我国近20年主要粮食作物产量、进出口及化肥投入变化特征

为明确我国近年来主要粮食作物产量、进出口及化肥投入变化特征,基于中国统计年鉴数据,分析我国2000—2020年稻谷、小麦、玉米、豆类和薯类5种粮食作物的总产、单产、播种面积、进出口量及化肥投入的时空变化特征。结果表明：我国主要粮食产量在2003—2020年间连续17年递增,粮食总产的增加主要表现为东北、华北和西北农区玉米产量的增加。近20年5种粮食作物单产水平均呈上升趋势,以稻谷单产最高,但小麦单产提升幅度最高,为89.9%,稻谷单产提升幅度最低,为12.3%。与2000年相比,我国5种作物播种面积增加10.4%,总体上我国粮食播种面积和单产水平对粮食增产的贡献率分别为19.9%和80.1%。2000—2020年,我国稻谷、小麦、玉米和大豆4种作物进口量呈增加趋势,其中以大豆进口量最高,2020年占到4种粮食进口量的82.6%。我国化肥用量和施用强度均经历先增后减过程,峰值为2015年的6 022.6万t。我国化肥用量主要集中在华北农区和长江中下游农区,年均化肥用量占全国年均投入量(5 146.5万t)的55.1%,化肥施用强度则以东南农区和华北农区最大,分别较全国平均水平(322.6...     

2003-2011年中国粮食增产的贡献因素分析

理清2003年以来中国粮食产量增加的主要贡献因子及其贡献率,对于及时调整农业政策,保持和提升粮食生产能力有重要的意义。该文利用2003-2011年中国粮食及其各构成品种(根据国家统计局,粮食作物包括稻谷、小麦、玉米、薯类、豆类和其他谷物)的产量和播种面积数据,采用贡献因素分解的研究方法,研究了2003年以来中国粮食增产的作物和地区贡献,以及面积、单产和种植结构调整对于粮食增产的贡献率,并对各增产主力省区和主要粮食作物的增产贡献因素进行了分析,划定了增产主导类型。结果显示:研究期粮食增产全部来自3大粮食作物,其中玉米贡献了一半以上的增产量;杂粮、豆类和薯类总产均出现下降,其播种面积则分别下降了25.7%、17.4%和8.2%。地区贡献以黑龙江和河南最为突出,累积贡献率超过1/3;累积贡献率超过90%的13个省区,除新疆外其余都是粮食主产省区。作为传统农区的四川,其粮食增产贡献率仅为1.6%,与山西、陕西和甘肃等非主产区基本相当;全国粮食增产的面积贡献率最大,达到46.3%,其次是单产贡献率(44.2%),结构调整的贡献率将近10%,其中一半以上来自豆类向稻谷和玉米的调整;稻谷、玉米和春小麦的增产为面积主导型,而冬小麦的增产为单产和面积共同作用型;除河南和安徽为单产主导型,吉林和河北为面积单产共同作用型,其他增产主力省区的增产类型均为面积主导型。综合来看,2003-2011年中国粮食增产是以面积增加主导的外延式增产方式。由于粮食消费结构和国际粮食贸易容量的限制,今后结构调整的潜力已经很小。因此,在稳定粮食播种面积的基础上,进一步提高粮食作物的单产水平是今后稳定和提高粮食生产能力的重要举措。研究结果可为今后农业政策的调整提供决策依据。     

基于经验模态分解和集对分析的粮食单产波动影响分析

针对江淮分水岭易旱区粮食单产波动的复杂性与非平稳性问题,运用经验模态分解方法对粮食单产及其影响因子进行多层次、多时间尺度分解,并采用集对分析理论分析粮食单产波动分量与其影响因子之间的相关性,从而定量化分析各影响因子对粮食单产波动的综合影响率,得出自然灾害受灾率对粮食单产波动的综合影响率为31.26%,在此基础上,通过分析旱灾和自然灾害对粮食生产的危害程度,求取旱灾对粮食单产波动的综合影响率为17.13%,该研究为该区旱灾综合治理与粮食生产决策提供科学依据。     

