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本论文采用大量宏观农户调查与多年、多点不同区域主栽作物田间肥料效应试验相结合的方法,基于2004-2006年和2014-2016年两个时间段共计3602个农户施肥状况的调查,研究我国农户复合肥施用现状与变化,并结合宏观统计数据分析研究复合肥行业的发展方向。通过2001-2006年和2008-2014年两个时间段的293个田间肥料试验,对不同工艺复合肥进行农业效果评价;通过2002-2006年和2012-2016年两个时间段,共计761个田间肥料试验,分析研究肥料在主栽作物上的产量效应与变化、农学效率年际变化规律;基于肥料在作物上的产量效应,进而优化企业复合肥配方和配套科学施肥技术、提出减量施肥建议,分析研究中、微量营养元素在主栽作物上的产量效应,指导复合肥生产中的中微量元素添加。主要研究结果如下:1、基于大量的农户施肥调查,明确我国主要作物施肥氮、磷、钾复合化率平均为69.5%、92.1%、84.3%。农户习惯施肥现状为:粮食作物玉米、小麦、水稻施肥N:P2O5:K2O平均为1:0.36:0.30,经济作物蔬菜和果树氮、磷、钾施肥养分投入比例平均为 1:0.75:1.07。通过宏观统计数据分析发现,1997-2016年我国复合肥施用量由798.1万吨增长至2207.1万吨,年均增长70.4万吨,但近年来复合肥施用量年增长率呈下降趋势,2008年以后,增长率由2008年的7.0%下降到2016年的1.4%。2、由于不同工艺国产复合肥理化性质差异,其产量效应也不同。2008-2014年:不同复合肥处理和混配肥在东北春玉米上差异不显著;冬小麦上硝氨、氢钾、高塔复合肥及混配肥处理显著高于团粒复合肥处理;在夏玉米上硝氨、高塔和氢钾复合肥处理间差异不显著,三者显著高于混配、团粒、缓释复合肥处理;在东北水稻上缓释肥处理显著低于其他复合肥处理,其他复合肥处理间差异不显著;在华南水稻上混配、高塔、团粒工艺处理的水稻产量显著高于其他复合肥处理;在叶菜类蔬菜上,高塔复合肥处理较习惯施肥增产率高于30%的频度为88.4%;在果菜类蔬菜上,硝氨复合肥处理增产率高于30%的试验频度为86.1%,高于其他肥料。3、随着复合肥的广泛施用以及施肥养分投入量的提高,土壤供肥能力和施肥的农学效率也发生改变。在东北春玉米上,14年土壤地力产量年均增加6.1%,施肥的农学效率由2003年的15.5 kg·kg-1下降至2016年的8.1 kg·kg-1;在华北冬小麦上,14年土壤地力产量年均增加1.6%,施肥农学效率由2002年的9.0kg·kg-1下降至2016年的6.5kg·kg-1,冬小麦高产土壤养分限制因子为氮>磷>钾;在华北夏玉米上,14年土壤地力产量年均增加2.9%,施肥农学效率总体上呈先增后减趋势,2002年9.4 kg·kg-1,2010最高为13.1 kg·kg-1,之后逐年下降至2016年的11.1 kg·kg-1;在华南水稻上,2002-2016年土壤供肥能力相对稳定,土壤地力产量无明显变化,2004-2016年农学效率呈下降趋势,但幅度较小,2007年后施肥农学效率稳定在10kg·kg-1左右。4、随着土壤供肥能力和施肥农学效率的改变,作物施肥的产量效应也发生变化,直接影响到复合肥配方的优化与调整。基于肥料效应函数计算出2002-2006年和2012-2016年两个时间段春玉米、冬小麦、夏玉米和华南早稻最高产量时氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）平均用量;在此基础上,应用施肥产量效应田间校验法,根据16组田间试验结果优化的2006年春玉米复合肥配方N-P205-K20为18-14-14,2016年为28-8-10;根据24组田间试验结果,提出2006年冬小麦区域优化配方N-P2O5-K20为18-18-6,2016年优化配方为18-20-4;根据18组田间试验结果将夏玉米2005复合肥配方N-P2O5-K2O优化为22-8-12,2016年为24-6-10;将华南早稻复合肥配方N-P2O5-K2O 优化为 20-10-14。中微量元素的产量效应影响到复合肥配方中的这些元素的合理添加。东北春玉米基肥加150kg·hm-2七水硫酸锌镁和30kg·hm-2七水硫酸锌均无显著增产作用;华北夏玉米基肥加30kg·hm-2七水硫酸锌明显增产作用而加30kg·hm-2硼砂无显著增产作用;华北冬小麦基肥加30kg·hm-2七水硫酸锌有明显增产作用;在华南水稻上基肥增施75kg·hm-2氧化钙无明显的增产作用。5、以作物施肥产量效应研究结果和复合肥配方优化为基础,通过大量田间试验制定出主栽作物的减量施肥方案。在春玉米上;减量施肥处理基肥施用复合肥525kg·hm-2,追施尿素150kg·hm-2,较3种习惯施肥方式减少肥料投入量4.0%-17.2%、增加产量0.1%-10.0%,实现了节肥增效的目的。在冬小麦上,两种减量施肥方案:将小麦基肥由习惯施肥750kg·hm-2减量为600kg·hm-2,或习惯施肥基础上减少追肥用量25%,小麦产量与习惯施肥相比差异均不显著,节肥效果明显。在夏玉米上,复合肥作追肥的施肥方式中,由习惯施肥量的750kg·hm-2减量20%的施肥量,玉米产量无显著变化,节肥增效效果显著;在复合肥基施450kg·hm-2,追施尿素300kg·hm-2基础上,将基肥减量20%同时追肥减量50%的方式,较习惯施肥节肥40.5%,没有造成减产;种肥同播复合肥750kg·hm-2基础上,施肥量减量20%和减量30%,玉米产量分别增加3.8%和15.1%。在华南水稻上,在基施复合肥375kg.hm-2或450kg·hm-2基础上,将基肥复合肥减少用量20%或46.0%,未造成水稻减产;在追施尿素225kg·hm-2基础上,追肥减量25%,也能够增加水稻收益。在当前蔬菜习惯施肥量的基础上,蔬菜基施复合肥用量从375kg·hm-2（番茄）或600kg·hm-2（生菜）和750kg·hm-2（辣椒）基础上,减量20%未造成蔬菜减产,增加净收入4.7%-12.3%;在习惯施肥600kg·hm-2基础上,减量20%结合有机肥375kg·hm-2,能够保证小白菜产量。6、最后,土壤供肥能力还影响着作物施肥方式的调整。春玉米一次性施肥和夏玉米种肥同播与分次施肥的产量差异不显著;春玉米一次性施肥时配合适量种肥显著增加玉米产量;冬小麦上一次性施肥显著减产。水稻直播田建议施肥方式是:复合肥375kg·hm-2（基肥）,两叶一心期追施尿素150kg·hm-2,后期追施尿素共150kg·hm-2。