新疆化肥投入量与粮食增产潜力的研究

随着新疆人口不断增长,对粮食的消费也在不断增加,根据新疆1980～2004年化肥施用量和作物产量,以粮食作物为主要研究对象,从不同年份单位播种面积的粮食产量和肥料施用量变化,求出相应的单位播种面积可能达到的粮食生产潜力,并以此为基础计算出新疆单位播种面积的粮食增产潜力.并为保证新疆的粮食安全提出了相应的对策.研究表明:新疆粮食单产与单位面积施肥量之间呈现显著的相关关系,粮食单产还有一定的增产潜力,增施化肥的增产效率也较高.     

有机肥在玉米上的增产效果研究

伊通县粮食种植作物以玉米为主,通过田间试验研究了不同用量有机肥与化肥配施在玉米上的增产效果。试验结果表明在常规化肥施用量基础上减少20%,每公顷增施30~45吨优质有机肥的情况下,对玉米增产效果显著,品质相应提高。     

有机肥在玉米上的增产效果研究

伊通县粮食种植作物以玉米为主,通过田间试验研究了不同用量有机肥与化肥配施在玉米上的增产效果。试验结果表明在常规化肥施用量基础上减少20%,每公顷增施30~45吨优质有机肥的情况下,对玉米增产效果显著,品质相应提高。     

东北北部冷凉区免耕土壤的特性及作物效应

【目的】研究东北冷凉区免耕对土壤性状、作物产量的影响及其水土保持作用。【方法】利用平地和坡地9年长期定位田间试验,设置免耕和旋耕处理,系统监测土壤性状和作物产量。【结果】与传统旋耕相比,免耕下耕层土壤含水量提高3—5个百分点,110 cm土层储水量增加;10 cm处土壤温度降低2.1℃;0—15 cm土层有机质含量增加11%;土壤动物多样性增加;地表径流和土壤流失量分别减少90%和98%以上;玉米减产20%以上,大豆却增产10%左右;免耕在坡地上的效果好于平地。【结论】免耕对退化黑土恢复和水土保持作用显著,但冷凉区作物对免耕反应不同：大豆增产,玉米减产。因此,免耕适宜于大豆和坡耕地。     

中国主要生态区小麦施肥增产效应分析

【目的】分析中国主要农业生态区小麦的化肥增产效应,为小麦进一步增产和提高化肥效率提供依据。【方法】总结近年来全国测土配方施肥试验示范数据,通过化肥偏生产力、农学效率等指标分析中国主要农业生态区小麦施肥的增产效应及其变化特点。【结果】各区域施肥量水平较高且差异明显,其中黄淮海区施肥量最高,为383 kg.hm-2;北部高原区施肥量最低,为233 kg.hm-2。西北区和长江中下游区的化肥增产作用高于北部高原区和黄淮海区。化肥偏生产力水平最高的区域是西北区,为23.9 kg.kg-1;最低的地区是黄淮海区,为17.4 kg.kg-1。化肥农学效率的最高的地区是西北区,为9.7 kg.kg-1;最低的地区是黄淮海区,为4.2 kg.kg-1。与20世纪80年代初相比,长江中下游区和西北区的氮肥农学效率分别提高了21.6%和5.6%,而黄淮海区和北部高原区分别降低了46.0%和12.4%;北部高原区和西北区的磷肥农学效率分别提高了13.7%和10.4%;黄淮海区和长江中下游区分别降低了38.6%和6.24%。【结论】各区域小麦施肥水平明显提高且差异加大,化肥增产作用仍很显著,增产效应差异明显,粮食低产区不一定是化肥高效区。合理施肥,提高化肥养分效率仍然是各区域小麦增产的重要途径。     

