王樂，陳延華,，張淑香，馬常寶，孫楠，李春花

長期施肥下華北潮土生產(chǎn)力演變及影響因素分析

王樂1，陳延華1,2，張淑香1，馬常寶3，孫楠1，李春花1

（1中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所/耕地培育技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室，北京 100081；2北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源研究所，北京 100097；3全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，北京 100026）

【】華北潮土區(qū)是我國小麥和玉米的主產(chǎn)區(qū)。明確潮土生產(chǎn)力的變化規(guī)律，探明影響潮土生產(chǎn)力的主要因素，為潮土的作物增產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。以國家級潮土長期定位監(jiān)測點(diǎn)位為平臺，利用時間趨勢分析和中值分析方法分別總結(jié)其生產(chǎn)力和土壤肥力因素在不同監(jiān)測時期變化趨勢；并運(yùn)用逐步回歸和通徑分析方法分析作物產(chǎn)量的影響因素。近31年來常規(guī)施肥下華北潮土生產(chǎn)力監(jiān)測結(jié)果顯示，整個監(jiān)測期間小麥產(chǎn)量呈上升的趨勢，小麥產(chǎn)量均值為6 443 kg·hm-2。1988—1993 年小麥平均產(chǎn)量為2 814 kg·hm-2，2014—2018 年小麥平均產(chǎn)量為 6 902 kg·hm-2，較監(jiān)測初期（1988—1993）提高 145%，年均增長132 kg·hm-2。常規(guī)施肥區(qū)玉米產(chǎn)量隨時間顯著升高，1988—1993 年玉米平均產(chǎn)量為2 667 kg·hm-2，2014—2018 年玉米平均產(chǎn)量為8 267 kg·hm-2，較監(jiān)測初期（1988—1993年）提高 210%，年均增長 180 kg·hm-2。玉米產(chǎn)量及增產(chǎn)效果明顯高于小麥。華北潮土區(qū)土壤地力對小麥和玉米產(chǎn)量的平均貢獻(xiàn)率分別為 48% 和 51% 。施肥量與作物增產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)的關(guān)系。隨著施肥年限的增加，作物產(chǎn)量的可持續(xù)性也在增加。逐步回歸和通徑分析的結(jié)果表明，土壤有效磷為影響整體作物產(chǎn)量的主要因子。對小麥產(chǎn)量具有直接作用的因素順序依次為有機(jī)質(zhì)、施氮量、施鉀量，玉米產(chǎn)量直接作用的因素是全氮、有效磷、施氮量、施磷量。從整個監(jiān)測時期來看，潮土生產(chǎn)力在監(jiān)測后期得到了明顯的改善，土壤生產(chǎn)力主要受氮肥、有機(jī)質(zhì)、有效磷等因素影響較大。因此潮土區(qū)生產(chǎn)力的提高需要地力的提升和肥料的科學(xué)施用。

長期施肥；潮土；生產(chǎn)力演變；作物產(chǎn)量；可持續(xù)性指數(shù)；華北

0 引言

【研究意義】潮土土壤礦質(zhì)養(yǎng)分含量較為豐富，易于耕作管理，適種性廣，是生產(chǎn)性能良好的一類耕種土壤，長期耕作對潮土性狀改良起重要作用[1-2]。通過長期大面積監(jiān)測了解華北潮土生產(chǎn)力的現(xiàn)狀，探究其生產(chǎn)力的變化對發(fā)展可持續(xù)性農(nóng)業(yè)具有重要意義[3-4]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】施肥是調(diào)控農(nóng)田系統(tǒng)生產(chǎn)力的重要手段，在其他條件不變的情況下，施肥對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率可達(dá)30%—45%[5]。施肥能夠顯著提高水稻的產(chǎn)量，相比不施肥有明顯的增產(chǎn)效果[6]。在農(nóng)民習(xí)慣耕作施肥管理水平下，潮土區(qū)的作物產(chǎn)量隨著年份的增加呈緩慢增加的趨勢[2,7]。楊旸等[8]認(rèn)為長期氮磷肥配施或氮磷配施有機(jī)肥均可有效提高旱作土區(qū)小麥產(chǎn)量。黃土高原區(qū)30年長期施肥條件下小麥產(chǎn)量增加[9]。黑土的長期定位實(shí)驗(yàn)也表明長期施肥下小麥、玉米和大豆的產(chǎn)量呈增加趨勢。除了施肥，地力也是影響土壤生產(chǎn)力的一個重要因素。隨著基礎(chǔ)地力的提升，作物施肥產(chǎn)量提升[9-10]，作物產(chǎn)量隨著地力的下降呈下降趨勢[11-12]。2005—2013年河南省小麥試驗(yàn)表明，地力對作物產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率均隨基礎(chǔ)地力水平的提升而顯著升高，提高土壤基礎(chǔ)地力可以降低小麥對化肥的依賴, 并能確保小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[13]。西南地區(qū)2006 年以來的玉米田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，地力對玉米產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率隨著基礎(chǔ)地力的提升而增加。褐土生產(chǎn)力的研究發(fā)現(xiàn)，提升地力和科學(xué)施肥是提高作物生產(chǎn)力的重要措施?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】針對華北潮土區(qū)生產(chǎn)力方面的研究不多，且研究的時間跨度也較短，覆蓋面比較窄。對于長期施肥條件下主要作物產(chǎn)量以及養(yǎng)分利用率的變化特征，缺乏階段性的研究。本文采用與農(nóng)民習(xí)慣施肥方式接近的農(nóng)業(yè)部國家耕地質(zhì)量長期監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究利用國家級潮土定位監(jiān)測點(diǎn)近31年來的監(jiān)測數(shù)據(jù)深入分析華北潮土生產(chǎn)力的演變規(guī)律及影響因素，為潮土區(qū)的施肥管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 監(jiān)測點(diǎn)概況

