【目的】化学品和灌溉水资源的不合理使用是限制小麦生产的重要因子。本研究旨在查明我国北方麦区小麦生产化肥、农药和灌溉水使用现状及其减施潜力，并尝试阐述农田经营规模对小麦生产的影响，为小麦可持续生产提供参考依据。【方法】于2018—2019年在我国北方七省开展的大范围小麦生产中化肥、农药和灌溉水使用现状，基于小麦产量形成的养分需求评估北方麦区的化肥减施潜力、基于标准推荐用药量评估农药减施潜力、基于Penman-Monteith估算节水潜力，并尝试分析农田经营规模对小麦产量、化肥和灌溉水投入成本的影响。【结果】各麦区产量间差异较大，春麦区、汾渭平原灌区、黄土高原旱地和绿洲灌区平均产量分别为3.0、7.6、4.7和7.4 t·hm~(-2)。春麦区氮磷钾用量分别为87 kg N·hm~(-2)、91 kg P_2O_5·hm~(-2)和1 kg K_2O·hm~(-2)，汾渭平原灌区氮磷钾用量分别为280 kg N·hm~(-2)、133 kg P_2O_5·hm~(-2)和1 kg K_2O·hm~(-2)，黄土高原旱地氮磷钾用量分别为178 kg N·hm~(-2)、117 kg P_2O_5·hm~(-2)和25 kg K_2O·hm~(-2)，绿洲灌区氮磷钾用量分别为225 kg N·hm~(-2)、168 kg P_2O_5·hm~(-2)和15 kg K_2O·hm~(-2)。氮磷肥用量偏高，钾肥用量不足普遍存在。汾渭平原灌区的氮、磷肥减施潜力分别为25%和40%，黄土高原旱地的氮、磷肥减施潜力分别为24%和57%，春麦区和绿洲灌区的磷肥减施潜力分别为65%和54%。不同麦区农药喷施的次数差异较大。春麦区、汾渭平原灌区、黄土高原旱地和绿洲灌区的平均喷药次数分别为1.8、1.4、1.6和1.6次。春麦区、汾渭平原灌区、黄土高原旱地和绿洲灌区的减药潜力分别为40%—70%、54%—83%、40%—65%和50%—83%。施用农药的种类为杀虫杀菌剂和除草剂，杀虫杀菌剂的施用频次较高，占比为73%。杀虫杀菌剂中吡虫啉和三唑酮的用药频次较高，在杀虫杀菌剂中占比分别为32%和12%，除草剂中苯磺隆、2,4-D丁酯和二甲四氯钠用药频次较高，在除草剂中占比分别为48%、15%和19%。调研农户小麦生产的灌水次数多为2—4次，汾渭平原灌区灌溉次数较少，为2.2次，均采用河水灌溉；绿洲灌区灌溉次数最多，为3.5次，均采用井水灌溉。汾渭平原灌区和绿洲灌区的节水潜力分别为14%和42%。各麦区中小规模经营占比最大，经营碎片化现象明显。相对于农田小规模经营，大规模经营在增产7%—36%的同时可使肥料和灌溉成本降低17%—19%。【结论】本研究查明了我国北方麦区小麦产量及其生产过程中的化肥、农药和灌溉水使用现状，发现不同农户、不同区域间的用量存在较大变异，同时具有较大的减用潜力；并与农田经营规模结合，发现农田适度规模经营能在增产的同时减少投入成本，这为我国北方麦区优化经营规模提供参考。

[目的]不合理的化肥施用不仅破坏了农业生态环境，还产生大量碳排放。削减化肥过度施用产生的碳排放对实现“双碳”目标具有重要现实意义。通过测算小麦化肥碳减排潜力并总结其时空分异规律，可以为削减化肥碳排放提供依据。[方法] 文章基于2004—2020年10个小麦主产省份面板数据，使用随机前沿生产函数测算小麦化肥投入效率以及化肥可削减比例作为化肥碳减排依据，并使用基尼系数、Kernel核密度估计方法、Markov链分析方法分析与总结小麦化肥碳减排潜力的时空演变规律特征。[结果]10个主产省份小麦化肥平均碳减排潜力达到251.1 kg CE/hm~(2)，其中西部地区碳减排潜力最高，总体碳减排潜力空间分布不均衡，分布差距扩大并且差距主要来自地区间差距，碳减排潜力虽然呈现下降趋势但在空间分布上仍较稳定。[结论]为促进小麦绿色生产，需要明确西部地区为小麦化肥碳减排重点地区、重视小麦低碳生产中存在的区域发展不协调的问题、发挥测土配方施肥对促进化肥碳减排的作用、利用多个要素替代措施推动化肥碳减排。