未来30年我国粮食增产潜力与保障能力研究

【目的】评估我国未来30年粮食增产潜力和需求总量,科学判断我国未来粮食保障能力,并提出政策建议。【方法】基于GAEZ评估4种主要粮食作物的潜在单产,结合其现实种植面积计算粮食生产和增产潜力,并采用VAR模型和分项估算法预测我国未来30年粮食需求量,在此基础上分析粮食保障能力。【结果】2020—2050年,我国稻谷、小麦、玉米和大豆仍有1.08亿t(51.30%)、0.48亿t(36.05%)、2.33亿t(89.16%)和0.25亿t(153.75%)的增产潜力,总体的粮食增产潜力达4.42亿t(66.56%),其中粮食主产区的增产潜力占74%。稻谷和小麦的需求量预计在2035年达到峰值2.16和1.43亿t,玉米和大豆需求量预计在2045年达到峰值3.38和1.39亿t,粮食总需求预计在2040年达到峰值9.02亿t。【结论】未来30年,我国完全有能力确保“口粮绝对安全、谷物基本自给”,也有能力将大豆自给率提升至30%,关键是需从后备耕地资源开发、高标准基本农田建设、农业科技研发和推广、农村土地流转引导和优化等方面充分挖掘粮食增产潜力。     

基于LMDI分解模型的中国粮食主产区增产格局及贡献因素研究

深入分析中国13个粮食主产省份的增产空间格局、作物结构、贡献因素,为维系其增长态势、优化粮食生产布局、调整种植结构,实现主产区粮食稳步增产提供决策依据。运用LMDI分解模型和GIS空间分析法,将主产区粮食总产量分解为播种面积和作物单产2种因素,分析其增产格局及增产贡献因素。从主产区粮食增产量的空间分布来看：北方主产区优于南方主产区,粮食增产重心呈现出较为明显的北移趋势;增产结构上看,玉米为主要贡献品种,其次为小麦,稻谷贡献率最低;主产区粮食增产贡献因素来看,单产的贡献率高于播面的贡献率,且空间差异明显。分作物看稻谷和玉米的播种面积效应为正值,玉米大于稻谷,小麦的播种面积效应产生负向影响;3种作物的单产效应均为正值,小麦的单产效应最为显著,小麦>稻谷>玉米。面积增加和单产提高都对主产区粮食产量增加产生了积极的贡献。对于主要依靠播面增加来提高产量的地区,应调整种植结构,合理轮作,挖掘优势作物,增加农业技术推广,提高土地产出;对于单产贡献显著的地区,要发展特色产业优势区,形成集群化发展,在生产、流通、销售环节提供全方位的服务,防止增产不增收的现象发生。     

湖南粮食增产制约因素与潜力分析

以2001～2010年《湖南农村统计年鉴》为数据来源,分析了湖南未来粮食增产的主要制约因素,包括农业自然资源约束加大、种粮效益低、农业劳动力"量"与"质"同降、农业自然灾害频繁、农田生态环境恶化、农业基础设施薄弱,提出了增产潜力主要在于农业科技进步、作物结构调整、中低产区耕地改良、防灾减灾、改善灌溉条件、提高农机化水平等方面。     

我国启动粮食增产计划

3月18日的国务院常务会议决定，2011年开展全国粮食稳定增产行动。以粮食主产省和非主产省的主产县为重点地区，以增加重要紧缺品种供给和推广落实防灾减灾增产关键技术为重点。力争粮食播种面积稳定在去年水平，实现夏粮丰收、早稻增产、秋粮稳定，全国粮食产量在5000亿千克以上。在严格耕地保护的前提下，推进耕作制度改革和规模化种植。引导农民扩大粳稻、玉米、杂粮等农作物生产。此外，加强农田水利和高标准农田建设。     

河北省粮食安全现状及草食家畜的节粮潜力

为了解河北省粮食安全现状以及草食家畜的节粮潜力,应用2008年河北省统计资料和相关文献的数据,计算了河北省粮食产量及消费量,并根据粗饲料产量,计算了河北省草食家畜的节粮潜力。结果表明：2008年河北省基本粮食需求占当年该省粮食总产量的45%,生猪和家禽饲养耗粮占粮食总产量的57%,粮食生产已不能满足粮食消费需求。加上工业用粮增加、人口增长、城镇化率上升和耕地面积减少,河北省粮食安全压力与日俱增。通过对河北省粗饲料供给量的统计和载畜量的计算,发现作物秸秆和饲草等粗饲料资源还有较大的开发空间。在粮食产量增幅有限的情况下,充分利用尚未开发的粗饲料资源发展草食家畜生产,每年可节约粮食近765万t,占河北省2008年粮食产量的26.32%,对缓解河北省粮食生产压力、优化城乡居民食物结构和确保粮食安全具有重要意义。     

