中國西南地區玉米產量對基礎地力和施肥的響應

徐春麗，謝軍，王珂，李丹萍，陳軒敬，張躍強,2，陳新平,2，石孝均,2

（1西南大學資源環境學院/農業部西南耕地保育重點實驗室，重慶400716；2西南大學農業科學研究院，重慶400716）

0 引言

【研究意義】玉米是中國第一大糧食作物。2015年中國玉米種植面積達3 810萬公頃，總產量達2.24億噸，較 20年前增產 103.6%[1]，播種面積的增加、玉米品種的改良、施肥及栽培管理的進步以及土壤肥力的提升是玉米產量提升的重要因素。西南是中國玉米的主要產區之一，玉米主要種植在丘陵山地，水土流失嚴重，與北方相比該地區土壤肥力較低而且空間變異大，玉米普遍存在施肥量過高、肥料利用率低等問題。因此，探究西南地區不同施肥措施和基礎地力對玉米產量的影響，對于指導西南地區玉米科學施肥和保護生態環境具有重要意義[2-3]。【前人研究進展】氮磷鉀是作物生長發育必不可少的養分資源[4]，大量田間試驗表明，施氮磷鉀肥能顯著提高玉米產量[5-7]。氮素是影響玉米產量的最重要的限制因子[8-9]，但是玉米對養分的利用效率不高，張福鎖等研究[10]表明中國玉米氮磷鉀肥的農學效率平均為9.8、7.5、5.7 kg·kg-1，利用率為26.1%、11.0%、31.9%，其中氮肥利用率低于30%的占總樣本數的60%，其主要是由于施肥過量和忽視土壤養分利用。李忠芳等[11]研究表明，長期耕作下中國土壤基礎地力變化趨勢是旱地為下降，水田基本穩定。在土壤基礎地力條件低的情況下，作物產量呈下降趨勢[12]，而在基礎地力高的條件下，50年后作物產量仍在增加[13-14]，表明土壤基礎地力對產量有極其重要的影響。【本研究切入點】玉米作為西南地區的第二大糧食作物，種植面積常年在550萬公頃，占全國玉米種植總面積的 16%，但是產量僅占全國的13%左右[15]，分布區域廣，環境差異大，以往的研究結果主要集中在不同的施肥措施對玉米產量及土壤肥力的變化，但對西南地區玉米基礎地力、施肥與產量之間關系鮮有報道，因而探究基礎地力和施肥與玉米產量的關系對于指導不同土壤肥力下玉米的科學施肥顯得尤為重要。【擬解決的關鍵問題】本研究選取2006年以來貴州、重慶、四川3個區域的508個試驗點，探明西南不同玉米種植區域的基礎地力狀況、基礎地力對玉米產量及施肥增產的影響，揭示基礎地力對西南地區玉米高產、穩產和可持續生產的影響，為西南不同區域玉米合理施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本研究利用 2006年以來國家測土配方施肥項目在西南地區開展的508個玉米試驗，試驗分別在貴州、重慶、四川3個區域進行。貴州省年平均氣溫在14—16℃，全省平均年降水量在1 100—1 300 mm；重慶市年平均氣溫17.5℃，平均年降水量為1 125.3 mm；四川省年平均溫度16—18℃，年降雨量1 000—1 300 mm。各區域玉米試驗樣本數分別為貴州 258個，重慶118個，四川132個。試驗小區面積多為20—30 m2，試驗地選擇有代表性的農戶地塊進行，每個試驗在同一地塊只開展一季試驗，種植方式均為一季春玉米，3月底至4月初播種，7月底至8月初收獲（玉米品種見表1），試驗開始前均為農民正常管理，不同區域供試土壤的基本性質見表2。

1.2 試驗設計

每個試驗選擇5個施肥處理：不施肥（CK）、氮磷（NP）、氮鉀（NK）、磷鉀（PK）、氮磷鉀（NPK）進行研究。氮磷鉀肥料施用量按當地測土配方施肥結果推薦施用，3個區域的氮磷鉀肥施用量見表1。施用的氮肥為尿素（N 46.4%），磷肥用過磷酸鈣（P2O512%），鉀肥用氯化鉀（K2O 60%），其中磷肥和鉀肥全部基施，氮肥按基肥∶拔節期追肥∶大喇叭口期追肥為4∶4∶2方式施用。

