序 言

化肥是农业持续发展的物质基础，是粮食的粮食。我国化肥大量施用始于20世纪80年代，不仅改变了我国数千年以有机肥施用为主的历史，农田土壤质量和农作物产量也出现了根本性改变。我国化肥施用总量从1980年的1296万吨增长到2016年的5984万吨，每公顷耕地面积的化肥施用量约为世界平均用量的4倍。然而，我国耕地依然整体质量偏低、中低产田比例大，障碍因子多、退化和污染严重，中等和低等农田占耕地总面积的2/3以上。据调查，我国水稻、小麦、玉米三大粮食作物地力的贡献率依次为62.0%、45.7%、51.0%，而美国小麦和玉米的地力贡献率比我国高出约20个百分点。耕地质量低，维持或提高产量不得不增加化肥、农药投入，给环境造成很大压力。2015年，农业部提出了“到2020年化肥使用量零增长行动方案”，在确保国家粮食安全的基础上，通过精准施肥、调整化肥使用结构、改进施肥方式、有机肥替代减量等一系列措施，促进我国农业生产由过度依赖资源消耗向绿色、生态、可持续转变。摸清我国的农田肥力状况以及土壤生产力的演变趋势是有针对性地实施这些措施的基础和前提。

本刊与中国农业科学院农业资源与农业区划所土壤培肥和改良团队合作，组织了这期“施肥与主要粮田生产力演变”专刊。专刊共31篇论文，数据来自全国各类长期定位约241个监测点，覆盖了我国大部分省份的主要农田土壤，如红壤、黄壤、棕壤、黑土、土、潮土、褐土、水稻土、紫色土等。本期专刊不仅梳理了近30年来我国平衡施用化肥、有机肥、有机无机配施条件下土壤肥力的演变趋势，还分析了长期农民习惯施肥、不施肥，以及不同耕作、轮作方式下，我国农田土壤肥力及生产力的演变特征以及对温室气体排放的影响。从多时空尺度上，阐述了长期施肥对我国主要粮田生产力的影响机制，提出了不同区域的科学施肥策略。另外，近年来高浓度复合肥的大面积应用，磷肥施用量激增，磷肥的当季利用率只有10%～25%，我国农田土壤磷富集明显。磷素在土壤的积累不仅增加了施肥成本，还影响着土壤中、微量元素的有效性，形成新的障碍因素。因此，本专刊的另一个重点是长期施肥对土壤磷素平衡及有效性的影响。

通过本专刊大量长期定位试验结果可以看出，近30年来我国农田质量总体呈增加趋势，但土壤养分含量的变化有明显阶段性。主要呈现以下几个特点：1)化肥多年持续投入，土壤的总养分含量有了质的提升，但对作物产量的基础贡献力却没有显著增加。作物的高产和稳产对化肥的依赖性反而有所增加。2) 化肥的使用有明显阶段性，2006年前，氮肥施用量快速增长，同时带来作物产量的显著增加。2007年以后，氮肥施用量基本稳定，磷肥、钾肥施用量显著增加，粮食作物增产幅度随之下降。3）有机质和全氮含量始终是旱地土壤的限制性因子，有效磷和钾含量则是水稻土的限制因素。在广大的西北地区，粮食作物产量依然受制于氮肥的投入。4)在发达的东部和华北地区，土壤呈现酸化趋势，特别是在中性和偏酸性土壤上，这也成为影响作物高产的一个重要原因。我国农民习惯施肥普遍重氮肥、轻有机肥，局部地区磷、钾肥随复合肥施用盲目投入，存在浪费现象。在今后的培肥过程中，应依据具体作物种类、土壤类型和土壤养份状况，因地制宜地判定需减少哪些肥料，增加哪些肥料。通过平衡施肥配合其他管理措施，提高土壤肥力，降低作物对化肥的依赖程度。希望本期专刊的出版，能给我国农田的土壤培肥和养分管理提供一些技术和数据支撑，推动我国农业的绿色可持续发展。