长期施肥对砂姜黑土作物产量及土壤物理性质的影响

【目的】保持和提高土壤肥力,提升土壤生产力,是农业持续发展的重要内容。研究无机肥与牛粪、猪粪和小麦秸秆长期配合施用对砂姜黑土作物产量及土物理性质的影响,为培肥改良砂姜黑土、提升砂姜黑土生产力提供理论依据。【方法】利用1982年建立在安徽省蒙城县砂姜黑土上的长期定位试验,分析牛粪、猪粪、秸秆等不同有机物料与无机肥料配施对作物产量、土壤容重和土壤田间持水量的影响,评价有机物料与无机肥配施对砂姜黑土的培肥效果。【结果】长期不施肥处理的小麦、大豆产量持续下降,平均年降低分别为39.0和70.9 kg·hm^-2,25年后产量在极低水平波动。单施无机肥或无机肥与有机物料配施,小麦产量均呈逐年增高的趋势。无机肥和有机物料配施的处理与单施无机肥（NPK）处理相比均表现出增产效果,年均增产率在5%以上。不同有机物料处理间的增产效果是牛粪处理（NPK+CM）优于猪粪处理（NPK+PM）,而猪粪处理优于秸秆处理（NPK+S）。小麦、大豆产量年际间波动幅度较大,长期不施肥处理小麦产量变异系数（CV）最高,增施肥料可以降低CV,有机物料和无机肥配施的处理CV低于单施无机肥处理,牛粪处理CV最小。牛粪、猪粪、秸秆与无机肥料长期配合施用能降低砂姜黑土土壤容重,显著提高土壤田间持水量,小麦、大豆产量与土壤容重呈显著负相关,与土壤田间持水量呈显著正相关,有机物料与无机肥配施可以改善砂姜黑土不良的物理性状。【结论】长期均衡施用无机肥料或有机物料与无机肥配施均能提高土壤肥力水平,小麦产量呈逐年增高的趋势。有机物料与无机肥配施能提高作物产量,降低产量变异,增强产量稳定性,作物高产稳产;能改善砂姜黑土不良的物理性状,提高土壤肥力。有机物料与无机肥配施是安徽省砂姜黑土地区较为适宜的施肥模式。     

滴灌施肥中施氮量对两年蔬菜产量、氮素平衡及土壤硝态氮累积的影响

 【目的】研究滴灌施肥中传统施氮和减氮的处理对宁夏引黄灌区温棚两年蔬菜的产量、氮素平衡和硝态氮累积及淋洗状况的影响。【方法】试验于2004～2006年在宁夏引黄灌区日光温室条件下，以番茄-番茄-黄瓜-番茄四茬蔬菜为材料，研究滴灌施肥中的传统施氮和减氮两处理对宁夏引黄灌区温棚两年蔬菜的产量、氮素平衡和硝态氮累积及淋洗状况的影响。【结果】在前两茬传统施氮与增（减）氮两处理，对番茄的产量与吸氮量影响不大，在第三、四茬随着施氮量的下调，蔬菜果实产量、总吸氮量受到影响，第4茬番茄产量比第1茬下降了48.7～72.3 t•ha-1；不同施氮处理会造成对当季蔬菜收获后土壤表层0～30 cm NO3--N累积量高，在第4茬番茄收获后，在表层NO3--N累积量比第1茬下降了91.1%～92.2%，同时造成下茬蔬菜收获后土壤NO3--N累积量向下层运移，第2茬冬春茬番茄收获后，在60～90 cm土层NO3--N累积量比第1茬增加了105.4%～137.3%，在第3茬秋冬茬黄瓜收获后，90～120 cm土层NO3--N累积量比第1茬增加了4.8%～30.8%，而120 cm以下土层NO3--N累积变化不大；连续种植四茬蔬菜，有机肥也有向下淋失的可能。第4茬番茄收获后，在有机肥处理和有机肥后效处理中60～90 cm土层的NO3--N累积量比第2茬高22.7%；在黄瓜-番茄种植体系下，滴灌量及土壤表层水分含量对土壤溶液NO3--N含量有直接影响，表层土壤溶液中NO3--N有不断向下层淋洗的趋势，施氮量高的处理表现的更为明显；四茬蔬菜整个种植体系下氮素平衡，在氮素的总输入项中，以施氮量和灌溉水为主，总输入量随氮肥施用量的增加而增加，氮素输出项中以Nmin残留为主。【结论】在当地设施蔬菜滴灌施肥条件下，传统施氮量800 kg•ha-1过高并没有使当季蔬菜增产，造成当季蔬菜收获后土壤表层0～30 cm NO3--N累积量高，并对下茬蔬菜收获后有向下淋失的趋势影响，因此采取减量施氮是切实可行的。在有机肥和磷钾肥配施基础上，秋冬茬番茄氮肥推荐施用量在100～150 kg•ha-1、冬春茬番茄推荐施氮量在250～300 kg•ha-1、秋冬茬黄瓜氮肥推荐施用量在400～450 kg•ha-1。     