本文基于湖北省的调查数据,以化肥施用和农药使用为例,通过应用二元Logistic模型探讨了影响农户农业低碳生产行为的主要因素。研究发现:农户在这两方面农业低碳生产行为上的表现存在一定差异:在化肥施用上,有5.68%和66.15%的农户分别选择低于标准和按标准施用;而在农药使用上,这两个比例分别为3.36%和59.69%。影响农户这两方面农业低碳生产行为的因素同中有异:从共同因素来看,耕地面积小、务农年限长、户主为男性的农户,倾向于选择低于标准或按标准施用化肥和使用农药。从差异性因素来看,年龄更小、对低碳农业的认知程度更高、具有农民专业合作组织成员身份的农户,更倾向于选择低于标准或按标准施用化肥...

大田试验研究了限水灌溉 (于拔节、开花期各灌 750 m3 .hm-2 )条件下冬小麦对氮素的吸收利用。结果表明 :在 N0～ 375kg.hm-2范围内 ,随氮肥用量加大 ,小麦产量提高 ,每平方百米施 2 2 5kg纯氮的处理达到最高产量 (6 4 6 6 .5kg.hm-2 ) ,在此基础上增施氮肥产量不再增加 ;氮素生理效率随氮肥量的递增而降低 ;限水灌溉下冬小麦对氮素的吸收集中在开花期以前 ,并且增加氮肥量降低了开花—成熟期的氮素吸收量 ;随着施氮量的增加 ,分配于营养器官的氮素比例增加 ,其中以叶片占的比例最大 ,而收获指数则随施氮量增加而降低

为探索磷肥对土壤水分亏缺的补偿效应,研究了灌水和施磷对冬小麦耗水和产量等的影响。结果表明,冬小麦总耗水量与灌水量成正相关关系,而土壤贮水消耗量与灌水量成负相关关系;施磷能提高作物耗水量,促进深层土壤水分的消耗。灌水和施磷均能显著提高冬小麦产量;两者相比,灌水增加了单位面积穗数和提高了千粒重,而施磷仅增加了穗数。灌水对经济系数无明显影响,但明显降低水分利用效率;施磷对经济系数和水分利用效率均无明显影响。上述结果表明,冬小麦增施磷肥对限水灌溉具有一定的补偿作用。

本文综述了欧美国家对多年生根茎能源植物的研究进展,分析了我国北方该类植物的资源现状和潜力,讨论了我国在根茎能源植物应研究的几个问题。欧美国家综合了生物质产量水平、水分和养分利用、生态影响和生产成本等因素,普遍认为多年生根茎木质纤维素植物是边际土地上最有潜力的能源植物,例如欧美20多年的筛选研究确定了柳枝稷(Panicum virgatum)、芒草(Miscanthusspp.)、草芦(Phalaris arundinacea)和芦竹(Arundodonax)是理想的能源植物种类。我国北方地区有丰富的根茎植物资源,如耐旱能力较强的芨芨草(Achnatherumsplendens)、短柄鹅观草(R...

