦瓜碳足跡為 4 810.4 kg·hm-2，是莧菜碳足跡 8.92 倍，每公頃碳足跡從高到低依次是：苦瓜 、黃瓜 、茄子 、萵筍 、青椒 、豆角 、蘿卜 、莧菜 ?？傮w來看，瓜果類蔬菜的碳足跡高于根莖類和非定植葉菜類，主要原因是瓜果類蔬菜生產所需要的化肥 、農藥較多以及生產期較長 。從經濟效益和碳足跡兩方面綜合考慮，因優(yōu)先選擇經濟效益較大，而碳足跡較小的莧菜 、豆角 。碳吸收是影響碳足跡的重要因子，如每公頃黃瓜的碳排放量最大，碳足跡卻低于苦瓜，原因是 2 種蔬菜碳吸收存在差異 。有機模式下， 8 種蔬菜的碳足跡介于 464.93 678.03 kg·hm-2之間，平均碳足跡僅為 2 213.17 kg·hm-2（表 6），為無公害模式下蔬菜碳足跡的 87.40%，主要是由于在有機生產過程中不施用任何的農用化學品 。不同有機蔬菜品種之間差異顯著，不同蔬菜種類碳足跡從高到低依次為：瓜果類 、葉菜類 、根莖類，這為選擇低碳消費和種植的有機蔬菜種類提供參考 。從表 6 中可知，有機瓜果類蔬菜產量高，碳吸收量卻較低，主要原因是瓜果類蔬菜的部分生物產量（秸稈 、藤葉）被當作有機肥循環(huán)利用，又增加了碳源，而未被納入碳匯范圍考慮 。2.4 露天蔬菜各生產資料碳排放分析由圖 4 可知，無公害模式下，農用化學品碳排放量占總碳排放量的 61.83%71.5%，其中 N 肥及引起的土壤溫室氣體碳排放量占總碳排放量平均高達52.06%，為最主要的碳排放來源，調查發(fā)現(xiàn)農用化學品以及 N 肥的用量，與碳排放總量之間存在顯著的線性增加關系（圖 5圖 6） 。電耗引起的碳排放量占總碳排放量的 9.68%16.27%，是第二碳排放來源 ?？梢娢镔|資料引起碳排放在整個生產過程中占有極其重要的份額 。人工碳排放量占總碳排放量平均值為9.12%，農藥 、種子和機械磨損碳排放量占總碳排放量比例相對較小，但是節(jié)約成本提高經濟效益的重要環(huán)節(jié)，仍不容忽視；有機生產過程中，有機肥是最主要的碳排放來源，碳排放量為 1 165.61 kg·hm-2，占總碳排放量平均達到 33.72%，小于無公害生產中化肥的碳排放，說明以有機肥代替化肥有利于農業(yè)低碳減排 。其次灌溉用電的碳排，占總排碳量的 26.64%，可見農業(yè)節(jié)水省電對蔬菜低碳生產具有重要影響 。3 討論3.1 參數(shù)選擇的原則由于農業(yè)碳足跡研究尚處于起步階段，國內許多碳排放參數(shù)還是空白，目前廣泛引用的指標體系，多數(shù)是以美國 、加拿大等國的資料為基礎，如 IPCC、Westand Marland、Lal、Gan 等，這些指標參數(shù)有一定的借鑒價值，但是部分不符合中國國情，如逯非等16結合中國 N 肥生產實際情況，計算出 N 肥的碳排放強度為 1.74 kg·Ce·kg-1，要比歐美地區(qū)大得多，主要原因是我國 N 肥工業(yè)以煤為主要原料和能源，而歐美地胡 亮，等：不同蔬菜品種生產效益和碳效益評價97 農 業(yè)資源與環(huán)境學報 ·第 33 卷 ·第 1 期http:/www.aed.org.cn圖 4 各種生產資料碳排放占總碳排放量的比例Figure 4 The proportion of carbon emission of various production accounted in total carbon emission種子農藥人工機械電耗油料地膜肥料蔬菜種類1.00.80.60.40.20各生產資料碳排放所占比例無公害黃瓜有機黃瓜無公害苦瓜有機苦瓜無公害豆角有機豆角無公害萵筍有機萵筍無公害莧菜有機莧菜無公害茄子有機茄子無公害青椒有機青椒無公害蘿卜有機蘿卜圖 5 N 肥與碳排放的關系Figure 5 The relationship between N fertilizer and carbon emission0 200 400 600 800 1 000 1 200N 肥用量 /kg·hm-28 0007 0006 0005 0004 0003 0002 0001 000碳排放量/kg·hm-2Y=6.082X+754.134R2=0.944 F=1 171.6 P0.001圖 6 農用化學品與碳排放的關系Figure 6 Th