我国不同区域粮食作物产量对有机肥施用的响应差异

导   读

探明全国不同气候、土壤和作物类型条件下，化肥配施有机肥对产量的影响及其增产效果的主控因素，可为粮食增产和有机肥的合理施用提供重要的理论依据。

来源：《农业资源与环境学报》2021 年 01 期

作者：任科宇1，徐明岗1，张露1,2，段英华1*，王伯仁1,3*

单位：1. 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；2. 吉林农业大学资源与环境学院；3. 祁阳农田生态系统国家野外试验站

转载自农业环境科学公号（2021年1月20日）

摘   要

探明全国不同气候、土壤和作物类型条件下，化肥配施有机肥对产量的影响及其增产效果的主控因素，可为粮食增产和有机肥的合理施用提供重要的理论依据。

本研究通过收集109 篇已公开发表的文献，建立了包含不施肥（CK）、单施化肥（NPK）和化肥配施有机肥（NPKM）处理的402 组作物产量的数据库。

采用整合分析（Meta-analysis）方法分析了不同施肥处理对小麦、玉米和水稻产量的影响，以及不同土壤性质和气候条件下有机肥的增产差异；采用随机森林（Random forest）方法量化土壤和气候因素对有机肥增产效果影响的重要度。全国来看，与NPK 相比，NPKM 处理下作物的产量平均增幅4.7%，其中小麦、玉米和水稻的增产率分别为5.6%、7.6%和4.5%；作物的平均增产率在西北地区最高，东北和华北地区次之，南方和华东地区较低。配施有机肥对产量的提升作用在我国温带大陆性气候区和温带季风性气候区显著高于亚热带季风性气候区，其中年降雨量是影响小麦和水稻产量对有机肥响应的主要因素，年均温和无霜期是影响玉米产量对有机肥响应的主要因素。有机质和全氮含量是土壤性状中影响有机肥增产效果的主要因素，其中土壤有机质和全氮含量越低，配施有机肥后产量的增幅越高。

总的来说，化肥配施有机肥可显著提高作物的产量，尤其在低温少雨、土壤养分含量较低的地区，可通过化肥配施有机肥来进行增产促产。

结论 

（1）总体来说，相对于单施化肥，配施有机肥后我国粮食作物产量平均增幅约4.7%，但作物和区域间存在一定的差异。增产率在作物间表现为：玉米>小麦>水稻；在区域间表现为：西北>东北、华北>南方>华东。

（2）对于小麦和水稻，降雨量是影响有机肥增产效果的主要因素；对于玉米，无霜期和年均温是影响有机肥增产效果的主要因素。

（3）在土壤有机质含量低于20 g·kg^-1、全氮含量低于1 g·kg^-1 的地区，应考虑通过施用有机肥来提高土壤综合生产能力。