长期施肥下中国主要粮食作物产量的变化

 【目的】阐明长期不同施肥下中国主要粮食作物产量变化态势及其差异,为评价和建立长期施肥模式、促进粮食持续生产提供依据。【方法】对中国主要长期试验不施肥（CK）、施化肥（NPK）、化肥配施有机肥（NPKM）3个处理的玉米、小麦、水稻等粮食作物产量700多组数据进行整理和统计分析。【结果】长期不施肥的玉米和小麦产量总体上表现为极显著（P＜0.05）下降趋势,年下降量分别为110.9和33.4 kg?hm-2,而水稻产量基本保持稳定。施用化肥,玉米、小麦和水稻的产量均呈极显著（P＜0.01）下降趋势,年平均下降量分别为90.9、48.5和25.3 kg?hm-2。化肥配施有机肥,3种作物的产量随时间没有显著变化,均比较稳定,与NPK比较,玉米、小麦和水稻产量变异系数分别降低了8%、4%和3%。3种作物比较,小麦和玉米产量年际间变异较大,而水稻产量相对稳定。施肥的作物产量与不施肥的作物产量（反映土壤基础地力）呈极显著（P＜0.01）正相关,基础地力产量每增加一个单位,施肥产量增加量NPKM处理比NPK处理小0.12～0.31 kg?hm-2?a-1,表明长期施用化肥作物产量对基础地力的依赖程度高于化肥配施有机肥（NPKM）。【结论】中国农田长期不施肥或施用化肥的作物产量变化趋势为玉米和小麦下降,水稻基本稳定;化肥配施有机肥具有明显的增产和稳产效果,是农业生产可持续性的施肥模式。     

白菜-辣椒轮作中磷肥的产量效应及土壤磷积累研究

 采用田间肥料定位试验研究了白菜—辣椒轮作中磷肥在蔬菜上的产量效应、土壤中磷的积累状况及磷肥的经济安全用量等。结果表明，施用磷肥显著增加了白菜和辣椒的产量，磷肥在白菜和辣椒上的产量效应符合二次式＋平台模式，磷肥在白菜和辣椒上最高产量用量为186.71 kg•hm-2, 339.00 kg•hm-2。随磷用量的增加白菜和辣椒的植株全磷量、0～20cm土壤全磷及Olsen-P均显著增加，大量施用磷肥导致蔬菜对磷的奢侈吸收。磷肥在白菜和辣椒上的经济安全用量不宜超过112.5 kg•hm-2和225.0 kg•hm-2。连续2茬施用P 450.0 kg•hm-2、675.0 kg•hm-2的土壤上种植白菜，施用磷肥无显著增产效应。     

