丘陵山区单季中稻不同种植方式的经济与生态可持续性评估*

唐荣莉,唐兴隆,张巫军,2,段秀建,2,李经勇,2,姚雄,2**

(1. 重庆市农业科学院 重庆 401329;2. 中国水稻研究所西南水稻研究中心 重庆 401329)

以重庆为代表的丘陵山区水稻(Oryza sativa)生产具有作业环节多、用工量大、劳动强度高、收益低等特点,区域农户退出水稻生产意愿明显[1-2]。降低生产成本并提高生产效率是重庆地区稳定水稻产能、确保口粮安全、破解水稻产业瓶颈的重要途径之一。就水稻种植方式而言,以机插秧和直播为代表的轻简、高效种植方式替代传统人工种植是提高水稻生产效益的重要途径。机插秧和直播方式的耕、种、管、收等生产环节操作细节及农业生产的要素组合与手插秧存在较大的差异,一定程度提高了耕作效率和经济收益[3]。但同时,机插秧和直播种植方式增加了以石油能源为动力的农业机械及以石油制品为原料的农业化学制品用量,其物质、能量的投入普遍更高[4],一定程度上对生态系统造成了压力,若仅以市场利润为指标来评价其优劣,其结果难以反映不同水稻种植方式的经济与生态表现,进而影响先进、适用、可持续的种植方式推广应用。因此,综合成本收益和生态经济指标评估重庆丘陵山区水稻不同种植方式的可持续性,对于水稻产业绿色高质量发展具有重要意义。

能值分析法以太阳能值转化率作为转化单位,克服了难以统一比较不同类别能量的缺陷,将自然、社会、经济亚系统的各种资源、能源、产品或劳务统一度量核算,转化为其形成所需的太阳能值进行核算[5],现阶段已成为研究农业生态经济效益的重要方法[6]。该方法被广泛应用到不同种植系统、不同种植制度及不同经营主体的农田生态系统的成本收益或能值差异分析。Lefroy 等[7]和Cuadra 等[8]应用该方法分别比较了澳大利亚、尼加拉瓜等国家主要经济作物种植系统的能值特征及农业可持续性特征;赵桂慎等[9]基于能值生态足迹法评价了山东省桓台县冬小麦(Triticum aestivum)-夏玉米(Zea mays)高投入高产出模式的可持续性;高永生[10]分析比较了寿县淠河生态经济带的国有农场、种植大户和传统农户3 种经营模式生产过程中投入产出情况及能值结构。近年来,该方法被广泛用于评估水稻经济系统可持续特征,钟颖等[11]、朱冰莹等[12]分别探讨了稻-蛙生态种养模式、稻麦两熟农田径流养分循环利用模式的运作可持续性,孙卫民等[13]对江西省双季稻田7 种复种模式系统中的经济产量折能、光合生产力、光能利用率、投入产出、运行效率和环境负荷等进行了综合分析。湖南、广州、湖北等地也基于能值分析的角度相继开展了不同大田作物系统、双季稻种植模式、水旱轮作等种植系统的生产力、生态环境效益及生态系统可持续性评估[14-17]。

但现阶段,尚缺少涵盖具体生产细节的不同种植方式的稻作系统能值投入差异的评估研究,尤其少见针对西南丘陵山区常见稻作模式的比较研究。鉴于此,本文以全国粮食生产先进县-重庆市永川区的单季中稻为研究对象,以该区水稻主产乡镇-来苏镇的水稻生产示范基地为数据采集点,采用成本收益法以及能值分析法比较了人工、机插秧、直播等不同水稻种植方式的主要生产环节及成本收益、能值结构和投入,并基于农业资源环境指标、能值经济指标及可持续发展指标对不同水稻种植方式的生态可持续性进行了定量评估,以期为西南丘陵山区水稻种植方式的合理选择和区域水稻生产的可持续发展提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