【目的】计算作物秸秆、畜禽粪尿资源数量及养分总量，分析其替代化肥潜力，为统筹与合理利用全省有机肥资源提供数据支撑。【方法】对不同作物（小麦、玉米、水稻/稻谷、大豆、马铃薯、花生和棉花）和畜禽（牛、猪、羊、家禽和兔），利用草谷比和排泄系数法，估算山东省2016—2020年作物秸秆和畜禽粪尿资源总量及养分总量，分析变化趋势，计算不同区域和种类有机肥替代化肥潜力。【结果】（1)2020年全省作物秸秆资源总量为7 616.8×10~4 t，养分总量为163.2×10~4 t,N、P_2O_5、K_2O养分量分别为63.6×10~4、9.2×10~4和90.5×10~4 t。秸秆养分资源理论替代化肥潜力为42.9%，实际替代化肥潜力为20.9%；秸秆中N、P_2O_5、K_2O资源理论替代化肥潜力分别为35.3%、9.0%和92.2%，实际替代化肥潜力分别为12.5%、4.2%和53.7%;2016—2020年作物秸秆资源总量增加了16.8%。（2)2020年全省畜禽粪尿资源总量为9 131.2×10~4 t，养分总量为82.7×10~4 t,N、P_2O_5、K_2O养分量分别为35.2×10~4、11.7×10~4和35.7×10~4 t。畜禽粪尿养分资源理论替代化肥潜力为21.7%，实际替代化肥潜力为19.5%；畜禽粪尿中N、P_2O_5、K_2O资源理论替代化肥潜力分别为19.6%、11.4%和36.4%，实际替代化肥潜力分别为17.7%、10.3%和32.9%;2016—2020年畜禽粪尿资源总量减少了25.4%。（3）不同区域作物秸秆和畜禽粪尿养分资源理论替代化肥潜力大小为鲁西和鲁北>鲁南>鲁中南>鲁中>鲁东地区。鲁西和鲁北、鲁南地区最高，分别为77.0%和75.6%；鲁东地区最低，为46.5%。其中德州潜力最大，为95.3%，其次是东营、滨州，分别为92.6%和91.2%；烟台和威海最小，分别为35.5%和40.6%。（4）不同作物秸秆和畜禽粪尿养分资源理论替代化肥潜力分别为玉米秸秆（16.7%）>小麦秸秆（16.2%）>马铃薯秸秆（4.9%）>花生秸秆（3.6%）>水稻秸秆（0.7%）>棉花秸秆（0.4%）、大豆秸秆（0.4%），牛粪尿（8.7%）>猪粪尿（6.5%）>羊粪尿（3.2%）、家禽粪（3.2%）>兔粪（0.1%）。【结论】2020年全省作物秸秆和畜禽粪尿资源总量为16 748.0×10~4 t，养分总量为245.9×10~4 t。作物秸秆和畜禽粪尿养分资源理论替代化肥潜力为64.6%，实际替代化肥潜力为40.4%。作物秸秆和畜禽粪尿中氮（N）、磷（P_2O_5）和钾（K_2O）资源理论替代化肥潜力分别为54.8%、20.4%和128.6%，实际替代化肥潜力分别为30.2%、14.5%和86.6%。鲁西、鲁北以及鲁南地区作物秸秆和畜禽粪尿有机肥资源非常丰富，鲁中、鲁东地区相对较少；玉米和小麦等作物秸秆有机肥资源较多，牛和猪等畜禽粪尿有机肥资源较多，高效合理利用作物秸秆和畜禽粪尿等有机肥资源，是实现化肥减施增效的重要保障。

【目的】明确小农户经营模式下小麦施肥现状,为实现旱地小麦稳产增产和养分高效利用提供依据。【方法】通过连续5年对渭北旱地1 261个农户的养分管理调研,以维持旱地小麦可持续生产为出发点,基于小麦产量确定的养分需求量,评价农户施肥量,分析农户施肥的问题及减肥潜力。【结果】调研农户小麦籽粒产量介于750—9 000 kg·hm(-2),平均4 243 kg·hm(-2),属于低产(6 060 kg·hm(-2))等级的农户依次占22.0%,22.2%,19.3%,22.8%,13.6%。农户氮肥用量介于33—4

为探究华北地区冬小麦-夏玉米一年两熟制周年优化灌溉制度的节水潜力，基于文献计量学方法，系统梳理了1995—2020年有关华北地区冬小麦-夏玉米一年两熟制周年优化灌溉制度的文献发文量、被引量、高影响力期刊、作者、研究单位、高频词、试验站点，以分析其研究态势，并利用CiteSpace进行了可视化与关联分析。在此基础上，进一步整理了该模式中高灌溉需水量作物冬小麦的关键节水技术，包括了工程节水技术（喷灌、滴灌、微喷灌）、生物节水技术（品种选育）与典型农艺节水技术（优化灌溉制度）等，系统分析了各节水技术对冬小麦产量、耗水量、水分利用效率的影响。结果表明：1）华北地区冬小麦-夏玉米一年两熟制周年优化灌溉制度研究的相关发文量在近年来呈明显增加趋势，发展态势良好，但同时缺乏高被引论文。中国农业大学、中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心、河南农业大学发文数量排在前三位，分别占总发文数的27%、10%和10%，在该领域具有较高的活跃度；2）从高频词来看，该领域主要聚焦于水分利用效率、产量、光合特性、生长特性、模型模拟等。但相关领域也存在问题，如主要作者、一些研究机构间合作不够密切，田间实验站点分布不均匀且缺少长期稳定的定位观测试验等；3）对于高灌溉需水量作物冬小麦的文献计量研究表明，喷灌、滴灌、微喷灌、选用抗旱节水品种等技术，可降低田间耗水量7%～13%、产量不同程度增加2%～10%，水分利用效率提高约5%～28%。优化灌溉制度，减少灌溉次数，且根据不同降水年型保证冬小麦关键生育期的需水，可降低田间耗水9%～25%，产量降低2%～18%，水分利用效率提高约6%～9%。综上，为进一步保证粮食生产与水资源安全，应将冬小麦-夏玉米一年两茬作为一个整体来充分考虑周年的水分利用，合理优化周年的灌溉制度，构建整合配套的农艺节水技术体系和灌溉设备与技术。