施氮量对超高产夏玉米产量与氮素吸收及土壤硝态氮的影响

【目的】探讨超高产夏玉米（≥12 000 kg•hm-2）节肥增效的适宜氮肥用量。【方法】在夏玉米超高产区连续两年田间试验,研究不同氮肥用量对超高产夏玉米产量、氮代谢、氮素积累、氮肥效率及土壤硝态氮的影响。【结果】超高产区夏玉米施用氮肥两年增产幅度分别为6.76%—9.62%和5.21%—9.80%,夏玉米产量随氮肥用量增加呈先增加后降低趋势,以施氮量300 kg•hm-2产量和收益最佳,经济最佳施氮量为255.40 kg•hm-2;施氮量300 kg•hm-2有利于提高硝酸还原酶和蔗糖磷酸合成酶的活性,促进氮素吸收积累,可维持土壤硝态氮平衡,其氮肥利用率和农学效率两年平均值分别为16.12%和3.69 kg•kg-1。【结论】综合产量、收益、氮素吸收、氮肥利用效率及土壤氮素平衡等方面考虑,豫北地区黏壤质潮土超高产夏玉米合理的氮肥用量为255—300 kg•hm-2。     

水稻-油菜轮作条件下氮肥效应及其后效

【目的】从周年轮作的角度分析了氮肥施用对水稻-油菜轮作体系中作物产量、氮素吸收量、肥料利用率的影响以及水稻季施用氮肥在油菜季的后效特点,比较和明确不同施肥处理下水稻-油菜轮作体系经济效益的差异。【方法】2010-2011年在湖北省洪湖市布置前茬水稻不同氮肥用量以及后茬油菜裂区施氮和不施氮两个副区的田间试验,研究了不同施氮条件下水稻和油菜的产量、氮素吸收量和氮肥利用率。根据试验结果分析稻油轮作系统氮肥后效及经济效应。【结果】由于氮肥用量和分配的不同,作物产量、氮肥利用率和经济效应表现出明显地差异,水稻季施氮165 kgN•hm-2产量最高,氮肥利用率最大;水稻季施用的氮肥具有明显的后效,显著增加油菜产量107-644 kg•hm-2,氮素吸收量增加3.9-35.2 kg•hm-2,相当于油菜季施氮5-33 kgN•hm-2的增产效果。氮肥的后效与施氮量成正比,虽然水稻季高氮处理增加氮肥后效,但是降低了水稻产量、当季氮肥利用率以及经济效益。本试验条件下,水稻季和油菜季施氮量均为165 kgN•hm-2时,经济效益最高。【结论】合理的氮肥施用能明显提高水稻和油菜的产量,在整个周年水旱轮作中水稻季氮肥具有一定的后效,油菜生长季应该在充分考虑前茬水稻氮肥后效的基础上进行优化推荐施用。     

模拟降雨量下沟垄微型集雨种植玉米的水温效应

 【目的】探明沟垄微型集雨种植（垄体覆膜沟内种植）适宜的降雨量范围,为确定合理的微型集雨种植模式提供科学依据。【方法】在夏玉米生长期,人工模拟大、中、小3种降雨量（440、340和230 mm）,定期测定传统平作（T1）和沟垄微型集雨种植（T2）条件下土壤水分和耕层地温,并分析了农田水分利用效率（water use efficiency,WUE）。【结果】在玉米全生育期230、340和440 mm降雨量下,沟垄微型集雨种植农田200 cm土层平均储水量分别较平作（平作不起垄不覆膜）增加了2.3％、5.2％和4.5％,耕层0～5 cm平均地温分别增加了1.2、1.1和1.0℃。在全生育期230 mm和340 mm雨量下,WUE 较平作分别增加7 kg•ha-1•mm-1和3.1 kg•ha-1•mm-1,提高了61.24％和26.90％;当全生育期降雨量为440 mm时,沟垄微型集雨种植和平作的WUE分别为16.55 kg•ha-1•mm-1和17.46 kg•ha-1•mm-1,差异不显著。【结论】在夏玉米生育期降雨量为230 mm到340 mm雨量范围,沟垄微型集雨种植能明显改善玉米的水温条件,提高WUE。     