农机总动力增长波动影响因素分析

为了明确农机总动力增长波动变化的特征,分析不同因素对农机总动力增长波动影响的大小,进而采取有效的措施来稳定和加快农机总动力增长。针对农机总动力增长波动的复杂性与非线性的特点,采用经验模态分解法对1986-2013年农机总动力增长及其影响因素进行多层次、多尺度分解,得到各本征模态函数分量和趋势量,并采用集对分析理论分析农机总动力增长各本征模态函数分量与其相对应影响因素之间的联系度,进而计算得到各影响因素对农机总动力增长波动的综合影响率。结果表明,政府投入、劳均(每个劳动力)播种面积、燃料价格指数、粮食单产、非农产业的发展和第一产业从业人员数对农机总动力增长波动的综合影响率分别为23.89%、23.73%、23.67%、7.13%、7.41%和14.17%,农民人均纯收入、农业劳均产值、机械化农具价格指数、初中文化以上农村劳动力比例4个影响因素对农机总动力增长波动不产生影响,只对增长趋势量有影响。该研究成果为农业机械化发展政策的调整和制定提供了参考。     

哲里木盟主要作物产量波动与气候变化

分析１９８１～１９９５年间哲里木盟主要作物产量波动及其与影响因素的关系表明，粮豆总产和单产均在波动中有较大的提高，总产增幅趋势大于单产，单产年际波动大于总产，各种作物单产的波动受气候因素的影响均大于技术水平，气候因素中以温度影响最大。     

哲里木明主要作物产量波动与气候变化

分析１９８１－１９９５年间哲里木盟主要作物产量波动及其与影响因素的关系表明，粮豆总产和单产均在波动中有较大的提高，总产增幅趋势大于单产，单产年际波动大于总产，各种作物单产的波动受气候因素的影响均大于技术水平，气候因素中以温度影响最大。     

粮食产量预测理论、方法与应用Ⅱ.粮食生产潜力短期预测理论、模型及其应用

粮食生产潜力短期预测结果可以检验粮食中长期生产潜力预测的准确性和为国家提供制定粮食生产战略的科学依据。粮食生产潜力短期预测理论即"趋势-波动理论",它建立在粮食或作物"现状生产潜力"概念和"天-人-地概念模型"基础上,预测模型为最佳移动步长条件下的多年单产移动平均趋势模型,实际预测时采用系统预测方法。11个研究案例预测的平均误差为0.77%,最大误差为2.99%,预测精度高。本研究初步结论是:粮食生产潜力短期预测理论和模型是科学和实用的。     

粮食生产潜力短期预测的“趋势-波动模型”的验证

应用全国、31个省、6个典型地区和16个典型县的数据对粮食生产潜力短期预测的"趋势-波动模型"进行了系统性的验证和讨论。研究结果表明:(1)预测误差大小反映短期生产潜力的预测精度,预测误差大的主要原因是经济发达地区高产农田被大量占用和(或)蔬菜、水果种植面积大幅度增加而短期内使粮食单产下降;(2)小趋势修正方法是"趋势-波动模型"中不可缺少的一部分,它能将大趋势预测不能包括的短期如气象因素、科技投入、社会因素等影响纳入预测中,提高预测精度;(3)就我国近些年来的实际情况而言,越是经济发达的地区短期生产潜力的波动越大;同样发达地区短期潜力存在增加-下降-回升阶段;(4)就短期生产潜力预测精度而言:国家级大于省级、省级大于地区级、地区级大于县级;不同省、不同地区、不同县之间预测精度差别比较大,这与境内气候的互补性和农田抗御自然灾害的能力有关。     

数值模拟气候情景下未来30年内蒙古三种主要粮食作物的单产趋势预估

基于内蒙古10个盟（市）农区58个气象站1961-2010年降水和气温日资料,38个旗（县）1961-2008年小麦、1979-2008年玉米和马铃薯单产资料,用自然对数曲线模拟作物趋势产量,并从单产序列中剥离气象单产。多元线性回归分析表明,大部盟（市）3种主要粮食作物的气象单产与生长季降水量和气温变化存在显著相关关系（P〈0.05）。利用PRECIS区域气候模式在SRES（A1B、A2和B2）和国家气候中心CMIP5数值气候模式对未来30a（2011-2040）10个盟（市）3种作物生长季平均气温、积温和降水量的模拟结果,采用多元线性回归模型预测各盟（市）作物的气象单产。结果显示,大部盟（市）气象单产总体呈增长趋势,预计未来30a全区平均小麦气象单产将增加179.0kg/hm2,玉米和马铃薯的增幅分别为51.6和50.7kg/hm2。叠加趋势产量后,小麦预计约增产1221.4kg/hm2,玉米和马铃薯预计约增产2121.1和1008.0kg/hm2。研究结果可为应对未来气候变化、确定粮食生产发展战略提供参考依据。     

