《International Journal of Plant Production》：Multi-Criteria Evaluation of Tillage Systems for Energy Efficiency, Economic Profitability, and CO2e Emissions in Dryland Wheat
编辑推荐：
可持续旱作农业系统中不同耕作模式的能源经济与环境效应研究，通过两年田间试验评估了传统（CT）、最小（MT）、最小残茬保留（MT+R）和零耕作（ZT）的能源效率、经济收益及碳排放。结果显示零耕作（ZT）在第二年显著提升能量产出与经济效益（GR增长48.4%），同时碳排放最低。
摘要
发展可持续的旱地种植系统需要综合考虑经济、环境和能源性能。本研究评估了在四种不同土壤扰动程度的耕作系统下旱地小麦生产的可持续性：传统耕作（CT）、少耕作（MT）、保留残茬的少耕作（MT+R）和免耕（ZT）。实验在伊朗Shirvan的旱地农业研究站进行，为期两年（2023–2025年），处于半干旱气候条件下。研究测量了谷物产量（吨/公顷）、能源指标（能源利用效率EUE、能源生产力EP、净能量NE和特定能量SE）、经济指标（总产值GVP、总收益GR和成本效益比CBR）以及总二氧化碳排放量（千克二氧化碳当量/公顷）。谷物产量在不同年份之间存在显著差异（p<0.05），能源和经济指标的年际变化表明系统具有适应性，而总二氧化碳排放量在统计上没有变化（p>0.05）。结果表明，谷物产量对耕作系统的响应在不同年份之间存在显著差异。在第一生长季，传统耕作（CT）产生了最高的谷物能量产量（35,098 MJ/公顷）和总收益（173.69美元/公顷），但这需要最高的能源投入（6831.8 MJ/公顷），从而导致较低的能源利用效率（EUE=10.87）。相比之下，免耕（ZT）的谷物能量产量较低（43,170 MJ/公顷），总收益也较低（109.36美元/公顷），但所需的能源投入较少。在第二生长季，ZT表现出明显的适应性，谷物能量产量显著增加至49,104 MJ/公顷，超过了CT（46,904 MJ/公顷），同时保持了较低的能源投入。这一改进使得ZT的总收益高于CT（409.55美元 vs 276.04美元/公顷）。总体而言，在第二生长季，ZT使谷物能量产量相对CT提高了约4.66%，总收益提高了48.4%，同时总能源投入减少了12.3%。保留残茬的少耕作（MT+R）相比MT略微提高了谷物能量产量（+1.67%），能源投入也略有增加（+1.5%）。在第二生长季，MT+R的谷物能量产量相比MT提高了12.35%，总收益提高了44.39%，但所需的能源投入略高（+2.1%）。保留残茬提高了MT的性能；然而，特别是在第二生长季，MT+R在谷物能量产量和经济收益方面仍低于ZT。不同耕作系统的二氧化碳排放量有所不同，ZT的排放量最低（129.67–166.38千克二氧化碳当量/公顷），其次是MT+R（143.62–205.19千克二氧化碳当量/公顷）和MT（144.64–211.56千克二氧化碳当量/公顷），而CT的排放量最高（174.54–236.27千克二氧化碳当量/公顷）。在所有测量指标中，燃料消耗和机械使用是总能源投入和二氧化碳排放的主要贡献因素，而劳动力投入的作用相对较小。总体而言，ZT在两年中均表现出最佳的环境性能，并在第二年实现了更高的谷物能量产量和总收益。
发展可持续的旱地种植系统需要综合考虑经济、环境和能源性能。本研究评估了在四种不同土壤扰动程度的耕作系统下旱地小麦生产的可持续性：传统耕作（CT）、少耕作（MT）、保留残茬的少耕作（MT+R）和免耕（ZT）。实验在伊朗Shirvan的旱地农业研究站进行，为期两年（2023–2025年），处于半干旱气候条件下。研究测量了谷物产量（吨/公顷）、能源指标（能源利用效率EUE、能源生产力EP、净能量NE和特定能量SE）、经济指标（总产值GVP、总收益GR和成本效益比CBR）以及总二氧化碳排放量（千克二氧化碳当量/公顷）。谷物产量在不同年份之间存在显著差异（p<0.05），能源和经济指标的年际变化表明系统具有适应性，而总二氧化碳排放量在统计上没有变化（p>0.05）。结果表明，谷物产量对耕作系统的响应在不同年份之间存在显著差异。在第一生长季，传统耕作（CT）产生了最高的谷物能量产量（35,098 MJ/公顷）和总收益（173.69美元/公顷），但这需要最高的能源投入（6831.8 MJ/公顷），从而导致较低的能源利用效率（EUE=10.87）。相比之下，免耕（ZT）的谷物能量产量较低（43,170 MJ/公顷），总收益也较低（109.36美元/公顷），但所需的能源投入较少。在第二生长季，ZT表现出明显的适应性，谷物能量产量显著增加至49,104 MJ/公顷，超过了CT（46,904 MJ/公顷），同时保持了较低的能源投入。这一改进使得ZT的总收益高于CT（409.55美元 vs 276.04美元/公顷）。总体而言，在第二生长季，ZT使谷物能量产量相对CT提高了约4.66%，总收益提高了48.4%，同时总能源投入减少了12.3%。保留残茬的少耕作（MT+R）相比MT略微提高了谷物能量产量（+1.67%），能源投入也略有增加（+1.5%）。在第二生长季，MT+R的谷物能量产量相比MT提高了12.35%，总收益提高了44.39%，但所需的能源投入略高（+2.1%）。保留残茬提高了MT的性能；然而，特别是在第二生长季，MT+R在谷物能量产量和经济收益方面仍低于ZT。不同耕作系统的二氧化碳排放量有所不同，ZT的排放量最低（129.67–166.38千克二氧化碳当量/公顷），其次是MT+R（143.62–205.19千克二氧化碳当量/公顷）和MT（144.64–211.56千克二氧化碳当量/公顷），而CT的排放量最高（174.54–236.27千克二氧化碳当量/公顷）。在所有测量指标中，燃料消耗和机械使用是总能源投入和二氧化碳排放的主要贡献因素，而劳动力投入的作用相对较小。总体而言，ZT在两年中均表现出最佳的环境性能，并在第二年实现了更高的谷物能量产量和总收益。
