中國三大糧食作物氮肥利用率的時空變異特征.pdf

1、我國自70年代開始大量生產(chǎn)和施用化肥，促使我國糧食產(chǎn)量不斷攀升的同時，也造成了諸如土壤酸化、水體污染、大氣污染等一系列問題。水稻、小麥、玉米作為我國三大糧食作物，對保證我國糧食安全起著極其重要的作用。施用化學氮肥是確保糧食作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的必要條件和重要前提，所以糧食作物化學氮肥的施用量和利用率狀況一直是農(nóng)業(yè)科學領域關注的一個重要課題。本研究通過資料搜集、數(shù)據(jù)整理和分析，探索中國過去幾十年三大糧食作物各種植區(qū)化學氮肥的單位氮肥施用量(app

2、licationrate，AR)和回收利用率(recoveryefficiency，RE)、農(nóng)學利用率(agronomicefficiency，AE)、偏生產(chǎn)力(partialfactorproductivity，PFP)的變異特征。本研究主要得出以下結論:
　　在過去幾十年間，小麥、玉米、水稻三大糧食作物全國平均AR基本都呈增長趨勢，氮肥利用率指標基本也都呈下降趨勢，不同的作物AR和氮肥利用率時空變異特征各有不同。
　　玉

3、米玉米在過去的幾十年間，全國平均AR總體呈增長趨勢，從1970s的93.3kg·hm-2持續(xù)增長至21世紀初的238.2kg·hm2;RE扣AE均呈下降趨勢，分別從1970s的42.1％和17.0kg·kg-1下降至21世紀初的26.4％和9.5kg·kg-1;PFP在各個時期比較穩(wěn)定，基本維持在40.0kg·kg-1這一水平。在全國各玉米種植區(qū)內(nèi)，北方春播玉米區(qū)的AR各時期均較其他各區(qū)低且增速緩慢，AE和RE則偏高;黃淮海平原春夏播玉

4、米區(qū)的AR增速同全國平均增速基本持平，較全國略高，AE和RE較全國低。另外，本研究還證實平衡施肥、使用氮高效品種以及優(yōu)化農(nóng)業(yè)管理等舉措可成為提高我國氮肥利用率、減少資源浪費和減輕環(huán)境污染的有效途徑。
　　小麥中國小麥種植中全國平均AR在過去幾十年間也保持持續(xù)增長趨勢。從20世紀70年代的103.3kg·hm-2，持續(xù)增加至2000-2010年間的226.8kg·hm-2。氮肥利用率的各項指標均呈下降趨勢，全國平均RE、AE和PEP

5、從70年代的39.9％、15.5kg·kg-1和38.1kg·kg-1持續(xù)下降至下2000-2010年間的28.7％、7.9kg·kg-1和28.2kg·kg-1左右。各小麥種植區(qū)AR基本也都呈增加趨勢，春麥區(qū)較冬麥區(qū)AR低，且增加緩慢。冬麥區(qū)中的黃淮秋冬播麥區(qū)和長江中下游秋冬播麥區(qū)，AR較大且持續(xù)增加;而西南冬秋播麥區(qū)氮肥投入比較少，且增速緩慢。各種植區(qū)氮肥利用率指標基本也都呈下降趨勢。春播麥區(qū)氮肥利用率一般比較高，但下降速率比較大，

6、而冬秋播麥區(qū)，氮肥回收利用率比較低，而農(nóng)學和偏生產(chǎn)力則處于中等水平。
　　水稻水稻全國平均AR在21世紀之前呈持續(xù)增加趨勢，1990-2000年間即已達到178kg·hm-2這一較高水平，進入21世紀之后，增加趨勢變得平緩，只有約10kg·hm-2的增加量。氮肥利用率各指標中，全國平均RE呈持續(xù)緩慢下降趨勢且1990-2000和2000-2010年間幾乎無差別;全國平均AE在1970-2000年間從14kg·kg-1，持續(xù)下降至1

7、0.9kg·kg-1，進入21世紀之后，下降趨勢逆轉，回升至12.3kg·kg-1，PFP在1980-1990年間有所下降，之后保持40kg·kg-1這一穩(wěn)定水平。各水稻種植區(qū)，東北早熟單季稻稻作區(qū)氮肥投入較低，該區(qū)氮肥RE、AE和PFP均領先全國其他種植區(qū)。華中單雙季稻稻作區(qū)是水稻優(yōu)勢種植區(qū)，氮肥投入在早期較高，之后增速緩慢，該區(qū)管理水平較為先進，使得該種植區(qū)氮肥利用率處于中等水平。長江中下游平均單雙季稻亞區(qū)生產(chǎn)水平比較高，氮肥投入偏