论文部分内容阅读
东北黑土区是我国重要的商品粮基地。深厚的土壤肥力，尤其是有机质的含量较高，是东北黑土区产量高的主要原因，但是广大的东北黑土区目前正面临水土流失、土壤侵蚀及污染等问题，土壤肥力已有所下降。为研究影响土壤肥力的自然和人为因素，以及如何有效施肥提高产量，本文通过统计资料分析、田间试验、大田调查等方法，分析研究区目前土壤肥力现状及其影响因素对作物产量的影响，进而提出以增产、增收、以及维持土地资源可持续利用为目标的最佳施肥水平，为科学进行农业生产，日后进一步进行精准农业的研究提供参考。主要结论如下：
1.研究区黑土供氮量平均63.28kg/ha；供磷量平均为50.15kg/ha:供钾量平均为110.39kg/ha，供肥能力在全国处于中等水平，供肥量随土壤肥力的降低而降低。氮肥利用率平均为15.99％，磷肥利用率平均为5.12％，钾肥利用率平均为78.79％，氮肥、磷肥利用率明显较低，而钾肥利用率则比较高，这与肥料自身特点、作物需肥特征等有关。
2.为评价土壤肥力，采用主成分方法，利用有机质、碱解氮、速效钾、砂粒含量、粘粒含量、pH6个指标，以累积贡献率大于90％为原则，选取前四个主成分，建立了多指标加权综合指数，并将-1.05和0.80作为不同肥力界限：综合指数小于-1.05的为低肥力水平，综合指数在-1.05和0.80之间的为中肥力水平，综合指数大于0.80为高肥力水平。在不同的肥力水平下，综合指数与产量具有不同的回归关系：在低、中、高肥力水平下，指数对产量的决定系数分别为0.6717、0.06、0.6447，表明在低、高肥力水平下，土壤肥力与产量间的关系较为密切。多指标加权综合指数能够很好地表征土壤肥力，可作为评价土壤肥料的综合指标。
3.各农场的肥力水平高低不同，在各农场内部，土壤肥力较高的地块多数分布于坡上，而土壤肥力较低地块多数分布于坡下。各农场肥力变化也不尽相同，各农场土壤肥力的标准差与平均值之比与地块平均海拔有较大相关性，相关系数为0.54。
4.研究区地块土壤肥力越高，施肥量则越低。纯肥总量低于91.89 kg/ha的为低施肥水平，纯肥总量在91.89 kg/ha和118.66kg/ha之间的为中施肥水平，纯肥总量大于l18.66kg/ha为高施肥水平。研究区半数农场的施肥水平高于研究区平均水平。研究区目前施肥水平与东北地区平均施肥水平相当，但只有全国平均施肥水平的一半左右。研究区施肥水平有逐年增加趋势，施肥总量、氮、磷、钾肥的平均变化率依次降低，并且20世纪80年代、90年代、21世纪的平均施肥水平逐渐增加，但2000以后施肥增加量减小。各农场内有相同的施肥变化趋势。
5.研究区单产水平有显著逐年增加趋势，九三分局平均单产、80年代单产、90年代单产均呈现正变化率，分别为55.25、57.20、14.93，21世纪单产则呈现负变化率，为-46.18，20世纪80年代、90年代、21世纪的平均单产逐渐增加，但2000以后增加幅度减小。各农场内有相同的产量变化趋势。
6.研究区纯肥总量与单产均有较显著的相关性，年代间纯肥总量与产量呈正比，纯肥增长与产量增长也称正比。研究区大豆单产的主要影响因素为施肥总量、氮肥、磷肥的水平，钾肥影响不显著。各农场施肥与产量间也有相同的关系。在低、中、高肥力水平下，大豆产量对施肥的响应不同，施肥对大豆的决定系数分别为为0.88、0.16、0.05，表明研究区大豆在低肥力水平下施肥的增产效果明显。
7.利用正交试验，得到最佳产量为2774.62 kg/ha，对应最佳施肥水平为纯氮103.85 kg/ha，纯磷65.64kg/ha，纯钾38.47kg/ha，氮、磷、钾配比为1:0.63:0.37;最佳利润为8128.80元/ha，对应最佳施肥水平为纯氮90.16 kg/ha，纯磷47.84 kg/ha，纯钾29.57kg/ha，氮、磷、钾配比为1:0.53:0.33。研究区当前氮肥、钾肥用量不足，磷肥则需要进行小幅调整。研究区平均增产潜力为605.51 kg/ha，增产百分比达27.92％，平均增收潜力为1716.40元/ha，增收百分比为26.77％。研究区总体增产、增收潜力较大。