乡镇尺度耕地生产能力实现程度分析与实证

该文从耕地单产实现程度、播种面积实现程度和耕地总产实现程度3个方面来表征耕地生产能力实现程度的计算方法。区域尺度上的小麦、玉米可实现单产是采用前沿生产函数、区试产量和近5 a高产水平等多种方法进行确定,地块尺度的小麦和玉米的可实现单产依据农业生态区法（agricultural ecological zone,AEZ）进行修正得到。乡镇尺度上的小麦和玉米的可实现单产分别采用尺度下移和尺度上移的方法将地块尺度的小麦玉米可实现单产转化为乡镇尺度的可实现单产。应用此核算方法对北京市大兴区1982、2000和2006年3个时期的乡镇尺度耕地生产能力实现程度的分析结果表明：大兴区区域尺度的耕地生产能力实现程度实现程度在1982年出现最高值,并在1983-1998年的较长时期呈现小幅摆动但基本保持在35%～45%之间,而在1998年以后则呈现大幅下降的趋势,并在2004年以后出现一定幅度上升;大兴区乡镇尺度1982年实现程度最高;与1982年相比,2000年所有乡镇都大幅降低,2006年比2000年有所增加,但仍低于1982年;乡镇尺度耕地生产能力实现程度存在显著的空间分异;大兴区区域尺度耕地生产能力实现程度与乡镇尺度耕地生产能力实现程度变化规律基本一致。该文构建的乡镇尺度耕地生产能力实现程度的分析方法为从宏观尺度研究耕地生产能力差异化提供了借鉴。     

中国主要粮食作物化肥施用量与效率变化分析

2004年至今,在国家支农政策的推动下,农业种植结构大幅度调整,粮食产量连续增加,而且启动了全国测土配方施肥项目。采用2008年的农户调研数据与2001年进行对比,揭示了我国粮食生产体系中化肥效率的变化。结果表明,过去7年中小麦和玉米的单位面积化肥用量分别增加5.4%和29.0%,而水稻减少4.3%。全国粮食作物化肥消费总量增加1.3×106t,但占全国化肥消费总量的比重从68%下降到50%。用PFP(粮食产量除以化肥用量)表征化肥效率,发现三大粮食作物的化肥效率大小排列顺序为水稻小麦玉米;7年中小麦和水稻的化肥偏生产力分别从10.6 kg/kg增加到11.9 kg/kg,13.9 kg/kg增加到15.7 kg/kg,玉米的化肥偏生产力从13.8 kg/kg下降到11.5kg/kg。我国农业种植结构调整对化肥施用量影响较大。粮食作物向优势主产区集中以及机械和管理措施的改善有利于进一步提高粮食作物化肥效率,但经济作物播种面积仍在大幅增加,这将对全国化肥效率变化带来变数。     

三大粮食作物产量潜力与产量差研究进展

产量潜力和产量差的研究对揭示未来粮食增产潜力,有针对性地制定提高作物产量的措施具有重要意义。通过总结近年发表的64篇经典文献,本文总结了世界三大粮食作物小麦、水稻和玉米的产量潜力和产量差的研究进展,并对定量产量潜力和产量差的4种常用方法进行了比较分析。研究表明:1)当前全世界小麦、水稻、玉米的平均产量潜力分别为6.7 t-hm-2、8.1 t-hm-2、11.2 t-hm-2,农户产量分别实现了产量潜力的60%、60%、53%。2)模型模拟是目前定量评估产量潜力最为有效的方法之一,综合使用模型模拟和高产纪录两种方法进行比较分析产量潜力结果会更加可靠;试验产量和高产农户产量一般会低于模型模拟产量潜力,对探索农户短期内增产潜力具有重要意义。3)优化栽培管理措施比如应用土壤-作物综合管理系统等方法是缩小产量差的有效途径。因此,当前三大粮食作物具有较大增产潜力,如何有效缩小产量差、提高作物产量、保证粮食安全是未来需要关注的重点。     