表1 西南不同區域玉米田間試驗樣本數和施肥量Table 1 Fertilization rate and major maize cultivars of different regions in the Southwest of China

表2 西南不同區域玉米試驗點供試土壤基礎理化性質Table 2 Physical-chemical properties of maize growing regions soils in Southwest of China

1.3 樣品采集和測定

玉米種植前，各試驗點均用“S”形取樣法采集耕層（0—20 cm）土壤樣品，室內風干后，土樣分別過1 mm和0.25 mm篩，測定土壤有機質、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀、pH。采用重鉻酸鉀容量法測定土壤有機質、半微量凱氏法測定土壤全氮、堿解擴散法測定土壤堿解氮、Olsen法測定土壤有效磷、醋酸銨浸提—火焰光度法測定土壤速效鉀，pH計測定土壤pH（土水比1∶2.5）。

玉米成熟后，分小區進行收獲測產，分別采集籽粒和秸稈樣品進行氮磷鉀養分含量測定，植株樣品經H2SO4-H2O2消煮后，用凱氏定氮法測定全氮含量；鉬銻抗比色法測定全磷含量；火焰光度計法測定全鉀含量[16]。

1.4 數據處理與分析

土壤基礎地力用不施任何肥料時的作物產量來表征[17]，本研究用不施肥區（CK）玉米產量表示；氮、磷和鉀肥產量反應（yield response，t·hm-2，YR）為全量氮磷鉀施肥小區產量與不施某種養分的產量差來表示。計算公式如下：

氮產量反應（YRN，t·hm-2）：YRN=YNPK-YPK

磷產量反應（YRP，t·hm-2）：YRP=YNPK-YNK

鉀產量反應（YRK，t·hm-2）：YRK=YNPK-YNP

為了評價作物產量對土壤和肥料的依賴性，計算土壤貢獻率（RCSoil）和肥料貢獻率（RCFertilizer）。計算公式如下：

RCSoil（%）=YCK/YNPK×100%

RCFertilizer（%）=（YNPK-YCK）/YNPK×100%

土壤養分對產量的貢獻用土壤養分貢獻率Ci（contribution of nutrient supply to yield）表示，計算方法為土壤某養分的貢獻率為缺乏該養分時的作物產量與平衡施肥時作物產量的百分比[18]。不同肥料的增產效果用肥料增產率Ii（increment rate by fertilizer）表示，計算方法為不施某種養分處理產量與平衡施肥產量差值占其百分比。計算公式如下：

土壤氮貢獻率：CSN（%）=YPK/YNPK×100%

氮肥增產率：IFN（%）=（YNPK-YPK）/YPK×100%

農學效率（agronomic efficiency，kg·kg-1，AE）為單位施用養分的作物籽粒產量增量。計算公式如下：

氮農學效率（AEN，kg·kg-1）：AEN=（YNPK-YPK）/Fertilizer（N）

磷農學效率（AEP2O5，kg·kg-1）：AEP2O5=（YNPK-YNK）/Fertilizer（P2O5）

鉀農學效率（AEK2O，kg·kg-1）：AEK2O=（YNPK-YNP）/Fertilizer（K2O）

采用線性回歸[19]和邊界線分析方法[20]量化基礎地力對施肥產量和產量差的影響。邊界線擬合方程如下：

式中，Y是邊界線預測產量，Yatt是施氮磷鉀肥處理可獲得的最高預測產量，K、R為方程常數，YCK為不施肥處理玉米產量。根據邊界線擬合得到的最高產量（Yatt）計算產量差（yield gap）。

作物產量的可持續性指數SYI（sustainable yield index）是衡量作物是否能持續生產的一個參數，SYI值越大，產量的可持續性越好。作物產量的穩定性用產量穩定性指數SI（stability index）衡量，SI值越低表明產量越穩定[21]。計算方法如下：

