辣椒是我国第二大蔬菜作物,西南地区辣椒生产存在施肥量大且施肥不合理等问题,同时该地区高温多雨的环境气候因素导致肥料损失大,肥料利用率低、环境问题突出等问题,严重限制了该地区辣椒绿色生产。因此,本研究以文山辣椒为研究对象,采用农户调研和生命周期评价相结合的方法,定量化揭示文山地区辣椒种植中的资源投入及环境代价,分析其减排增产的潜力和限制因子;基于土壤-作物养分供应规律设计新型辣椒专用肥,开展田间验证试验,综合评价该专用肥对辣椒生产农学效应、环境效应和经济效应的影响。主要结果如下:1.基于农户调研和生命周期评价分析,结果显示文山辣椒生产系统中养分资源投入高,环境代价大。文山辣椒的氮磷钾投入量分别为417 kg ha-1,170kg ha-1和160 kg ha-1,而单位面积上的温室效应潜值,活性氮损失,富营养化潜值和酸化潜值分别为6210 kg CO2 eq ha-1,127kg N ha-1,48.9 kg PO4-eqha-1和101 kg SO2 eq ha-1;另一方面,文山辣椒的产量较低,平均产量为14t ha-1,单位产量上的温室效应潜值,活性氮损失,富营养化潜值和酸化潜值分别为541 kg CO2 eq t-1,11.0 kg N t-1,4.28 kg PO4-eq t-1和8.8 kg SO2 eqt-1。肥料是各环境代价指标的主要贡献因子,占各环境代价指标的92.0%～98.2%。2.通过区域内农户分组,揭示了文山辣椒生产系统的减排增产潜力,结果显示,不同区组的养分投入和环境代价差异较大,高产高效区组相比农户平均降低了20.4%的氮肥和10.6%的磷肥,提升了29.0%的钾肥,同时,显著提高了32.8%的辣椒产量。在环境代价方面,高产高效区组在单位产量上的温室效应潜值,活性氮损失,富营养化潜值和酸化潜值分别降低了62.9%,68.1%,69.1%和66.4%。区组分析结果表明,基于最好农户管理的养分优化策略能够显著提高辣椒产量,同时显著降低环境代价。3.基于土壤-作物养分供应规律,通过优化养分比例,氮肥形态,中微量添加,添加硝化抑制剂等技术设计了新型辣椒专用肥,并于2021年进行田间试验验证,结果表明,新型辣椒专用肥相比农户习惯降低了13.6%的肥料用量,提高了26.7%的产量,在品质上降低了32.2%的硝酸盐,降低了77.7%的氮盈余而提高了19.9%的氮肥利用率。同时,新型辣椒专用肥处理相比农户习惯降低了50.7%～65.7%的环境代价,提高了33.3%的净经济效益和44.5%的生态系统净经济效益。