锌肥不同施用方式及施用量对我国主要粮食作物增产效果的影响

【目的】施用锌肥是改善作物缺锌、 提高产量和籽粒锌含量的重要措施。锌肥的施用效果受多种因素的影响,通过总结自70年代以来锌肥施用对我国主要粮食作物小麦、 玉米、 水稻产量的影响,分析不同年代、 锌肥施用方式、 锌肥用量对这三大作物产量影响的进程,探讨锌肥的适宜用量和施用方式。【方法】利用万方数据库、 中国知网,查阅了1970至2013年间,我国主要粮食作物水稻、 小麦和玉米锌肥施用相关的田间试验文献333篇,剔除文献中没有产量数据、 没有具体施肥相关信息如施肥量、 施肥方式等文献,有效样本数总计为1656个。采用相关分析、 方差分析等统计分析方法,Microsoft Excel 2010软件分析。【结果】锌肥增产效果受锌肥施用方式、 施用量、 年代的影响,具体结果如下, 1)锌肥施用方式土壤施用、 叶面喷施和种子处理在小麦上的平均增产率分别为11.3%、 10.0%和11.1%; 在玉米上的平均增产率分别为13.7%、 12.7%和12.1%; 水稻上的平均增产率分别为15.0%、 9.8%和9.7%。与叶面喷施和种子处理相比,无论是小麦、 玉米还是水稻,土施锌肥的增产效果最好。2)锌肥施用量小麦、 玉米和水稻的增产率随土施锌肥量增加而增加,当施锌量达到一定量后,随施肥用量的进一步增大,增产率有所降低。小麦、 玉米和水稻土施锌肥的合适用量分别为1545 kg /hm2、 2030 kg/hm2、 2030 kg/hm2。小麦增产率与喷施锌肥的浓度关系不明显,叶面喷施浓度在0.4%~0.5% ZnSO47H2O时增产效果最佳; 而玉米、 水稻增产率和叶面喷施锌肥的浓度变化趋势与土施锌肥变化趋势一致。过去40年玉米和水稻适宜喷施锌肥浓度分别是0.1%~0.3%、 0.2%~0.4% ZnSO47H2O。3)施肥年代随着年代的变化,不同作物施用锌肥的增产幅度不同。随着年代的推进,同一锌肥施用方式在小麦上增产率呈逐渐增高的趋势; 锌肥土施和叶面喷施在玉米上的增产率呈下降趋势; 锌肥土施在水稻上的增产率呈下降趋势,而叶面喷施在水稻的增产率呈先降低后增加的趋势; 种子处理方式在水稻和玉米上的增产率随年代的变化不明显。【结论】施用锌肥能有效提高小麦、 玉米和水稻的产量,但是其增产效果受锌肥施用方式、 施用量、 年代的影响。因此,今后在锌肥施用方面,农户应根据作物、 土壤、 环境等条件,选择恰当的施肥方式及锌肥用量,来提高锌肥的增产效果。     

气候变化对我国主要粮食作物产量的影响及适应措施

过去几十年气候变化对我国主要粮食作物产量产生了重要影响,为了研究作物产量对气候变化的响应和适应,保障粮食安全,基于国内相关研究文献,分析归纳了研究方法,综述了国内小麦、玉米和水稻等主要粮食作物产量对气候变化的响应和适应,得出如下结论:（1）作物产量对气候变化响应的研究方法主要包括田间试验观测、统计分析和作物模型模拟等方法,其中田间观测法最直观,统计分析法可操作性强、应用最为普遍,作物模型模拟机理性强,可以定量描述气候因子对作物产量的影响,外推效果好;（2）近几十年来,小麦生育期内气温升高和辐射变化使我国北方小麦增产0.9%~12.9%,南方小麦减产1.2%~10.2%;气候变暖对玉米产量贡献率为-41.4%~0.4%;水稻生育期内气温升高和辐射增强有利于东北地区水稻产量增加,增产贡献率为1.01%~3.29%,而辐射减弱对长江流域等南方主要水稻种植区的水稻产量（长江流域晚熟稻除外）产生不利影响;（3）未来气候变化情境下小麦应从延长生殖生长期、增加籽粒数量和提高收获指数等方面培育新品种应对气候变暖对作物产量的不利影响;耐高温和长生殖生长期的玉米品种可以用来应对气温、降水等气候因子的变化;水稻则应选育耐高温品种应对气温和辐射等因子的变化所带来的作物生产上的风险。     

