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为明确陕西省养分资源利用现状,实现区域养分资源高效利用,本研究利用陕西省测土配方施肥项目数据和20世纪80年代陕西省第二次土壤普查资料,对陕西省耕层土壤养分现状及变化、化肥肥效以及主要种植体系养分平衡状况进行了分析;根据测土配方施肥项目田间肥效试验结果建立了针对不同生态区域、不同农作物的土壤养分丰缺指标和推荐施肥指标体系,并利用三区示范试验结果对推荐施肥效果进行了评估;同时利用2011-2012年在全省范围内开展的肥料利用率测算试验,进一步分析了陕西省主要农作物氮、磷、钾肥利用率现状。主要结论如下:(1)当前陕西省土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量分别为14.3 g/kg、0.90 g/kg、69.0mg/kg、18.5 mg/kg和148.4 mg/kg,与20世纪80年代相比,分别提高了33.2%、22.6%、40.7%、176.1%和6.8%。过去20多年,各区域土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷含量均不同程度的增加,而速效钾含量各区域有增有减。两个时期土壤有机质、全氮和碱解氮含量均表现为从北向南依次增加。20世纪80年代有效磷和速效钾含量分别以陕南秦巴山区和渭北旱塬区最高,为8.4 mg/kg和161.1 mg/kg;当前则均以关中灌区最高,分别为26.4 mg/kg和170.4 mg/kg。(2)施用氮、磷、钾肥全省小麦平均增产43.0%、21.1%和13.8%,增收2334、1305和872 yuan/hm2;玉米增产43.6%、18.0%和13.0%,增收3142、1759和1175 yuan/hm2;水稻增产45.1%、12.3%和12.4%,增收3536、1176和1106 yuan/hm2;油菜增产91.8%、23.8%和16.3%,增收3879、1457和992 yuan/hm2;苹果增产39.5%、20.3%和18.3%,增收41598、25748和27008 yuan/hm2。全省小麦氮、磷、钾肥农学效率平均分别为9.6、9.6和10.2 kg/kg,玉米为10.2、14.1和11.7 kg/kg,水稻为18.2、15.3和13.1 kg/kg,油菜为7.9、6.5和5.8 kg/kg,苹果为19.8、18.6和22.4 kg/kg。除水稻施用磷、钾肥的增产、增收效果基本一致以及苹果钾肥经济收益高于磷肥外,陕西省主要农作物氮、磷、钾肥增产、增收效果均表现为氮肥>磷肥>钾肥。与20世纪80年代相比,当前生产条件下,平衡施用氮磷钾肥(N+P2O5+K2O)增产效果更加显著。(3)陕西省氮、磷、钾肥对小麦增产贡献率平均分别为27.4%、16.3%和11.4%,玉米为27.2%、14.4%和10.8%,水稻为29.5%、10.7%和10.8%,油菜为44.7%、18.0%和13.4%,苹果为23.4%、14.9%和12.1%。除磷、钾肥对水稻产量的贡献率基本一致外,陕西省主要农作物氮、磷、钾肥贡献率均表现为氮肥>磷肥>钾肥。全省小麦、玉米、水稻、油菜和苹果产量地力贡献率平均分别为61.5%、62.6%、65.0%、46.4%和71.0%。当前农业生产中,地力贡献仍然占主导因素。土壤肥力对氮、磷、钾肥肥效具有极显著影响,投肥于中、低肥力土壤既能实现养分高效利用又能获得较大经济效益。(4)陕西省各区域小麦、玉米、水稻、油菜和苹果五大种植体系氮、磷均处于盈余状态,全省氮素盈余量平均分别为69、114、55、78和477 kg/hm2,磷素盈余量平均分别为64、24、20、16和285 kg/hm2。不同区域各种植体系氮素盈余量均大大超出了合理盈余范围,应减少陕西省各区域各种植体系氮肥投入量。除苹果外,陕西省小麦、玉米、水稻和油菜种植体系钾素均处于亏损状态,平均亏损量分别为114、113、96和151 kg/hm2。除水稻钾素实际亏损率在允许亏损范围内,小麦、玉米和油菜种植体系各区域钾素亏损量均大大超出了合理亏损范围,应增加小麦、玉米和油菜种植体系的钾肥投入量。(5)以相对产量70%、80%、90%和95%为标准划分土壤养分丰缺指标,并利用一元二次模型对各试验点施肥量与产量关系进行模拟,确定各试验点最佳经济产量施肥量,最终建立了关中灌区冬小麦基于土壤碱解氮、有效磷和速效钾测定值的氮、磷、钾推荐施肥模型,确定了不同肥力水平下的推荐施肥量。与原有指标相比,当前土壤速效养分丰缺临界值明显提高,推荐施肥指标呈现出减氮、磷,增钾的特点。(6)与农民习惯施肥相比,小麦、玉米、水稻、油菜和苹果配方施肥分别平均增产653、908、703、341和3232 kg/hm2,增产率分别为13.2%、13.2%、8.7%、15.7%和12.2%,分别节本增收1063、1233、757、1086和15841 yuan/hm2,肥料贡献率分别提高了8.1、8.2、5.2、7.1和8.3个百分点,每kg肥料增产量分别提高了1.5、1.1、0.5、0.6和2.8 kg。通过合理施肥全省小麦、玉米、水稻、油菜和苹果可分别增产74.2、106.9、8.5、6.9和201.4万吨,共增收128.4亿元。测土配方施肥是实现农业增产、农民增收、肥料高效利用的重要技术措施。(7)配方施肥条件下,陕西省冬小麦氮、磷、钾肥当季利用率平均分别为31%、9%和32%,春玉米为26%、13%和31%,夏玉米为31%、12%和45%,水稻为37%、13%和41%,油菜为33%、12%和37%。除春玉米配方施肥条件下磷肥利用率略低于常规施肥外,与常规施肥相比,陕西省主要农作物配方施肥氮、磷、钾肥利用率分别提高了0.7-9.1、0.9-3.3和0.8-7.9个百分点。合理配施氮、磷、钾肥能有效提高肥料利用效率,降低环境风险。陕西省三大粮食作物(小麦、玉米、水稻)氮、磷、钾肥当季平均利用率分别为31%、11%和36%,较当前国家平均水平分别低2、13和6个百分点。