重庆市位于中国西南部青藏高原与长江中下游平原的过渡地带,地处105°11′～110°11′E、28°10′～32°13′N,集大城市、大农村、大山区、大库区于一体,具有复杂多样的生态环境背景[18-19]。重庆市属亚热带季风性湿润气候,光温水同季,立体气候显著,气候资源丰富,年平均气温16～18 ℃,大部分地区降雨量1000～1350 mm,年日照时数1000～1400 h。重庆市全境以山地、丘陵为主,其中山地面积占全市总面积的76%,丘陵占22%,河谷平坝仅占2%[19]。根据《重庆统计年鉴-2021》数据[20],2020 年重庆市的粮食作物播种面积200.31 万hm2,其中水稻播种面积65.73 万hm2,约占32.8%;重庆市的粮食总产1081.4 万t,其中稻谷总产489.2 万t,约占45.2%。研究区域永川位于重庆市西部,现有耕地面积6.74 万hm2,常年粮食总产50 万t,水稻播种面积4 万hm2,稻谷总产35 万t,是我国800 强产粮大县之一,5 次荣获全国粮食生产先进县。来苏镇是重庆市永川区水稻主产乡镇和生产示范基地,水田面积为3569 hm2,大部分分布在地势较为平坦区域,镇内全域已经过土地整理和中低产田土改造,已建成稳定高产的基本农田,水稻种植方式涵盖人工种植、机械插秧种植、水稻直播等多种方式,经营者涵盖散户、大户和村集体多种模式,具有渝西水稻生产的典型性和代表性。

1.2 数据来源与处理

本研究以重庆市永川区水稻主产乡镇-来苏镇的水稻生产示范基地为数据采集点,采用成本收益核算方法和能值分析方法核算了人工插秧、机插秧以及直播3 种单季中稻种植方式的主要生产环节及成本收益、能值结构和投入。数据来源于文献调研和实地调查,采集的数据主要包括单季中稻耕、种、管、收环节的管理特征、物质消耗、能量消耗、用工量和各环节经济成本和收益等,其中经济投入和产出数据来源基于当地农户2018-2020 年3 年投入产出的记账数据。研究的系统边界仅为单季中稻的从种到收的生产过程,其中人工种植方式主要包含整地、育秧、人工种植、肥料管理、灌溉、病虫草害人工防治以及收获7 个环节;机插秧种植方式主要包含整地、集中育秧、机械插秧、肥料管理、灌溉、病虫草害无人机防治以及机械收获7 个环节;直播种植方式主要包含整地、机械直播、肥料管理、灌溉、病虫草无人机防治以及机械收获6 个环节。此外,所有种植方式的稻谷收获后还要经历运输和烘干。纳入核算的种植系统不考虑再生稻以及中稻收割后油菜(Brassica napus)、蔬菜、经济作物等后续轮作系统。

1.3 成本收益核算方法

参照国家现行的农产品成本收益核算体系的统计项目、水稻成本收益相关文献[21-23],对单季中稻生产及投入的各个环节的成本收益进行核算。

1.3.1 成本及收益构成

单季中稻生产投入总成本包括物质与服务费、人工成本和土地成本。其中物质与服务费包括种子、肥料、农药、农膜、秧盘、排灌、机械、管理以及其他方面的费用;人工成本包括劳动雇佣费、家庭用功折价费用等;土地成本考虑土地流转租金和自营地折租。单位面积农产品收益包括主产品稻谷产值、种稻补贴以及土地直补3 部分。

1.3.2 收益核算

采用单位面积净利润和单位面积成本利润率2个指标来衡量单季中稻生产的收益情况[22,24]。

净利润越高表明生产效益越好;成本利润率越高,表明为取得利润而付出的代价越小。

1.4 能值分析方法

能值是在形成某种产品或服务的过程中直接和间接消耗的能量之和,原始数据以物质量(g)、能量(J)或货币量(¥)给出,各物质和能量统一转换为太阳能值(sej)[25],根据实地调查资料和文献数据按照不同资源类别将各种环境资源、农业生产资料、要素及产品折算成太阳能值进行系统能值投入产出的归类。通过构建农业资源环境指标、经济指标及可持续发展指标3 类指标比较不同种植方式的稻作系统对资源的利用情况。能值具体构成要素、投入产出项目、系统可持续性评价指标的代号及表达式见表2-表4。

1.4.1 系统投入及产出

本研究核算的所投入能值包括可更新环境资源(太阳能、风能、雨水化学能、雨水势能)、不可更新环境资源(土地有机质损失)、不可更新工业辅助能(农药、氮肥、复合肥、塑料薄膜、秧盘、燃油动力)、可更新的有机能(人力、种子和灌溉水),产品能值包括稻谷和秸秆。能量计算公式及主要能值折算系数参考蓝盛芳等[25]、陆宏芳等[26]、张永杰[27]、周江等[4]参数的取值,重庆地区太阳辐射量、表土层侵蚀量等参数取自相关统计资料和文献[28-29],具体核算公式及折算系数如下:

1.4.1.1 可更新环境资源能值(R)

太阳能能值(sej)=生长期单位面积太阳总辐射量

1.4.1.2 不可更新环境资源能值(N)

1.4.1.3 不可更新工业辅助能能值(F)

1.4.1.4 可更新有机能能值(T)

1.4.1.5 产品能值(Y)

1.4.2 系统可持续性指标

参考农田生态系统可持续性评价相关研究[9,11,16,27],使用上述能值计算方式获取的可更新自然资源能值(R)、不可更新自然资源能值(N)、不可更新工业辅助能(F)、可更新有机能(T)、产品能值(Y)构建农业资源环境指标、能值经济指标、可持续发展指标3 类指标13 个指数对不同单季中稻种植方式的能值可持续性指标进行评价。其中农业资源环境指标包括能值自给率、工业辅助能比值、可更新有机能比值、环境负载率、可更新环境资源能值比、不可更新环境资源能值比6 个指标;能值经济指标包括购买能值比率、能值投入率、净能值产出率、能值投入密度、能值产出密度、能值产投比6个指标;可持续发展指标为系统能值可持续性指数。各类指标的计算表达式及释义详见表4。

2 结果与分析

2.1 单季中稻不同种植方式的成本收益

2.1.1 主要生产环节及投入

3 种种植方式的单季中稻主要生产环节存在差异,其单位面积(hm2)投入人工量及货币成本构成见图1。人工种植方式中整地、灌溉、收获3 个环节涉及机械使用,全过程每公顷综合用工量约为81.16工;机插秧种植方式中整地、灌溉、机插、病虫草害防治、收获5 个环节涉及机械使用,全过程每公顷综合用工量约为34.81 工;单季中稻直播种植方式在整地、播种、灌溉、病虫草害防治、收获5 个环节涉及机械使用,全过程每公顷综合用工量约为41.27 工。此外,所有种植方式的稻谷收获后还要经历运输和烘干环节的投入和耗能。

图1 单季中稻不同种植方式的主要生产环节及投入成本Fig.1 Main production links and input costs of single mid-season rice system under different planting modes

2.1.2 种植成本及收益

参照国家现行的农产品成本收益核算体系,综合3 种种植方式主要生产环节的货币成本、2018-2020 年粮食单产和生产补贴、2019 年政府收购价(2.52 ¥·kg-1)核算了单位面积不同单季中稻种植方式的成本及收益构成,结果见表1。人工种植、机插秧、直播种植方式水稻产量分别为8250 kg·hm-2、8700 kg·hm-2和9000 kg·hm-2;人工、机插秧、直播种植方式对应的每公顷投入成本分别为25 153.50 元、21 112.50 元和22 507.50 元,收入分别为24 240.00 元、24 474.00 元和25 230.00 元。从种植一季中稻的收益来看,机插秧的成本利润率最高,直播次之,人工种植存在亏损。就成本构成而言,各种植方式的物质与服务费用最高,为9538.50～10 920.00 元·hm-2,占总成本的37.92%～48.52%;其次为土地成本,占总成本的35.78%～42.63%;人工投入变幅最大,为1920.00～6615.00 元·hm-2,占总成本的9.09%～26.30%,是影响单季中稻生产是否盈利的重要因素。

表1 单季中稻不同种植方式的成本及收益核算Table 1 Costs and benefits of single mid-season rice system under different planting modes

2.2 单季中稻不同种植方式的能值投入产出

2.2.1 单季中稻系统能值结构

根据Odum[5]创立的能量系统符号语言绘制出单季中稻种植系统能量系统图(图2),环境资源总投入包括可更新环境资源和不可更新环境资源,可更新环境资源包括太阳能、风能、雨水势能、雨水化学能。不可更新环境资源主要包括土地有机质损失。辅助能投入由工业辅助能和可更新有机辅助能构成,工业辅助能包括投入品和燃油动力消耗两种类型。其中投入品包括农药、化肥(氮肥、复合肥)、塑料薄膜以及育秧盘消耗所投入的能值。燃油动力消耗包含整地、插秧、灌溉、收割以及烘干等环节的燃油动力。可更新有机能由人力、种子、灌溉水构成。能值产出由水稻籽粒、水稻秸秆两部分构成。与同类研究相似,受数据可获得性和对应能值转换系数缺失的影响,工业辅助能中的农用机械折旧、使用的少量电力等因素未纳入核算。土壤储存库中土壤水消耗、营养物质消耗等因素也未纳入核算系统。