式中，STD(YNPK)、AVE(YNPK)和 MAX(YNPK)分別為氮磷鉀肥處理產量的標準差、平均值和最大值。

數據處理和統計分析在 Microsoft Excel 2016 軟件和Sigma Plot 12.5 軟件中進行。

2 結果

2.1 西南地區玉米基礎地力產量及其貢獻率

田間試驗結果表明（表 3），西南地區玉米土壤基礎地力產量在 3.9—4.7 t·hm-2，平均為 4.4 t·hm-2，其中以貴州基礎地力產量最高，為4.7 t·hm-2，相比重慶和四川地區，玉米產量分別增加 0.8 t·hm-2和0.4 t·hm-2。施肥可以顯著提高玉米產量，在現有基礎地力條件下，推薦施肥（NPK）產量在7.2—8.2 t·hm-2，施肥平均增產量為3.3 t·hm-2，增產率達75%。西南地區玉米地力貢獻率和肥料貢獻率平均分別為 57.1%和 42.9%，不同地區的地力貢獻率和肥料貢獻率也表現出差異，四川、重慶、貴州 3個地區基礎地力對產量的貢獻率分別為 57.7%、55.1%、57.7%，肥料對產量的貢獻率分別為 42.3%、44.9%、42.3%，貴州的基礎地力明顯高于重慶和四川，基礎地力對玉米產量的貢獻率也明顯高于其他地區，而肥料對產量的貢獻率則小于其他地區。

玉米地力貢獻率隨著基礎地力產量的提升而增加（圖 1）。當基礎地力產量由≤2 t·hm-2上升到＞6 t·hm-2時，重慶地力貢獻率從 26.6%上升至 75.1%；四川地力貢獻率從 34.5%上升至 75.5%；貴州地力貢獻率從29.2%上升至75.2%。

圖1 基礎地力產量對地力貢獻率的影響Fig. 1 Effect of inherent soil productivity on contribution rate of soil productivity

表3 西南地區玉米基礎地力產量及其貢獻率Table 3 Inherent soil productivity and contribution rate of soil productivity and fertilizer to maize yield in Southwest of China

2.2 西南地區玉米對施肥的產量反應及肥料效率

西南地區玉米對氮、磷、鉀肥的平均產量反應分別為2.2、1.4、1.3 t·hm-2（表4），施肥可以顯著提高玉米產量，西南地區不同肥料增產效果表現為氮肥＞磷肥＞鉀肥，其中重慶地區的氮肥和磷肥增產效果最好，分別為 57.5%和 28.6%；鉀肥的增產效果表現為貴州＞重慶＞四川。

表4 西南地區玉米產量反應、肥料增產率、農學效率、肥料利用率Table 4 Yield responses, fertilizer production rate, agronomical efficiency and fertilizer utilization rate in Southwest of China

2.3 西南地區玉米基礎地力與施肥增產的關系

西南地區施肥對不同基礎地力的增產效果顯示（表 5），當基礎地力越低，施肥增產效果越好，當基礎地力≤2 t·hm-2，施肥增產達279.4%，當基礎地力＞6 t·hm-2時，施肥增產為35.0%。施肥處理與基礎地力產量的擬合直線顯示（圖 2，表 6），重慶、四川、貴州及整個西南地區玉米施肥產量與基礎地力產量擬合直線決定系數分別達 0.356、0.393、0.448 和0.434（P＜0.0001），直線斜率均為正，表明隨著地力的提升，施肥產量也隨之提高，較高的基礎地力有利于作物的高產。

邊界線分析結果表明（圖 2，表 6），重慶、四川、貴州及整個西南地區玉米符合邊界線擬合（P＜0.001），據此計算出重慶、四川、貴州的施肥高產潛力分別為 11.5、12.7、12.6 t·hm-2，整個西南地區的施肥高產潛力為 11.7 t·hm-2。

西南地區不同基礎地力分級下玉米的產量差隨著基礎地力的提升均呈降低趨勢（圖3）。當基礎地力由≤2 t·hm-2上升到＞6 t·hm-2時，重慶、四川、貴州的產量差的范圍分別為 0.7—8.0、1.3—8.4、0.6—8.2 t·hm-2。

表5 施肥對不同基礎地力的增產效果Table 5 Effects of increase production on fertilization to different inherent soil productivity

圖2 基礎地力與玉米施肥產量的關系Fig. 2 Effect of inherent soil productivity on fertilization yield of maize

圖3 基礎地力對玉米施肥產量差的影響Fig. 3 Effect of inherent soil productivity on fertilization yield gap of maize

表6 基礎地力與施肥產量的直線擬合和邊界線分析Table 6 Linear fitting and boundary line analysis of inherent soil productivity and fertilization yield

