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本试验以小麦-水稻(WRR)常规种植模式为对照,其他4种处理分别为：冬菜-茭白(WZR)、冬菜-毛豆-荸荠(WECR)、水芹-芹芽-水稻(CCRR)、莲藕(LR),共5种种植模式。试验分别对不同种植模式下农田生态系统土壤理化性质变化、碳素固定、温室气体排放、土壤-作物系统养分固定情况以及经济、生态、社会效益分析比较。研究得出如下结论：1不同种植模式对土壤理化性质的影响在大田常规种植下,WRR、WZR、WECR、CCRR模式均能使土壤pH值上升,容重下降,LR模式则相反。复种指数越大,pH值和容重改变的越显著。通过对土壤速效养分1年内动态变化观察,各处理土壤碱解氮、有效磷、速效钾等均呈下降趋势。不同种植模式下土壤硝化作用均比较旺盛,其中WRR、CCRR、LR有较高的潜在氮损失。WECR模式下矿化速率为负值,其余则表现土壤矿化作用为作物提供氮素养分。2不同种植模式对碳固定的影响不同作物对碳的固定量存在显著差异,且和干物质积累量呈显著的正相关。不同农作物单位面积固碳量大小顺序为：水稻>荸荠>莲藕>小麦>毛豆>茭白>黄心乌>水芹>芹芽。5种种植模式土壤有机碳含量均呈增加趋势,增幅大小为：LR (0.9 g·kg-1)> WECR (0.7g·kg1)> WRR (0.65 g·kg-1)>WZR (0.54g·kg-1)>CCRR (0.41 g·kg-1),在耕层剖面上,土壤有机碳含量随着深度增加呈现垂直递减特征。农田系统下WECR、 WRR, LR, WZR、CCRR模式碳固定量分别为2461.89、2165.45、778.34、600.93、259.52 kg·hm-2。毛豆、荸荠、水稻、小麦等均为高固碳作物,WZR、CCRR模式下频繁扰动土壤,增加了土壤呼吸,增加CO2排放,则表现净固碳量较小。3不同种植模式对稻田温室气体排放的影响不同种植模式稻田温室气体排放量差异较大,对照WRR的CO2、CH4、N2O排放量均较高,温室效应贡献最大。不同种植模式CO2排放对温室贡献大小为：WECR> WRR>CCRR>LR>WZR。综合温室效应(CO2、CH4、N2O)贡献最大是CCRR,为20465.73 kg CO2·hm2,其次WRR,为20438.27 kg CO2·hm-2,然后为WECR>LR> WZR。分析表明,复种指数对CO2和N2O排放量影响较大,土壤干湿交替对CH4排放量影响较大。另外温度影响使温室气体排放具有明显的季节性,CO2排放呈现：夏季>秋季>春季>冬季；CH4和N2O排放是夏季>秋季。4不同种植模式对土壤-作物养分固定的影响不同作物氮磷钾吸收量不同,茭白、毛豆、莲藕氮磷钾吸收量较大。在不同的种植模式下,WECR、CCRR、WZR模式下土壤-作物系统对氮磷钾固定量较大,分别为(N、P、K:808.46、123.62、233.32 kg·hm-2)、(N、P、K:266.84、107.97、88.57 kg·hm-2)、 (N、P、K:455.34、128.60、490.10kg·hm2)。从养地的角度考虑,WECR, CCRR表现为较好的养地模式,土壤养分积累量增加。氮素在不同种植模式下田块均表现明显有盈余,而钾素则表现负亏状态,WZR、WECR种植模式下土壤磷素有负亏,在农田施肥过程中,注重氮磷钾配合施用,进一步调整肥料运筹,宜采取适当减施氮肥,稳定磷肥用量,增施钾肥的原则。5不同种植模式下经济、生态、社会效益比较根据当地市场平均价格、实际劳动力价格对不同种植模式下经济效益进行分析。结果显示,不同种植模式下总产值和纯效益均表现为CCRR>WECR>LR>WZR>WRR。 CCRR、WECR、LR、WZR、WRR纯效益分别为150754.23、110259.11、67310.42、42400.14、18596.30元hm-2·a-1。其中,劳动成本收益以CCRR模式最大,为5.78,其次为LR模式,为5.48。以WRR模式为对照,以新增纯收益≥22%和边际成本报酬率≥1.5作为有推广意义的经济效益评价指标。相比对照WRR模式,4种模式下新增纯收益和边际成本报酬率均超过了临界值,适合推广。新增纯收益率表现为CCRR>WECR>LR>WZR。综合分析,WZR模式在边际成本报酬率和新增纯收益率相比其余模式表现欠佳,且劳动力成本最低,不宜推广。综合经济、生态、社会效益,WECR、CCRR模式不仅经济、生态、社会效益优越,且2种种植模式在养地、改善土壤理化性质、减少温室气体排放方面表现也较佳。纯收益、劳动力成本收益高,新增纯效益比较突出,具有很高的经济社会价值,是安徽沿江地区适宜的种植模式。