中国氮肥发展、贡献和挑战

【目的】氮素是生命活动的必需元素,也是生态系统变化的主要因子。定量氮素的来源和贡献,并确定未来的发展方向是协调中国资源、环境与粮食安全的重要内容。【方法】通过食物链模型分析中国陆地生态系统中氮素来源的构成、特点和变化,以及氮素投入变化对农业生产、人体营养改善的贡献,并通过国内外综合比较提出了未来中国氮素管理的重点方向。【结果】中国已是世界上最大的氮肥生产和消费国,对近二十年全球氮肥产用量增长的贡献达61%和52%。氮肥已占中国陆地生态系统氮素输入量的72%,中国人蛋白质消费量中有56%来自于氮肥,氮肥等新技术的增产作用相当于将人均耕地面积从0.08 hm2提高到了0.52 hm2,扩大了6.5倍,这是中国以全球10%的土地资源、21%的灌溉面积养活20%的人口并不断提高生活水平的关键。但目前中国氮肥生产量超过了消费量、而消费量超过作物最高产量需求量,农业系统中的氮肥盈余量已经达到175 kg•hm-2,成为环境污染因子。【结论】中国需要尽快转变发展方式,从鼓励施肥转向控制施肥,以同时实现增产和环保;从满足化肥供应数量转向提高质量,加强节能和产品优化工作;从单一促进农业管理转向能源、农业和环境管理的同步。     

水稻-油菜轮作条件下磷肥效应研究

【目的】采用田间裂区试验研究不同磷肥用量对水稻-油菜轮作体系中作物产量、磷素吸收量以及磷肥当季利用率和残留利用率的影响,评估水稻季不同磷肥用量对油菜的后效大小,探讨周年轮作内磷肥的分配,为水稻-油菜周年轮作体系下油菜季磷肥管理提供科学依据。【方法】采用水稻-油菜周年轮作田间试验,前季水稻包含4个不同的磷肥水平,分别为P0（0 kg P2O5•hm-2）、P30（30 kg P2O5•hm-2）、P60（60 kg P2O5•hm-2）和P90（90 kg P2O5•hm-2）,后季油菜在水稻季试验基础上采用裂区试验,每个小区裂区为施磷（60 kg P2O5•hm-2）和不施磷（0 kg P2O5•hm-2）2个副区,研究不同施磷条件下水稻-油菜轮作体系中作物产量、磷素吸收量、磷肥当季利用率和残留利用率,以及水稻季不同磷肥用量对后季油菜产量和磷素吸收量的影响,并引入“后效磷量”的概念评估水稻季磷肥后效。【结果】水稻季施磷60 kg P2O5•hm-2时水稻产量最高,磷肥当季利用率最大,分别为9 694 kg•hm-2和19.2%,施磷不足或者过量均会降低油菜的产量和磷肥当季利用率。与油菜季不施磷处理相比,油菜当季施磷60 kg P2O5•hm-2显著增加油菜干物质量765-1 195 kg•hm-2,其中油菜籽增产427-503 kg•hm-2;油菜产量和磷素吸收量也受到水稻季磷肥用量的影响,水稻季施用磷肥后季油菜干物质量显著增加212-816 kg•hm-2,其中油菜籽粒增产136-409 kg•hm-2,磷素吸收量增加0.4-4.9 kg•hm-2。水稻季残留在土壤中磷肥可以供后季油菜吸收利用,增加油菜当季磷肥的农学效率和磷肥贡献率,具有明显的后效。水稻季磷肥当季利用率16.3%-19.2%,残留利用率为5.4%-7.3%,累积利用率为21.8%-25.6%,磷肥的后效与磷肥用量显著正相关,水稻季磷肥后效相当于油菜当季施磷2-9 kg P2O5•hm-2的增产效果。水稻季磷肥后效也受到油菜季磷肥用量的影响,油菜季施磷处理水稻磷肥对油菜磷素吸收增加作用低于油菜季不施磷处理。【结论】在水稻-油菜轮作体系中,合理的施用磷肥能明显提高两季作物的产量、养分吸收量和肥料利用率,水稻季施用的磷肥残留在土壤中可以被后季作物吸收利用,显著地增加油菜的产量和磷素吸收量,对后季油菜具有明显的后效,其后效的大小与施磷量显著正相关。因此在水旱轮作体系中,在兼顾“重旱轻水”的磷肥管理策略下,油菜季应该充分考虑前茬作物水稻季磷肥后效的基础上进行优化磷肥管理。