2.4 西南地區玉米基礎地力對作物施肥產量穩定性和可持續性的影響

從圖4可見，隨著土壤基礎地力產量的提高，穩定性指數均降低，可持續性指數均上升，當基礎地力由≤2 t·hm-2上升到＞6 t·hm-2時，產量穩定性指數從0.247降低至 0.123，可持續性指數從 0.493上升至0.672。因此，基礎地力越高，會獲得更高的玉米產量，且施肥可獲得產量的穩定性和可持續性越高。

圖 4 土壤基礎地力對玉米產量穩定性（SI）和可持續性（SYI）的影響Fig. 4 Effect of inherent soil productivity on stability indexes(SI) and sustainable yield indexes (SYI) of fertilization yield for maize

3 討論

3.1 西南地區基礎地力產量的特征

大量試驗結果表明土壤肥力與作物產量密切相關，基礎地力貢獻率和基礎產量是衡量基礎地力的綜合指標，我們可以根據地力水平確定適宜的施肥量，因此探究西南地區基礎地力水平尤為重要。本研究對西南地區重慶、四川、貴州3個省（市）的玉米基礎地力進行了評價。結果顯示，西南地區的平均基礎地力產量為 4.4 t·hm-2，其中四川為 4.3 t·hm-2、重慶 3.9 t·hm-2、貴州 4.7 t·hm-2。查燕等[22]研究表明，基礎地力與土壤有機質含量呈極顯著正相關，貴州土壤有機質含量為33.2 g·kg-1，是3個地區中最高的。沈學善等研究表明川東丘陵區玉米基礎地力產量為3.2 t·hm-2[23]；而有研究表明吉林玉米的平均基礎地力產量為 6.6 t·hm-2[24]；新疆阜康玉米基礎產量可達 8.68 t·hm-2[25]；張掖玉米基礎地力產量為6.0 t·hm-2，進賢玉米基礎地力產量為7.5 t·hm-2[11]。與其他玉米主產區相比，西南地區玉米基礎地力產量均相對較低。本文的試驗數據來自多點、不同年度試驗，不施肥處理產量（即基礎地力）將受上季作物施肥殘留影響，其地力基礎產量并非為真正地力基礎產量，是土壤及環境綜合作用的結果，基礎地力受到土壤上季施肥殘留、氣溫、降雨、栽培措施的影響，西南紫色土地區在玉米種植季降雨量大，導致養分和土壤流失較大，進而引起土壤退化，土壤基礎地力低下[26]。國際長期定位試驗研究也表明，基礎地力對作物產量的重要性，在基礎地力低且不施肥條件下，作物產量逐年下降，而在基礎地力高不施肥的情況下，50年后作物產量仍然增加[12-14]。在高肥力土壤上施肥可以獲得玉米的高產穩產，這一結果也得到國內已有研究結果的支持，高肥力土壤基礎下的玉米產量顯著高于中、低地力水平的玉米產量[27-28]，所以提高基礎地力是提高玉米產量的重要措施，提升土壤的基礎地力可以通過合理耕作、培肥施肥、施用調理劑，從而改良導致土壤養分流失快的障礙因子。大量的研究表明進行保護性耕作方式能提高土壤有機質含量，減少作物耗水量，進而提高土壤基礎地力，增加玉米產量和水分利用效率[29-30]。查燕等研究表明有機肥和秸稈與化肥配施比單施化肥更能有效提高黑土區土壤有機碳含量，土壤有機碳含量每增加 1 g·kg-1，春玉米農田基礎地力產量大約提高 220 kg·hm-2[22]，同時土壤有機碳含量與春玉米基礎地力產量呈顯著正相關（P＜0.01）。王紅蘭等研究發現使用生物質炭能夠增加紫色土表層和亞表層總孔隙，其中半徑＞500 μm 的大孔隙平均增幅高達 110%和355%，提高土壤持水性[31]，利于減少土壤侵蝕的發生。