采用历年"全国农产品成本收益资料汇编"和"2014年棉花科学施肥技术指导意见"中的棉花施肥数据等,运用排放系数法和情景分析法,研究2004—2012年我国14个主要棉区棉花种植化肥施用的碳排放时空演变及减排潜力,结果表明:1每亩棉花种植化肥施用的实际碳排放量整体上升,2008—2011年湖南一直最高,新疆不断攀升;2棉花种植实际施肥的碳效率,江苏、湖南和陕西波动幅度较大,河北不断上升,主要棉区的平均碳效率经历了上升、下降和上升的过程,由2004年的每千克棉花排放2.79kg CO2e下降到2012年的2.46kg CO2e;3棉花种植实际化肥施用碳排放总量,山东、河南、江苏和河北下降最多,新疆不断上升,这种演变主要源于棉花种植往西北棉区转移;4湖北、安徽、湖南、新疆和江苏5个地区的棉花种植施肥总碳减排潜力较大。

[目的]为研究河南省小麦节肥减排潜力，[方法]基于农业统计数据、2063份农户小麦调研数据和1582组小麦田间试验数据，采用ArcGIS系统分析河南省农户习惯管理下小麦氮磷钾肥施用量及区域间差异，评价不同区域与推荐施肥相比的节肥潜力；应用生命周期评价（life cycle assessment，LCA）方法，定量河南省及不同区域小麦温室气体（greenhouse gas， GHG）减排潜力及区域性差异，为我国农业可持续发展和环境保护提供科学依据。[结果]河南省农户小麦习惯施氮量平均198 kg/hm~(2)（174-259 kg/hm~(2)），其中东部和北部相对较高，中部和南部较低。在节氮量方面，小麦单位面积节氮量平均为42 kg/hm~(2)，在县域水平上差异很大，整体上由南往北逐渐增加。农户小麦习惯施磷量平均为121 kg/hm~(2)（64-210 kg/hm~(2)），呈现北高南低、中部高低交错。平均单位面积节磷量为16 kg/hm~(2)，以15-55 kg/hm~(2)范围内的区域所占比例最大。全省农户小麦钾肥习惯施用量平均50.4 kg/hm~(2)，变化范围19-112 kg/hm~(2)，施钾量普遍偏低，东部和北部及信阳南部县市施钾量仅19-35 kg/hm~(2)。小麦节钾量范围为-45 kg/hm~(2)到62 kg/hm~(2)，平均为-15 kg/hm~(2)，有71.4%的县市需要增施钾肥。在节肥总量方面，河南省小麦氮磷钾节肥总量分别为23.10万吨、8.88万吨、-5.31万吨。河南省小麦GHG减排总量为348.65 × 10~(4) t CO_(2) eq，单位面积温室气体减排潜力整体呈现出由南向北逐渐增加的趋势，范县、辉县、濮阳等县市的单位面积减排潜力可高达>1000 kg CO~(2) eq/hm~(2)。[结论]因此，在当前河南省小麦施肥状况下，推荐施肥具有很大的节肥和减排潜力，但也表现出很强的区域性差异，根据不同区域小麦习惯施肥量和推荐量，确定节肥减排目标并制定相关措施，对小麦生产中资源节约和环境保护有重要意义。