气候变化背景下中国主要作物农业气象灾害时空分布特征(Ⅱ):西北主要粮食作物干旱

基于中国西北地区1961-2010年149个气象站点逐日气象资料及春小麦、春玉米和夏玉米生育期资料,采用作物水分亏缺指数(CWDI)为作物干旱指标,明确了研究区域内3种作物干旱的空间分布特征和时间演变规律。研究结果表明:(1)3种作物生长季内及各生育阶段,干旱发生频繁,尤以特旱和重旱发生范围广、频率高,轻旱和中旱多发生在研究区域东部,甘肃南部和陕西南部等个别地区干旱发生频率相对较小。(2)春小麦生长季内干旱发生站次比为79.1%,春玉米生长季内干旱发生站次比为84.5%,夏玉米干旱发生站次比为77.4%;夏玉米生长季内站次比波动较小,春小麦和春玉米波动较大。总体而言,研究时段内春小麦生长期干旱发生站次比呈减小趋势,降幅为每10a减少0.55个百分点,春玉米和夏玉米干旱站次比呈增加趋势,增幅分别为每10a增加0.24个百分点和0.20个百分点。(3)研究区域东部春小麦和春玉米各生育阶段干旱强度呈增加趋势,西部呈下降趋势;夏玉米干旱强度在陕西北部、宁夏和河西走廊呈增加趋势,其它地区多为降低趋势。     

基于历史产量丰歉影响指数的黑龙江省水稻产量动态预报

水稻是黑龙江省主栽作物之一,开展水稻产量动态预报对黑龙江省粮食生产具有重要意义。利用黑龙江省水稻主产区产量资料、发育期资料、日最高气温、日最低气温、日降水量和日照时数等资料,根据历史年水稻产量丰歉气象影响指数,建立黑龙江省水稻产量丰歉趋势动态预报模型。另外,采用相关分析的方法,确定影响产量的关键气象因子,建立相应的产量预报模型,对产量丰歉趋势动态预报模型进行修订。通过对1997-2006年水稻产量进行动态预报,结果表明,5月31日、6月30日、7月31日和8月31日预报的水稻产量增减趋势的预报正确率平均为90%、70%、90%和80%,产量预报准确率为84%、90%、94%和93%,预报准确率较高,能够满足业务服务的需要。     

四川省水稻综合气象灾害风险区划

本文利用1981—2012年四川省82县的水稻单产资料,采用HP滤波法,进行水稻气象产量分离,分歉收年和成灾年两个年型,研究四川省水稻单产平均减产率、减产率变异系数和不同等级减产率风险概率的空间分布特征,并基于成灾年风险区划指标,开展四川省水稻综合气象灾害风险区划。结果表明:HP滤波法可用于四川省水稻气象产量分离,四川省水稻气象产量具有显著的准4 a、7 a周期振荡特征。平均减产率从西南向东北方向呈现"高–低–高"分布特征,80%以上县歉收年平均减产率介于2%～7%,成灾年平均减产率介于6%～15%。各县歉收年减产率变异系数介于0.6～2.2,成灾年减产率变异系数介于0～1.2;减产率变异系数相对高值区位于西南山地西部、盆地南部和盆地北部山地。各级减产率风险概率大值区主要集中于广元和巴中地区,还包括盐亭、古蔺、盐源、越西等县。四川省水稻综合气象灾害高风险区主要分布于盆地北部、盆地南部和西南山地西部等山区,中等风险区主要分布于盆地丘陵区及盆周低山区,低风险区主要分布于盆地平原、浅丘区和凉山州中东部。风险区划结果与四川省气象灾害分布和水稻农业气象灾害分布的研究成果相吻合,可为四川省水稻防灾减灾提供科学依据和重要参考。     

叶面喷硒对不同作物籽粒硒含量及产量的影响

分析了黑龙江省主栽作物(水稻、大豆、玉米和小麦)叶面喷硒的效果。结果表明:原始籽粒含硒量以大豆最高,玉米最低,顺序为大豆小麦水稻玉米;而施入等量的硒后,4种作物籽粒硒含量都有明显的提升,提升幅度与喷硒量呈正相关,其中以小麦和水稻增加最高,大豆次之,玉米最少,且硒含量均在安全补硒值的范围之内。叶面喷硒后作物增产效果不明显。确定了叶面喷硒的浓度范围为11.25~22.50 g·hm~(-2),即可使水稻、大豆、玉米和小麦籽粒中硒含量满足低硒区居民补硒的需要;施硒时期综合比较,水稻的最佳喷硒时期是在扬花后期,玉米的最佳喷硒时期是在抽雄期,大豆是在初花期,小麦是在孕穗期。腐植酸硒降低了高浓度硒对作物的毒害作用,在生产实际中更具有安全性。