3.2 基礎地力對施肥增產的影響

土壤肥力和施肥措施是影響作物產量的重要因素。參照黃興成等[32]的分級標準，本研究把基礎地力分為≤2 t·hm-2，2—4 t·hm-2，4—6 t·hm-2，＞6 t·hm-24個等級，研究表明，西南地區基礎地力≤2 t·hm-2占3%，2—4 t·hm-2為 42.2%，4—6 t·hm-2為 40.6%，＞6 t·hm-2為 14.2%。根據基礎地力水平不同，通過合理施肥，可以達到玉米優產。西南地區玉米平均基礎地力產量為 4.4 t·hm-2，增施氮磷鉀肥后，施肥產量可達 7.7 t·hm-2，推薦施肥（NPK）的氮肥、磷肥和鉀肥分別增產47.4%、24.3%、23.7%，表明施肥可以顯著提高玉米產量，何萍等[33]研究表明，氮肥、磷肥和鉀肥均能提高玉米產量，其分別增產1 889、954和973 kg·hm-2，其中氮肥對玉米有明顯的增產作用，這與本研究結果一致；趙萍萍等[34]也發現在合理的施氮下玉米產量和收益都有顯著提高。本研究中基礎地力越低，施肥增產效果越高，基礎地力越高，施肥增產效果越低，因此提高玉米土壤基礎地力，可以減少對外援肥料的依賴，減少肥料的投入，從而降低肥料所帶來的環境影響。

產量差（Ygap）常用來表示區域氮磷鉀肥處理可獲得的最高預測產量與試驗現實生產力之差[20]，本文通過邊界線分析表明，西南地區玉米施肥高產潛力可達到 11.7 t·hm-2，產量差高達 4.0 t·hm-2。研究表明，通過育種改良和縮減產量差可以提升糧食單產[35]，本研究發現隨著基礎地力提升，產量差隨之降低（圖3），表明提升土壤基礎地力，可以縮減產量差，實現玉米的高產，這與黃興成等的研究一致[32]。隨著基礎地力的提升，玉米施肥產量的穩定性和可持續性均提高（圖4），這與梁濤等[19]的研究結果基本一致。綜上，提升土壤肥力對玉米的高產、穩產和可持續生產至關重要，因而根據基礎地力的高低確定合理的施肥量對于提高玉米產量具有重要作用。

4 結論

4.1 西南地區的四川、重慶和貴州的基礎地力產量分別為 4.3、3.9、4.7 t·hm-2（平均 4.4 t·hm-2）；施肥產量分別為 7.4、7.2、8.2 t·hm-2（平均 7.7 t·hm-2）。邊界線分析算出四川、重慶、貴州的施肥高產潛力分別為 12.7、11.5、12.6 t·hm-2（平均 11.7 t·hm-2）；地力貢獻率分別為57.7%、55.1%、57.7%，地力貢獻率隨著基礎地力產量的提升而增高；肥料增產效果為氮肥＞磷肥＞鉀肥。

4.2 隨著玉米基礎地力的提升，玉米施肥產量提高，產量差降低，產量的穩定性和可持續性均提升。提高土壤肥力有助于西南地區玉米高產、穩產和可持續性生產。

致謝：本研究原始數據資料來自重慶、四川和貴州等省市開展的全國測土配方施肥項目，試驗的具體實施由各省市土壤肥料工作總站牽頭實施。在此，對長期在基層一線開展試驗工作的農業工作者們表示感謝！

[1] 中國農業年鑒編委會. 中國農業年鑒． 北京: 中國農業出版社,2015．China Agricultural Yearbook Editorial Board.China Agriculture Yearbook. Beijing: China Agriculture Press, 2015. (in Chinese)

[2] 劉占軍, 謝佳貴, 張寬, 王秀芳, 侯云鵬, 尹彩俠, 李書田. 不同氮肥管理對吉林春玉米生長發育和養分吸收的影響. 植物營養與肥料學報, 2011, 17 (1) : 38-47.LIU Z J, XIE J G, ZHANG K, WANG X F, HOU Y P, YIN C X, LI S T. Maize growth and nutrient uptake as influenced by nitrogen management in Jilin province.Plant Nutrition and Fertilizer Science,2011, 17(1): 38-47. (in Chinese)

[3] 王蒙, 趙蘭坡, 王立春, 侯云鵬, 李前, 謝佳貴. 不同氮肥運籌對東北春玉米氮素吸收和土壤氮素平衡的影響. 玉米科學, 2012, 20(6): 128-131, 136.WANG M, ZHAO L P, WANG L C, HOU Y P, LI Q, XIE J G. Effect of the nitrogen application to spring maize nitrogen absorption and soil nitrogen balance in Northeast of China.Journal of Maize Sciences,2012, 20(6): 128 -131, 136. (in Chinese)

