保障粮食安全同时降低粮食生产的环境代价是全球农业面临的双重挑战。现代集约化农业以投入大量物质和能量为标志,促进了生产力的大幅度提高,但也带来了资源与能源的过度消耗、环境污染和生态失调等问题,迫切需要科学分析评价农业活动过程对环境的影响进而做出合理决策。然而,对作物生产环境影响评价的研究起步较晚且缺乏统一的评价方法,相关软件与数据库支持也较为薄弱。本研究针对上述问题,根据农业生产的特点,在已有软件e Footprint的基础上,进一步开发其适用于作物生命周期环境影响评价的水足迹、碳足迹、氮足迹特征化指标管理功能。主要结果如下:（1）对作物生产环境影响评价关键指标进行研究,确定LCA（Life Cycle Assessment）为本研究的核心方法;从农业生产特点、我国环境突出问题以及国家节能减排目标3方面筛选出水资源消耗、温室效应和水体富营养化作为作物生产环境影响评价的3大关键指标,并用基于LCA思想的水足迹、碳足迹和氮足迹将其命名;对国际上近几年最新的研究方法进行了梳理,最终确立了各指标对应的评价方法及区域特征化参数。（2）在现有LCA软件e Footprint的基础上,开发适用于作物水足迹、碳足迹、氮足迹评价管理功能,通过系统功能的增加和扩展,支持用户自定义物质、使用自定义物质及内置物质创建自定义指标,并在建立农作物生命周期模型后应用自定义指标,开展适应农业自身特点、满足研究需要的作物LCA评价。软件为在线LCA软件,无需安装,用户只需在浏览器输入网址,登陆后即可开展自己的研究。（3）以四川水稻为研究案例,开展大田试验,收集数据,对作物生产环境影响评价软件进行了功能验证,验证结果表明该软件运行良好。运用该软件对四川盆地不同油菜秸秆处理方式下水稻生产的环境影响进行分析发现,油菜秸秆还田能降低水稻的水足迹、碳足迹和氮足迹,尤其是覆盖还田方式。案例应用的结果也表明软件改进后的水足迹、碳足迹和氮足迹方法对评价作物生产的环境影响更具适用性和科学性。本研究为作物生产环境影响评价提供了方法、工具、与案例示范,案例应用结果为四川盆地油菜秸秆绿色还田及“油菜-水稻”复种系统可持续生产提供科学依据和理论支持。