【目的】山东地处华北地区，是我国小麦玉米主产省份。明晰其秸秆资源的空间分布特征及秸秆还田的养分替代潜力，可为推进全省秸秆综合高效利用和农田化肥合理减量增效提供决策依据。【方法】基于统计年鉴资料和文献调研数据，利用草谷比法对2019—2021年山东省不同地区小麦玉米秸秆年均产量及还田情景下的化肥可替代量进行测算。【结果】2019—2021年山东省小麦和玉米秸秆年均产量分别为2 928万t和2 252万t，两种秸秆资源的区域占比表现为鲁北（34.9%、34.7%）>鲁西南（27.6%、24.9%）>鲁中（20.2%、21.4%）>鲁东（9.1%、11.3%）>鲁东南（8.2%、7.8%）。单位面积小麦秸秆可收集量排序为鲁北（5 573 kg·hm~(-2)）>鲁西南（5 380 kg·hm~(-2)）>鲁中（5 361 kg·hm~(-2)）>鲁东南（5 088 kg·hm~(-2)）>鲁东（4 968 kg·hm~(-2)），玉米秸秆可收集量排序为鲁西南（5 121 kg·hm~(-2)）>鲁北（5 034 kg·hm~(-2)）>鲁东南（4 807 kg·hm~(-2)）>鲁中（4 790 kg·hm~(-2)）>鲁东（4 709 kg·hm~(-2)）。秸秆产量较高的菏泽、德州、聊城、济宁和潍坊五市的小麦和玉米秸秆总占比分别为57.5%和55.5%，而秸秆产出较少的东营、淄博、日照和威海四市的两种秸秆总占比分别仅为7.2%和8.0%。全省小麦秸秆N、P_2O_5、K_2O养分年均资源量分别为13.94万t、5.13万t和50.90万t，玉米秸秆N、P_2O_5、K_2O养分资源量分别为16.65万t、6.58万t和36.60万t。区域尺度上单位面积小麦秸秆还田当季的N、P_2O_5、K_2O养分理论可替代化肥的量分别为16.7—18.7、7.8—8.7和110.4—123.8 kg·hm~(-2)，玉米秸秆还田的N、P_2O_5、K_2O养分可替代化肥的量分别为25.4—27.6、11.8—12.8和83.2—90.5 kg·hm~(-2)。【结论】山东省不同地区的小麦玉米秸秆资源总量及单位面积可收集量存在一定差异，应因地制宜加强秸秆高效利用；秸秆还田利用情景下需考虑还田秸秆的替代化肥潜力，以促进化肥减量增效和农业绿色发展。

小麦在我国粮食安全和农业发展中地位重要,冬小麦是我国播种面积最为广泛的小麦类型,产量占全国小麦产量的90%以上,科学估算冬小麦生产潜力是合理制定小麦发展战略、挖掘小麦增产潜力、保证粮食生产能力的基础工作。本文利用AEZ模型,在GIS支持下将土地利用数据、气候观测数据、作物属性数据综合集成,对冬小麦不同层次的生产潜力及其空间分布进行1km×1km栅格尺度的估算和评价,为我国农业生产和小麦发展战略提供基础信息和科学依据。

为探讨传统栽培技术和优化栽培技术对小麦粒重的影响 ,于 1999— 2 0 0 0年在中国农业大学中德合作项目北京试验基地进行了包括灌溉、氮肥和秸秆 3因素共 18个处理组合的田间试验。结果表明 :1秸秆处理对粒重无明显影响 ,优化灌溉有利于提高粒重 ,优化灌溉配合优化施氮肥提高小麦粒重 ;2小麦不同粒位粒重的高低顺序为 :第 2位粒 >第 1位粒 >第 3位粒 ,而且栽培技术无法改变这种差异 ;3施氮对籽粒胚乳细胞数目的影响取决于土壤水分状况 ,土壤水分不足时为负效应 ,否则为正效应。本文从粒重角度建议北京地区种植多穗型和灌浆速率快的小麦品种

为确定河北辛集井渠结合灌区小麦适宜的灌溉畦宽,2015-2016年设定2个畦长(45,60 m),每个畦长设定3个畦宽(8. 3,5. 5,2. 8 m),研究了不同畦宽对麦田灌水均匀度、土壤硝态氮空间分布、冬小麦耗水特性和产量的影响。结果表明,8. 3 m畦宽处理旗叶SPAD值和生育后期LAI保持较高水平,籽粒产量明显高于其他畦宽处理;45 m畦长条件下灌溉水及其占总耗水量的比例、下层土壤硝态氮含量也明显高于其他畦宽处理,但畦长45 m+畦宽8. 3 m与畦长60 m+畦宽2. 8 m土壤硝态氮含量仅相差5. 8%,并且该畦长条件下8. 3 m畦宽处理WUE与其他畦宽处理差别不明显。2. 8 m畦宽处理土壤水利用率较高,下层土壤硝态氮含量也明显低于其他处理; 60 m畦长条件下WUE较8. 3,5. 5 m畦宽处理分别高12. 7%和7. 9%;但旗叶SPAD值和后期LAI较低,籽粒产量减少。5. 5 m畦宽处理生育后期LAI保持较高水平,但旗叶SPAD值和产量与2. 8 m畦宽处理相当,均低于宽畦处理,下层土壤硝态氮含量居中。因此,畦长45 m+畦宽8. 3 m可得到较高的产量和WUE、畦长60 m+畦宽2. 8 m可得到较高的WUE,二者均可保持较低的深层土壤硝态氮含量,可作为该区推荐的畦田宽度。