[4] 趙靚. 氮、磷化肥用量對土壤養分和玉米產量的影響[D]. 石河子:石河子大學, 2014.ZHAO J. Effects of nitrogen and phosphorus fertilizers application rates on soil nutrient and maize yield[D]. Shihezi : Shihezi University,2014. (in Chinese)

[5] 畢生斌, 張國云, 楊平芬, 李艷梅, 楊順華. “3414”試驗對山地玉米產量影響及推薦施肥探索. 熱帶農業科學, 2015(3): 7-11.BI S B, ZHANG G Y,YANG P F, LI Y M, YANG S H. Effect of the“3414” experiment on mountain corn’s yield and recommendation offertilization.Chinese Journal of Tropical Agriculture, 2015(3): 7-11.(in Chinese)

[6] 徐明崗, 于榮, 孫小鳳, 劉驊, 王伯仁, 李菊梅. 長期施肥對我國典型土壤活性有機質及碳庫管理指數的影響. 植物營養與肥料學報, 2006, 12(4): 459-465.XU M G, YU R , SUN X F, LIU H, WANG B R, LI J M. Effects of long-term fertilization on labile organic matter and carbon management index(CMI) of the typical soils of China.Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2006, 12(4): 459-465. (in Chinese)

[7] 李文祥. 長期不同施肥對土肥力及作物產量的影響. 中國土壤與肥料, 2007(2): 23-25.LI W X. Effect of fertilization on Lou-soil fertility and yield.Soil and Fertilizer Sciences in China,2007(2): 23-25. (in Chinese)

[8] 王宜倫, 李潮海, 何萍, 金繼運, 韓燕來, 張許, 譚金芳. 超高產夏玉米養分限制因子及養分吸收積累規律研究. 植物營養與肥料學報, 2010, 16(3): 559-566.WANG Y L, LI C H, HE P, JIN J Y, HAN Y L, ZHANG X, TAN J F.Nutrient restrictive factors and accumulation of super-high-yield summer maize.Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2010, 16(3):559 -566．(in Chinese)

[9] 侯云鵬, 陸曉平, 趙世英, 李前, 尹彩俠, 秦裕波, 周洋, 謝佳貴.平衡施肥對春玉米產量及養分吸收的影響. 玉米科學, 2014, 22(4):126-131.HOU Y P, LU X P, ZHAO S Y, LI Q,YIN C X, QIN Y B, ZHOU Y,XIE J G. Effect of balanced fertilization on spring maize yield and nutrient absorption.Journal of Maize Sciences, 2014, 22(4): 126-131.(in Chinese)

[10] 張福鎖, 王激清, 張衛峰, 崔振嶺, 馬文奇, 陳新平, 江榮風. 中國主要糧食作物肥料利用率現狀與提高途徑. 土壤學報, 2008, 45(5):915-924.ZHANG F S, WANG J Q, ZHANG W F, CUI Z L, MA W Q, CHEN X P, JIANG R F. Nutrient use efficiency of major cereal crops in China and measures for improvement.Acta Pedologica Sinica, 2008,45(5): 915-924. (in Chinese)

[11] 李忠芳. 長期施肥下我國典型農田作物產量演變特征和機制[D].北京: 中國農業科學院, 2009.LI Z F. Characteristics and its mechanism of grain yield in typical cropland under long-term fertilization in China[D]. Beijing: Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2009. (in Chinese)

[12] KUNZOVA E, HEJCMAN M. Yield development of winter wheat over 50 years of nitrogen, phosphorus and potassium application on greyic phaeozem in the Czech Republic.European Journal of Agronomy, 2010, 33: 166-174.

[13] HEJCMAN M, KUNZOVA E. Sustainability of winter wheat production on sandy-loamy Cambisol in the Czech Republic: Results from a long term fertilizer and crop rotation experiment.Field Crops Research, 2010, 115: 191-199.

[14] KUNZOVA E, HEJCMAN M. Yield development of winter wheat over 50 years of FYM, N, P and K fertilizer application on black earth soil in the Czech Republic.Field Crops Research, 2009, 111: 226-234.