图2 单季中稻系统不同种植方式的能值流动示意图Fig.2 Emergy flow diagram of single mid-season rice system under different planting modes

2.2.2 能值投入分析

根据能值构成要素对比人工、机插秧、直播3种中稻种植方式具体能量和物质投入情况如表2 所示,其对应的能值投入和产出结果如图3 和表3 所示。其中环境资源总投入均为641.46E+14 sej·hm-2;总辅助能投入情况为机插秧(30.96E+14 sej·hm-2)＞人工种植(28.95E+14 sej·hm-2)＞直 播(28.32E+14 sej·hm-2)。总能值投入情况为机插秧(672.42E+14 sej·hm-2)＞人工种植(670.41E+14 sej·hm-2)＞直播(669.78E+14 sej·hm-2),即直播模式投入的能值最低。

表2 单季中稻生态系统不同种植方式每公顷能量物质投入产出情况Table 2 Composition elements of input/output of energy or materials per hectare of single mid-season rice system under different planting modes

具体而言,3 种中稻种植方式下可更新自然资源、不可更新环境资源均相同,辅助能投入存在较大差异。工业辅助能投入方面,机插秧(28.47E+14 sej·hm-2)＞人工 (24.66E+14 sej·hm-2) ＞直播(24.59E+14 sej·hm-2)。可更新有机辅助能投入方面,人工 (4.29 E+14 sej·hm-2)＞直播(3.74E+14 sej·hm-2)＞机插秧(2.49 E+14 sej·hm-2)。工业辅助能包含投入品和燃油动力消耗两大类。投入品中肥料投入能耗最高(图3),为12.60E+14～13.97E+14 sej·hm-2,其次是机插秧方式中秧盘能耗,为2.48E+14 sej·hm-2;燃油能源投入中消耗最高的环节为烘干,该环节的能值投入为整地、灌溉、插秧、收获总投入能值的2.06～3.03 倍。可更新有机辅助能投入方面,人工种植方式的人力投入为其他两种方式的1.96～2.39 倍,但其种子和灌溉水投入能值最低。直播方式下,灌溉水投入能值最高。机插秧方式由于其人工及灌溉水投入最低,仅种子投入能值略高于人工种植方式,其可更新有机辅助能投入最低。

图3 单季中稻生态系统不同种植方式能值投入产出构成要素Fig.3 Composition elements of emergy of single mid-season rice system under different planting modes

2.2.3 能值产出分析

从表3 可知,人工、机插秧、直播3 种种植方式下,水稻籽粒能值产出分别为4.80E+15 sej·hm-2、5.06E+15 sej·hm-2和5.24E+15 sej·hm-2;秸秆能值产出分别为3.06E+15 sej·hm-2、3.23E+15 sej·hm-2和3.35E+15 sej·hm-2。不同种植方式的单季中稻系统单位面积总能值产出为直播(8.58E+15 sej·hm-2)＞机插秧(8.28E+15 sej·hm-2)＞人工种植(7.86E+15 sej·hm-2)。能值产出表明稻作技术的改进对总能值产出有一定的贡献,其中直播比机插秧带来的总能值产出提高更大。

表3 单季中稻系统不同种植方式的能值投入产出Table 3 Emergy input/output items of single mid-season rice system under different planting modes sej·hm-2

2.3 单季中稻不同种植方式的能值评价

基于农业资源环境指标、经济指标、可持续发展指标3 类指标对不同单季中稻种植方式的能值进行评价。各指标的计算表达式详见表4。

2.3.1 种植方式的资源环境压力

农业资源环境指标可用以比较不同稻作系统对资源的利用情况和环境压力。能值自给率、工业辅助能比值和有机辅助能比值这3 个指标分别为环境资源能值、工业辅助能和有机辅助能除以系统投入能值总量,反映了系统对自然环境和工业投入的依赖程度;环境负载率等于不可更新资源能值与可更新资源能值的比率,用来衡量系统承受的环境压力,数值越大,表明生产中对环境的破坏越大。可更新环境资源能值比、不可更新环境资源能值比分别为可更新和不可更新环境资源占系统投入能值总量的比例,可反映系统环境压力情况。

