【研究目的】水稻种植过程中所产生的温室气体折算成二氧化碳当量可达农业活动总温室气体排放量的40%—50%。而稻田所产生的非二氧化碳温室气体主要为甲烷和氧化亚氮,因此在水旱轮作的条件下,研究稻田甲烷和氧化亚氮的排放规律,探寻稻田生态系统的碳足迹,以便采用更有效途径在提高农作物产量与养分资源利用效率的同时降低稻田甲烷、氧化亚氮的排放及碳足迹。【方法】本研究利用生命周期法研究了稻田玉米—水稻轮作种植模式和早稻—晚稻连作种植模式下的几种作物生长过程中,各种碳排放源的相对贡献及碳足迹。以浙江省杭州市农科院试验田为研究对象,评价该稻田系统在整个生命周期内所有的物资投入、产出过程的碳足迹。在农作物种植过程中温室气体排放通量以及农业机械使用所造成的能源消耗等同样处于所需数据收集的边界之内,但是边界里没有包括农作物加工贮藏运输销售、消费者使用以及处置、再生利用等环节。【结果】化肥施用、田间非二氧化碳温室气体排放以及农机燃油和电力消耗是稻田系统碳足迹的主要来源。玉米生长周期中最大的碳足迹来源为化肥尤其是氮肥的施用,其所产生的碳足迹可以达到其总碳足迹的将近50%。对于水稻而言,无论是玉米—水稻轮作模式中的水稻还是早稻—稻连作模式中的水稻,甲烷释放均是其生命周期碳足迹的最大贡献源,其产生的碳足迹占水稻生命周期碳足迹的50%以上。稻田玉米种植过程中的氧化亚氮排放量高于水稻,但是甲烷排放量远远低于水稻。研究表明,玉米—水稻轮作模式中玉米的单位产量碳足迹为0.53kgCO₂-eq/kg,水稻的单位产量碳足迹为1.08kgCO₂-eq/kg,早稻—晚稻连作模式中早稻的单位产量碳足迹为1.25kgCO₂-eq/kg,晚稻的单位产量碳足迹为1.32kgCO₂-eq/kg。相比于传统的早稻—晚稻连作种植模式,在玉米—水稻轮作种植模式下单位产量碳足迹和单位面积碳足迹均大幅度降低。【结论】在保证产量和经济效益的前提下,推广应用玉米—水稻轮作种植模式,有利于更好地协调稻田生态系统作物生产发展,减少稻田碳足迹,进而减缓温室效应,缓解气候变暖的压力。