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中国主要粮食作物磷肥偏生产力时空演变特征及驱动因素

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[目的]中国旱地及水旱轮作区经过长久以来多种施肥模式的调整,各区域土壤磷素状况变异较大,探讨各区域土壤磷肥盈亏量和作物磷肥偏生产力的时空演变及主要驱动因素,为维持土壤磷素表观平衡和磷肥的科学管理提供理论指导.[方法]以农业农村部1988—2019年在全国旱地及水旱轮作区开展的长期监测数据库为基础,分析东北、华北、长江中游、长三角、西南和西北6个区域(共829个监测点)三大粮食作物(小麦、玉米和水稻)磷肥施用量、磷肥偏生产力和土壤磷素盈亏量的时空变化,确定各区域不同作物的适宜磷肥施用量.[结果]全国旱地及水旱轮作区小麦、玉米、水稻季磷肥施用量和磷肥偏生产力平均分别为137.7、109.2、75.13 kg/hm2和61.99、130.1、158.9 kg/kg,其中西北区小麦、玉米季磷肥施用量和磷素盈余量均为最高,分别为213.7、184.0 kg/hm2和157.9、51.55 kg/hm2,磷素盈余量分别占磷素施用量的73.9％和28.0％.东北、华北和长三角区玉米季土壤处于磷素亏缺状态,亏缺量分别为25.29、11.38和14.57 kg/hm2,长三角和西南区水稻季土壤处于磷平衡状态.近30年,东北、华北和长江中游作物磷肥偏生产力随施肥年限的延长呈显著增加趋势,并在2013年后趋于稳定,长三角和西南作物磷肥偏生产力呈先降低后增加的趋势.西北区磷肥偏生产力则在施肥30年间持续升高.磷素盈余量的区域差异和磷肥偏生产力的时空变异主要受到磷肥施用量和作物类别的影响,此外,土壤类型、有机质含量和种植制度分别是东北、长江中游和西北磷素盈余量和磷肥偏生产力的主要影响因素.[结论]各区域小麦季过量磷肥投入均造成大量磷素盈余,玉米和水稻季全国平均处于磷平衡状态,磷素盈余和磷肥偏生产力的时间变化及驱动因素存在显著的区域性差异.综合考虑磷肥偏生产力和各区域的驱动因素,建议华北、长江中游、长三角、西南和西北小麦季推荐磷肥施用量分别为64.42、37.59、60.11、35.22和53.55 kg/hm2;东北、华北、长江中游、长三角、西南和西北玉米季磷肥推荐施用量分别为129.5、97.11、83.85、80.60、80.09和131.9 kg/hm2;长江中游、长三角和西南水旱轮作区水稻季磷肥推荐施用量分别为62.12、76.32和64.03 kg/hm2.
Spatial-temporal evolution characteristics and driving factors of partial phosphorus productivity in major grain crops in China

都江雪、韩天富、曲潇林、马常宝、柳开楼、黄晶、申哲、张璐、刘立生、谢建华、张会民

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中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室,北京 100081

农业农村部耕地质量监测保护中心,北京 100125

江西省红壤研究所/国家红壤改良工程技术研究中心,南昌 330046

中国农业科学院祁阳农田生态系统国家野外试验站,湖南祁阳 426182

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旱地及水旱轮作 磷素盈余 磷肥偏生产力 驱动因素 磷肥推荐用量

国家自然科学基金国家重点研发计划中央级公益性科研院所基本科研业务费专项江西省博士科研基金

416713012016YFD0300901161032019035HRBS04

2022

10.11674/zwyf.2021398

植物营养与肥料学报
中国植物营养与肥料学会

植物营养与肥料学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：2.331
ISSN：1008-505X
年,卷(期)：2022.28(2)
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