表4 结果表明,不同种植方式下单季中稻系统的环境资源贡献,特别是可更新环境资源率占比高,均超过95%,工业辅助能和有机辅助能比值占比不超过5%,即3 类种植方式的单季中稻系统维持的能值主要来源于自然资源。能值自给率、可更新环境资源能值比均有直播＞人工种植＞机插秧。机插秧方式对工业投入的依赖程度最高,其工业辅助能比值约为其余两种种植方式的1.15 倍。总体而言,3 类种植方式下的单季中稻对农业生态环境所产生的压力相对较小,就不同种植方式对系统环境压力而言,机插秧＞人工种植≈直播。

2.3.2 种植方式的能值投入产出

能值经济指标共包括购买能值比率、能值投入率、净能值产出率、能值投入密度、能值产出密度、能值产投比6 个指标(表4)。其中能值投入率等于生态系统投入的辅助能能值与环境资源能值比值,购买能值比率为总辅助能投入占总投入能值的比重,能值投入密度是单位面积土地的能值投入量,这3个指标可一定程度衡量种植模式经济投入的水平和环境负载程度,其值越大,表明系统经济投入水平越高。由表4 可知,3 个指标均以机插秧最高,人工种植次之,直播方式最低。即较人工种植和直播种植方式,机插秧投入了相对较多的购买能值,其差异主要体现在育秧、插秧等环节的农膜及秧盘等塑料制品投入上;人工种植的能值经济指标略高于直播,主要体现在其花费了更多的人力。

表4 单季中稻系统不同种植方式的能值评价Table 4 Emergy evaluation of single mid-season rice system under different planting modes

净能值产出率等于系统产出总能值除以系统辅助能能值。在经济投入一定的情况下,其值越高,说明系统产出的能值越高,即系统的资源利用效率越高。能值产出密度是单位面积土地的能值产出量。比值越大,则系统生产力水平越高;比值越小,则系统生产力水平越低。净能值产出率为直播＞人工种植＞机插秧,能值产出密度有直播＞机插秧＞人工种植。这两个指标表明直播种植方式的生产效率和辅助能值投资回报率越高、区域竞争力越强、系统生产力水平越高。这是由于直播种植方式一方面提高了稻谷产量,系统经济效益更好,另一方面具有最低的辅助能投入。

能值产投比可一定程度反映农业生态系统的管理及经济可持续水平。直播种植方式能值产投比最高(12.78%),其次为机插秧(12.31%),人工种植方式由于人力投入太高,其能值产投比最低(11.71%)。因此,就能值经济指标而言,直播种植方式具有更强的区域竞争力。

2.3.3 种植方式的系统能值可持续性

能值可持续发展指数是农田系统的净能值产出率与环境负载率的比值,实质上是可更新资源与不可更新资源之比,用以评价系统的可持续发展性能,其数值越大,表明系统的可持续性发展态势越好。由表4 可知,该指标结果为直播(76.41)＞人工种植(68.33)＞机插秧(58.43),表明直播种植方式的社会经济效益最高,该种植方式的可持续发展性能最好。

3 讨论

3.1 基于成本收益核算的种植方式可持续性

水稻生产成本过高导致种植效益不高且呈逐年下降趋势[1],对重庆丘陵山区水稻种植面积的稳定产生了很大影响。收益最大化是生产行为的根本动机,从支出项核算各类种植方式的经济成本短板,可为设定区域政策支撑提供决策支撑依据。基于成本收益对比3 类单季中稻种植方式分析可见,水稻种植存在环节多、土地成本高、生产中物质与服务费用成本较高,而粮食收购价格较低的问题,研究区内无论哪一类单季中稻种植方式,种粮收益均偏低或处于亏损,收本收益可持续性均较弱,这与广州[24]、湖南、湖北、安徽、江西[30]等南方省市的种粮收益情况一致。人工种植方式的插秧环节用工量大,成本为其他两种方式的2.56～3.45 倍,是其维持收益的主要的限制因素。改人工种植为机插秧,可大量节省用工量。机插秧种植方式具有省工节本的优势,若从种粮利润率以及劳动力投入角度考虑,优先推荐机插秧种植方式。水稻直播种植方式虽然种粮利润率以及劳动力投入略高于机插秧种植方式,但其具有单产最高的特点,且省去使用秧田肥,肥料施用总量较低,可达到节省投入品的效果,在农用地紧张、区域水资源充裕,需兼顾水稻产量和产值的情况下,优先推荐水稻直播种植方式。

