糧食作物生產為一個複雜且與環境高度連結的過程，研究室前人使用生命週 期評估的方法對台灣水稻生產過程進行評估，針對水稻從生產開始到製成產品 (白米)的過程中進行評估。
生命週期評估的衝擊包含溫室效應潛勢(Global Warming Potential, GWP)(即 為俗稱的碳足跡，carbon footprint)、優養化潛勢 (Eutrophication, EP)、酸化 (Acidification, AC)及能源使用 (Energy Use, EU)，主要是將整個生命週期所調查 的環境衝擊進行分類與加權，最後可以找出整個生產過程中，造成最大環境衝擊
的階段，該階段稱為「熱點」，也就是可以從這些熱點進行生產過程的改善。
生命週期評估應用於糧食生產已經有諸多研究，例如美國小麥每生產一公斤，
約排放 0.3 公斤二氧化碳，但義大利生產每公斤水稻卻會排放約 3 公斤的二氧化 碳(Blengini and Busto, 2009; Meisterling et al., 2009)，其中的差異主要來自於種植 環境及栽培方式不同。
本研究室在新屋兩期水稻田進行試驗之結果顯示(吳等人, 2013)；一期水稻 所生產的白米每公斤約排放 0.71 公斤當量的二氧化碳；但二期水稻卻會排放 1.8 公斤當量的二氧化碳，平均而言台灣每生產一公斤的白米會造成 1.18 公斤的二 氧化碳。換成單位面積評估，則台灣每公頃會排放 7.8 噸的二氧化碳當量，相較 於日本僅 6.3 噸(Hokazono and Hayashi, 2012)。
而在從整理進行熱點分析，顯示水稻生產過程中，主要的環境衝擊來自於田 間栽培階段，而其中又以肥料管理作為重要，肥料的施用直接影響田間溫室氣體 排放，肥料的製作過程也間接影響整體的環境衝擊，因此合理施肥不僅可以減少 糧食生產所造成的環境衝擊亦可以減少生產過程的成本。
綜合兩年的結果顯示，台灣二期水稻的環境衝擊較一期水稻高，而前人研究 顯示旱作普遍的環境衝擊較水田少，因此推薦將二期水稻轉作旱作，可以有效降 低糧食生產所造成之環境衝擊。
因此本試驗希望結合水稻田輪作，降低糧食生產的環境衝擊，唯目前對於台 灣稻麥輪作所造成之環境衝擊仍不清楚，因此本研究將會進行台灣稻麥輪作之環 境衝擊的評估，並且提出環境親和的栽培分針，以建立兼顧糧食自給、糧食品質、
環境保護的優良稻麥輪作系統。
參、 試驗推論
氣候變遷下，糧食安全與溫室效應的調適為重要之課題，已知糧食生產會造 成環境衝擊，因此以永續發展為前提，兼具糧食自給、品質與環境親和的氣候智 慧型耕作系統有其發展必要。國際上已有諸多研究對各種糧食生產之環境衝擊進 行評估並提出改善的方針。本研究室於 99 及 100 年已在桃園新屋對台灣兩期水 稻進行生命週期評估，發現生產二期水稻所造成的環境衝擊較高，因此建議二期 水稻轉作，同時本研究室亦於 100 年及 101 年調查兩年兩期作的小麥品質，建構 台灣小麥品質地圖，結果顯示台灣中南部為小麥之高產優質產區。綜合上述結果，
在台灣結合水稻與小麥栽培為可能的方法，但目前對於稻麥輪作所產生的環境衝 擊並不清楚。
因此本試驗在台中大雅及台中區農業改良場進行兩年七期作之稻麥輪作試 驗，記錄栽培操作及收集其他相關生育參數，利用 DNDC 模擬田間溫室氣體排 放情況，並且盤查在稻麥輪作系統中所使用之資材與能源耗用，最後進行整體台 灣稻麥輪作生命週期評估。
藉由生命週期評估結果，台灣稻麥輪作主要的環境衝擊主要來自田間栽培階 段，因此再進一步利用 DNDC 模式去模擬各種不同可能的操作，包含肥料用量、
整地及二期休耕等進行評估。
綜合以上調查及評估結果，期望提出低環境衝擊稻麥輪作之栽培方針，做為 未來建立台灣本土兼顧糧食自給、糧食品質、環境保護的優良稻麥輪作系統之依 據。