[15] 張彪, 陳潔, 唐海濤, 何文濤. 西南區突破性高產玉米品種育種思考. 玉米科學, 2010,18(3): 68-70.ZHANG B, CHEN J, TANG H T, HE W Z. Consideration on maize breeding of ground-breaking high-yield varieties in the Southwest.Journal of Maize Sciences, 2010,18(3): 68-70. (in Chinese)

[16] 鮑士旦. 土壤農化分析. 3版. 北京: 中國農業出版社, 2007.BAO S D.Soil and Agricultural Chemistry Analysis.3rd ed.Beijing:China Agriculture Press, 2007. (in Chinese)

[17] FAN M S, LAL R, CAO J, QIAO L, SU Y S, JIANG R F, ZHANG F S. Plant-based assessment of inherent soil productivity and contributions to China’s cereal crop yield increase since 1980.PLoS ONE, 2013, 8(9): 1-11.

[18] 王定勇, 石孝均, 毛知耘. 長期水旱輪作條件下紫色土養分供應能力的研究. 植物營養與肥料學報, 2004, 10(2): 120-126.WANG D Y, SHI X J, MAO Z Y. Study on nutrient supplying capacity of purple soil under long-term rice-wheat rotation.Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2004, 10(2): 120-126. (in Chinese)

[19] 梁濤, 陳軒敬, 趙亞南, 黃興成, 李鴻, 石孝均, 張躍強. 四川盆地水稻產量對基礎地力與施肥的響應. 中國農業科學, 2015, 48(23):4759-4768.LIANG T, CHEN X J, ZHAO Y N, HUANG X C, LI H, SHI X J,ZHANG Y Q. Response of rice yield to inherent soil productivity of paddies and fertilization in Sichuan basin.Scientia Agricultura Sinica,2015, 48(23): 4759-4768. (in Chinese)

[20] WEBB R A. Use of the boundary line in the analysis of biological data.Journal of Horticultural Science, 1972, 47(3): 309-319.

[21] PAN G X, SMITH P, PAN W N. The role of soil organic matter in maintaining the productivity and yield stability of cereals in China.Agriculture Ecosystems and Environment,2009, 129: 344-348.

[22] 查燕, 武雪萍, 張會民, 蔡典雄, 朱平, 高洪軍. 長期有機無機配施黑土土壤有機碳對農田基礎地力提升的影響. 中國農業科學,2015,48(23): 4649-4659.ZHA Y, WU X P, ZHANG H M, CAI D X, ZHU P, GAO H J. Effects of long-term organic and inorganic fertilization on enhancing soil organic carbon and basic soil productivity in Black Soil.Scientia Agricultura Sinica,2015, 48(23): 4649-4659. (in Chinese)

[23] 沈學善, 陳尚洪, 陳紅琳, 曹均成, 劉定輝. 基于“3414”模型對川中丘陵區玉米氮磷鉀效應的研究. 西南農業學報, 2012(6):2132-2137.SHEN X S, CHEN S H, CHEN H L, CAO J C, LIU D H. Study on effects of ‘3414’ model on nitrogen phosphorus and potassium of maize in hilly regions of middle Sichuan.Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2012(6): 2132-2137. (in Chinese)

[24] 王寅, 馮國忠, 焉莉, 高強, 宋立新, 劉振剛, 房杰. 吉林省玉米施肥效果與肥料利用效率現狀研究. 植物營養與肥料學報, 2016(6):1441-1448.WANG Y, FENG G Z, YAN L, GAO Q, SONG L X, LIU Z G, FANG J. Present fertilization effect and fertilizer use efficiency of maize in Jilin Province.Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2016(6):1441-1448. (in Chinese)

[25] 周斌, 王周瓊. 新疆干旱區灰漠土農田養分平衡與養分消長規律.干旱區資源與環境, 2004(5): 143-146.ZHOU B, WANG Z Q. Law of nutrient equilibrium, gain and loss in grey desert soil oases.Journal of Arid Land Resources and Environment, 2004(5):143-146. (in Chinese)

[26] 朱鐘麟, 涂仕華. 西南地區農業可持續發展與土壤科學. 西南農業學報, 2003(S1): 1-6.ZHU Z L, TU S H. Development of sustainable agriculture and soil science in the southwest China.Southwest China Journal of Agricultural Sciences,2003(S1): 1-6. (in Chinese)

