多年生稻在中国东南部的可持续潜力评估：产量、环境影响与经济收益的多维比较

为解决传统双季稻(DR)和再生稻(RR)系统资源消耗高、温室气体(GHG)排放量大等问题，研究人员通过2022-2024年田间试验，系统比较了多年生稻(PR)与DR、RR的产量、碳氮足迹(Carbon & Nitrogen Footprint)、净生态经济效益(NEEB)及净生态系统碳平衡(NECB)。结果表明，PR在保持产量持平的同时，显著降低CH4排放(21.7%–25.91%)和能源输入(26.74%)，提升NEEB(83.24%)和NECB(15.77%–43.45%)，为东南地区低碳农业提供了可持续解决方案。

　　

在全球气候变化与粮食安全双重压力下，水稻生产系统的高碳排放问题日益凸显。中国东南部作为主要稻作区，传统双季稻(DR)和再生稻(RR)虽能保障产量，却面临劳动力成本攀升、甲烷(CH₄)排放量大的困境。更棘手的是，频繁翻耕和育苗移植导致土壤有机碳流失，加剧了农业的生态负担。如何实现“高产低碳”成为学界与政策制定者的核心关切。

福建农林大学的研究团队在《Agriculture, Ecosystems 》发表论文，通过三年田间试验，首次从产量、环境效应与经济收益三维度评估了多年生稻(PR)的可持续潜力。PR作为非洲长雄稻(Oryza longistaminata)与亚洲栽培稻的杂交品种，凭借免耕特性颠覆了传统稻作模式。研究团队采用静态箱-气相色谱法监测CH₄和N₂O排放，结合生命周期评估(LCA)量化碳氮足迹，并引入净生态系统碳平衡(NECB)模型分析土壤碳汇能力。

产量与能源利用
数据显示，PR年均产量(17,127.66 kg ha^?1)与DR、RR无显著差异，但单位产量能耗降低26.74%。这得益于PR省去了周期性翻耕与移栽环节，使机械燃油消耗减少48.5%。

温室气体排放
PR的CH₄排放量较DR降低25.91%，关键机制在于其持续淹水期缩短，土壤氧化还原电位升高，抑制了产甲烷菌活性。同时，氨挥发(NH₃)减少9.17%，缓解了氮素损失。

碳氮足迹
PR的碳足迹(CF)和氮足迹(NF)分别下降25.87%和9.17%，每公斤稻谷的CF降低28.02%。这主要归因于农业投入品（如化肥、农药）的减量使用。

经济与生态效益
净生态经济效益(NEEB)分析显示，PR的收益比DR提高83.24%，核心驱动因素是劳动力成本下降1057美元/公顷。NECB结果表明，PR系统年固碳量达3.72 Mg C ha^?1，显著高于RR的2.69 Mg C ha^?1，证实其碳汇功能。

这项研究证实，PR在维持产量的同时，实现了“四重效益”：减排、节能、增收、固碳。其免耕特性促进矿物结合有机碳(MAOC)积累，与20年长期定位试验结论吻合——表层土壤微生物残体碳增加94%。这一模式为东南丘陵区破解“高投入-高污染”困局提供了范式，亦契合《巴黎协定》农业减排目标。未来需通过品种改良稳定PR有效穗数，进一步释放其生态经济潜力。