3.2 基于能值成本的种植方式可持续性

采用能值分析等方法对稻田生态系统可持续性进行核算,有助于调整生态环境与经济发展的关系,对自然资源的科学评估与合理利用具有重要的实践价值。通过3 类种植方式的能值投入、产出及可持续性评价结果可以看出,就本调查研究区域而言,无论是哪一种单季中稻种植方式,稻田生态系统可更新资源利用率均较高(表4),对工业辅助能依赖整体较低,净能值产出率较高,环境压力较小,生态可持续发展情况较理想。

就3 种种植模式的环境压力指标、能值经济指标、系统能值可持续性项指标结果而言,直播模式由于其能值自给率、可更新环境资源能值比、净能值产出率均最高,能值投入率、购买能值比率、能值投入密度3 个指标均最低,系统能值可持续指数最高,故在环境可持续性、能值经济可持续性和系统能值可持续性3 个方面均具有更强的区域竞争力。即综合来看,考虑区域农业生产的可持续性,直播种植方式因其对自然资源的充分利用和较低辅助能投入具有最大的推广前景。

无论哪一种种植模式,环境资源能值投入成本相对固定,降低辅助能投入是进一步提高种植系统生态可持续性的主要方向。就辅助能投入情况来看(表3),人工种植、机插秧种植和直播种植模式下工业辅助能投入分别为24.66 E+14 sej·hm-2、28.47 E+14 sej·hm-2和24.59 E+14 sej·hm-2,分别是人工辅助能投入的5.76 倍、11.42 倍和6.58 倍。肥料投入和烘干环节的燃油投入能耗是工业辅助能值投入主要构成部分,这两部分能值投入可占其49.00%～56.54%和27.32%～32.74%,这与同类研究得出的化肥和机械投入为辅助能的主要构成结果一致[14,17];进一步探索肥料的高效利用方式和降低水稻烘干的能耗应是提高种植方式可持续的重要方向。

3.3 结果不确定性分析

就调查所用数据而言,鉴于丘陵山区地形地貌、田块及农户生计方式构成具有复杂性,农业生产过程的机械类型、机械化程度及投入品的使用量存在差异,灌溉方式、经营规模、人工投入等也存在差异[30],调查区域的数据在外推时,具有一定的不确定性。就核算方法而言,与其他同类研究类似,来自土壤的营养及水分、少量电力及机械损耗能值未纳入核算,评价结果未能反映稻作生态系统投入产出的全貌,一定程度低估了自然资本投入及辅助能投入的比重;此外,不同文献中能值折算率存在较大差异[6],从而可能影响各环节能值所占比重。即受数据来源、区域成本差异、能值核算方法、区域差异等影响,本研究结果及结论存在一定的不确定性。尽管这些不足会影响结果的精确度,但不影响结论的方向性。

受农户对生产技术、种植方式的选择或采纳,及自身特征、技术特性、政府支持等多种因素的影响[31],未来较长时间内,将长期存在多种种植方式并存的情况。除了比较3 种模式的投入收益差异,以及能值投入产出差异外,本文重点分析了不同种植模式下的高投入环节,以便进一步挖掘降低水稻种植环节经济成本及能值投入的方法。并进一步解决农机数量、农机服务、地块零碎、水源不足等制约节本增效方式推广的因素,从而引导区域水稻生产良性发展。

4 结论

种植方式的改进是降低丘陵山区单季中稻生产成本、提高生产效率和增加种粮收入的重要措施。从成本收益和生态经济角度评估丘陵山区单季中稻不同种植方式的可持续性,对于以重庆为代表的丘陵山区单季中稻产业绿色高质量发展具有重要意义。在以重庆为代表的丘陵山区,水稻直播种植方式的产量最高,机插秧次之,人工种植最低。从种植成本收益来看,3 类种植方式的种粮收益均偏低或处于亏损,经济可持续性均较弱。农业资源环境指标结果表明3 种单季中稻种植方式对农业生态环境所产生的压力均相对较小;能值经济指标结果表明直播种植方式通过提高稻谷产量和较低辅助能投入,其能值产投比优于机插秧和人工种植方式;能值可持续发展指数表明3 种单季中稻种植方式的稻作系统均以环境资源投入为主,属于自然资源驱动型生态经济系统。综合而言,研究区直播种植方式的社会经济及生态优势最高,可因地制宜加强区域推广,同时应充分挖掘降低水稻种植环节经济成本及能值投入的方法,引导区域水稻生产良性发展。