[27] 高靜, 馬常寶, 徐明崗, 徐志強, 張淑香, 孫楠. 我國東北黑土區耕地施肥和玉米產量的變化特征. 中國土壤與肥料, 2009(6): 28-31,56.GAO J, MA C B, XU M G, XU Z Q, ZHANG S X, SUN N. Change characteristic of fertilization and maize yield on black soil in the Northeast China.Soil and Fertilizer Sciences in China, 2009(6): 28-31,56. (in Chinese)

[28] 郭麗, 鄭春蓮, 曹彩云, 黨紅凱, 馬俊永, 李科江. 土壤肥力和施肥措施對冬小麥-夏玉米產量地力貢獻率和土壤容重的影響. 河北農業科學, 2016(2): 29-33.GUO L, ZHENG C L, CAO C Y, DANG H K, MA J Y, LI K J. The effects of soil fertility and fertilization treatments on grain yield of winter wheat and summer maize contribution rate of basic soil and soil volume weight.Journal of Hebei Agricultural Sciences, 2016(2):29-33. (in Chinese)

[29] 王碧勝, 蔡典雄, 武雪萍, 李景, 梁國鵬, 于維水, 王相玲, 楊毅宇, 王小彬. 長期保護性耕作對土壤有機碳和玉米產量及水分利用的影響. 植物營養與肥料學報, 2015, 21(6): 1455-1464.WANG B S, CAI D X, WU X P, LI J, LIANG G P, YU W S, WANG X L, YANG Y Y, WANG X B. Effects of long-term conservation tillage on soil organic carbon, maize yield and water utilization.Journal of Plant Nutrition and Fertilizer,2015, 21(6): 1455-1464. (in Chinese)

[30] 孫本華, 孫瑞, 郭蕓, 皮小敏, 楊學云, 張樹蘭, 高明霞. 塿土區長期施肥農田土壤的可持續性評價. 植物營養與肥料學報, 2015,21(6): 1403-1412.SUN B H, SUN R, GUO Y, PI X M, YANG X Y, ZHANG S L, GAO M X. Evaluation on the sustainability of cropland under different long-term fertilization in Eum-Orthic Anthrosols area.Journal of Plant Nutrition and Fertilizer,2015, 21(6): 1403-1412. (in Chinese)

[31] 王紅蘭, 唐翔宇, 張維, 劉琛, 關卓, 校亮. 施用生物炭對紫色土坡耕地耕層土壤水力學性質的影響. 農業工程學報, 2015,31(4):107-112.WANG H L, TANG X Y, ZHANG W, LIU C, GUAN Z, XIAO L.Effects of biochar application on tilth soil hydraulic properties of slope cropland of purple soil.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2015, 31(4): 107-112. (in Chinese)

[32] 黃興成, 石孝均, 李渝, 張雅蓉, 劉彥伶, 張文安, 蔣太明. 基礎地力對黃壤區糧油高產、穩產和可持續生產的影響. 中國農業科學,2017, 50(8): 1476-1485.HUANG X C, SHI X J, LI Y, ZHANG Y R, LIU Y L, ZHANG W A,JIANG T M. Effect of the inherent soil productivity on high, stable and sustainable yield of grain and oil crops in Yellow Soil region.Scientia Agricultura Sinica, 2017, 50(8): 1476-1485. (in Chinese)

[33] 何萍, 徐新朋, 仇少君, 趙士誠. 我國北方玉米施肥產量效應和經濟效益分析. 植物營養與肥料學報, 2014, 20 (6): 1387-1394.HE P, XU X P, QIU S J, ZHAO S C. Yield response and economic analysis of fertilizer application in maize grown in North China.Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2014, 20(6): 1387-1394. (in Chinese)

[34] 趙萍萍, 王宏庭, 郭軍玲, 李麗. 氮肥用量對夏玉米產量、收益、農學效率及氮肥利用率的影響. 山西農業科學, 2010(11): 43-46, 80.ZHAO P P, WANG H T, GUO J L, LI L. Influence to the rate of nitrogen fertilizer application on summer maize yield, net return,agronomic efficiency and nitrogen use recovery.Journal of Shanxi Agricultural Sciences, 2010(11): 43-46, 80. (in Chinese)

[35] CASSMAN K G, DOBERMANN A R, WALTERS D T, et al. Meeting cereal demand while protecting natural resources and improving environmental quality.Annual Review of Environment & Resources,2003, 28(1):315-358.