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畜牧业是人为环境污染物的重要排放源,饲料作物生产是畜牧业环境污染物排放的主要来源之一。目前,国内很少有对奶牛饲料作物种植和生产过程的生命周期评价研究。本研究以陕西省关中地区奶牛饲料作物为评估对象,根据生命周期评价理论,构建了关中平原奶牛饲料生产的生命周期评价模型,评估了不同奶牛饲料作物的环境影响特征,分析了奶牛饲料环境影响的主要污染环节和污染物,探讨了化肥减施、节水灌溉、耕作方式的环境影响潜力,并对评价结果进行了敏感性分析,为实现饲料作物的清洁生产和国家“粮改饲”项目对环境的影响提供理论支撑,本研究的结论如下:(1)根据调研获取的基础数据,采用LCA的评价方法,评价结果为:生产1kg奶牛饲料干物质的全球变暖(gCO2/kgDM)、酸化(gSO2/kgDM)、富营养化(gPO43-/kgDM)、光化学臭氧合成(gC2H4/kgDM)、能源利用(MJ/kgDM)、土地利用(m2/kgDM)、水资源利用(m3/kgDM)潜值分别为:能量饲料(274.797~736.832、1.795~5.773、0.510~1.469、0.073~0.123、2.311~5.780、0.580~1.528、0.158~0.521);蛋白饲料(589.352~935.775、4.710~9.369、0.942~1.890、0.412~0.813、7.299~7.764、0.773~2.904、0.171~0.765);粗饲料(86.698~255.326、0.655~4.943、0.165~1.138、0.014~0.130、0.668~2.156、0.180~1.091、0.061~0.703)。除苜蓿外,能量饲料和蛋白饲料的环境影响潜值高于粗饲料。(2)化肥生产和田间施用是饲料作物种植过程中最主要的污染环节,占全球变暖潜值的39.1%~68.0%,占酸化潜值的57.2%~74.8%,占富营养化潜值的83.4~92.4%,占光化学臭氧合成潜值的12.2%~61.4%。化肥使用量与全球变暖、富营养化、酸化潜值成高度正相关。灌溉是仅次于化肥生产和施用的重要环节,占全球变暖潜值的22.5%~30.8%,占酸化潜值的8.0%~36.0%,占光化学臭氧合成4.8%~19.8%。农机使用对光化学臭氧合成贡献率较高,约为48.4%~91.6%。其他环节影响较小。饲料作物生产的全球变暖主要污染物是CO2和N2O,来自化肥生产、能源燃烧和氮肥田间施用;酸化主要污染物是NH3,来自氮肥田间施用的氨挥发。富营养化主要的污染物是NO3-和NH3,来源于氮肥田间施用的氨挥发和氮素淋溶损失。光化学臭氧合成主要污染物是CO,来源于化石原料和燃料的燃烧。(3)研究结果表明,棉花、玉米、小麦、苜蓿按推荐施肥量的减排潜力较大,除光化学烟雾合成潜值外,均超过了8%。油菜、青饲玉米和大豆的减排潜力不明显,均未超过5%。饲料作物按推荐水量灌溉的富营养化和光化学臭氧合成减排潜力极小,全球变暖和酸化减排潜力较大,但均未超过16%;采用滴灌和喷灌的灌溉方式,若不考虑管道生产的污染物排放,玉米、小麦和苜蓿的减排潜力在0.9%~12.1%之间,减排潜力较小;但如果考虑管道生产的污染物排放,则滴灌和喷灌措施虽然减少了水资源消耗量,但却增加了光化学臭氧合成的污染物排放。若饲料作物生产采用保护性耕作,与传统常规耕作相比,小麦、油菜、大豆、棉花、苜蓿的环境影响潜值可降低5.3%~26.6%,减排潜力较明显。(4)对种植环节、基础数据来源、GWP特征值进行了敏感性分析。结果表明,不同化肥施用量的环境影响潜值差异显著,饲料种植环节中化肥使用量对环境影响潜值最为敏感;奶牛饲料作物基于《全国农产品成本收益资料汇编》统计数据的环境影响潜值(1功能单位)与调研数据相比差异显著,主要原因在于施肥量、灌溉水量、柴油使用量、产量上的差异;IPCC1996和IPCC2013的全球变暖潜值差异显著(苜蓿除外),N2O增温潜势值对奶牛饲料全球变暖潜值最为敏感。