化肥是農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是糧食的糧食。我國化肥大量施用始于20世紀(jì)80年代，不僅改變了我國數(shù)千年以有機(jī)肥施用為主的歷史，農(nóng)田土壤質(zhì)量和農(nóng)作物產(chǎn)量也出現(xiàn)了根本性改變。我國化肥施用總量從1980年的1296萬噸增長到2016年的5984萬噸，每公頃耕地面積的化肥施用量約為世界平均用量的4倍。然而，我國耕地依然整體質(zhì)量偏低、中低產(chǎn)田比例大，障礙因子多、退化和污染嚴(yán)重，中等和低等農(nóng)田占耕地總面積的2/3以上。據(jù)調(diào)查，我國水稻、小麥、玉米三大糧食作物地力的貢獻(xiàn)率依次為62.0%、45.7%、51.0%，而美國小麥和玉米的地力貢獻(xiàn)率比我國高出約20個(gè)百分點(diǎn)。耕地質(zhì)量低，維持或提高產(chǎn)量不得不增加化肥、農(nóng)藥投入，給環(huán)境造成很大壓力。2015年，農(nóng)業(yè)部提出了“到2020年化肥使用量零增長行動(dòng)方案”，在確保國家糧食安全的基礎(chǔ)上，通過精準(zhǔn)施肥、調(diào)整化肥使用結(jié)構(gòu)、改進(jìn)施肥方式、有機(jī)肥替代減量等一系列措施，促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由過度依賴資源消耗向綠色、生態(tài)、可持續(xù)轉(zhuǎn)變。摸清我國的農(nóng)田肥力狀況以及土壤生產(chǎn)力的演變趨勢(shì)是有針對(duì)性地實(shí)施這些措施的基礎(chǔ)和前提。

本刊與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃所土壤培肥和改良團(tuán)隊(duì)合作，組織了這期“施肥與主要糧田生產(chǎn)力演變”?？？?1篇論文，數(shù)據(jù)來自全國各類長期定位約241個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，覆蓋了我國大部分省份的主要農(nóng)田土壤，如紅壤、黃壤、棕壤、黑土、土、潮土、褐土、水稻土、紫色土等。本期?？粌H梳理了近30年來我國平衡施用化肥、有機(jī)肥、有機(jī)無機(jī)配施條件下土壤肥力的演變趨勢(shì)，還分析了長期農(nóng)民習(xí)慣施肥、不施肥，以及不同耕作、輪作方式下，我國農(nóng)田土壤肥力及生產(chǎn)力的演變特征以及對(duì)溫室氣體排放的影響。從多時(shí)空尺度上，闡述了長期施肥對(duì)我國主要糧田生產(chǎn)力的影響機(jī)制，提出了不同區(qū)域的科學(xué)施肥策略。另外，近年來高濃度復(fù)合肥的大面積應(yīng)用，磷肥施用量激增，磷肥的當(dāng)季利用率只有10%～25%，我國農(nóng)田土壤磷富集明顯。磷素在土壤的積累不僅增加了施肥成本，還影響著土壤中、微量元素的有效性，形成新的障礙因素。因此，本?？牧硪粋€(gè)重點(diǎn)是長期施肥對(duì)土壤磷素平衡及有效性的影響。

通過本?？罅块L期定位試驗(yàn)結(jié)果可以看出，近30年來我國農(nóng)田質(zhì)量總體呈增加趨勢(shì)，但土壤養(yǎng)分含量的變化有明顯階段性。主要呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)：1)化肥多年持續(xù)投入，土壤的總養(yǎng)分含量有了質(zhì)的提升，但對(duì)作物產(chǎn)量的基礎(chǔ)貢獻(xiàn)力卻沒有顯著增加。作物的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)對(duì)化肥的依賴性反而有所增加。2) 化肥的使用有明顯階段性，2006年前，氮肥施用量快速增長，同時(shí)帶來作物產(chǎn)量的顯著增加。2007年以后，氮肥施用量基本穩(wěn)定，磷肥、鉀肥施用量顯著增加，糧食作物增產(chǎn)幅度隨之下降。3）有機(jī)質(zhì)和全氮含量始終是旱地土壤的限制性因子，有效磷和鉀含量則是水稻土的限制因素。在廣大的西北地區(qū)，糧食作物產(chǎn)量依然受制于氮肥的投入。4)在發(fā)達(dá)的東部和華北地區(qū)，土壤呈現(xiàn)酸化趨勢(shì)，特別是在中性和偏酸性土壤上，這也成為影響作物高產(chǎn)的一個(gè)重要原因。我國農(nóng)民習(xí)慣施肥普遍重氮肥、輕有機(jī)肥，局部地區(qū)磷、鉀肥隨復(fù)合肥施用盲目投入，存在浪費(fèi)現(xiàn)象。在今后的培肥過程中，應(yīng)依據(jù)具體作物種類、土壤類型和土壤養(yǎng)份狀況，因地制宜地判定需減少哪些肥料，增加哪些肥料。通過平衡施肥配合其他管理措施，提高土壤肥力，降低作物對(duì)化肥的依賴程度。希望本期專刊的出版，能給我國農(nóng)田的土壤培肥和養(yǎng)分管理提供一些技術(shù)和數(shù)據(jù)支撐，推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。