我國先后在華北潮土分布區(qū)域建立了國家級長期定位監(jiān)測點(diǎn)，分別位于北京、天津、河北、山西、山東、河南等6個地區(qū)，監(jiān)測點(diǎn)中大部分建于 1988 年，后期在 1997年和 2004 年分別新增了一些監(jiān)測點(diǎn)。至 2018 年，監(jiān)測時間最長的點(diǎn)已經(jīng)有 31年的歷史。潮土監(jiān)測區(qū)種植的作物主要為小麥和玉米，種植制度為一年兩熟制，主要以小麥-玉米輪作方式為主。監(jiān)測區(qū)采用機(jī)械化耕種為主。

1.2 試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)

每個監(jiān)測點(diǎn)小區(qū)面積不小于334 m2。詳細(xì)記錄了作物種類、肥料種類、施肥量和養(yǎng)分含量。試驗(yàn)設(shè)兩個處理：（1）不施肥處理（空白區(qū)），小區(qū)面積60 m2，用設(shè)置保護(hù)行、壘區(qū)間小埂等方法隔離；（2）施肥處理，施肥方式為常規(guī)施肥，可代表當(dāng)?shù)卮蠖鄶?shù)農(nóng)田的施肥水平。種植作物為小麥和玉米。常規(guī)處理小麥季施化肥和有機(jī)肥，其中化肥肥料的年均用量為108 kgN·hm-2、59 kg P2O5·hm-2、39 kg K2O·hm-2；有機(jī)肥料的年均用量為23 kgN·hm-2、14 kg P2O5·hm-2、62 kg K2O·hm-2，小麥季秸稈還田。玉米季肥料種類主要是化肥，有機(jī)肥施用量較少?；史柿系哪昃昧繛?1 kgN·hm-2、23 kg P2O5·hm-2、30 kg K2O·hm-2，有機(jī)肥肥料的年均用量5 kgN·hm-2、3 kg P2O5·hm-2、22 kg K2O·hm-2。

1.3 樣品的采集與分析

在每年秋收后，采取 0—20 cm 耕層土樣，風(fēng)干，研磨過篩。pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀等指標(biāo)均采用國家標(biāo)準(zhǔn)方法測定。pH 采用酸度計(jì)（水土比5﹕1）；有機(jī)質(zhì)測定采用重鉻酸鉀滴定法；全氮采用半微量凱氏定氮法；有效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法；速效鉀采用醋酸銨浸提-火焰光度計(jì)法。

1.4 計(jì)算與統(tǒng)計(jì)方法

1.4.1 可持續(xù)性指數(shù)（sustainable yield index）

1.4.2 地力貢獻(xiàn)系數(shù)=不施肥區(qū)的作物產(chǎn)量/施肥區(qū)的作物產(chǎn)量。

1.4.3 土壤綜合肥力指數(shù)基于改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法進(jìn)行土壤綜合肥力評估。土壤肥力綜合指數(shù)計(jì)算選取pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀5項(xiàng)土壤指標(biāo)來計(jì)算[3]，各指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)值見表1。

表1 土壤各屬性分級標(biāo)準(zhǔn)

養(yǎng)分分肥力系數(shù)（IFI）的計(jì)算公式為：

式（1）中，IFI是土壤單一指標(biāo)養(yǎng)分分肥力系數(shù)，為土壤養(yǎng)分指標(biāo)值，x、x和x為指標(biāo)等級閾值。

通過得到的養(yǎng)分分肥力系數(shù)計(jì)算養(yǎng)分綜合肥力指數(shù)（）：

式中，為土壤綜合肥力指數(shù)，（IFI和（IFI分別表示所有養(yǎng)分指標(biāo)分肥力系數(shù)的平均值和最小值，表示參與計(jì)算的養(yǎng)分指標(biāo)個數(shù)，本研究中=5。

1.4.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)用 Excel 2016 進(jìn)行整理，運(yùn)用 SPSS 22.0 進(jìn)行相關(guān)性分析及顯著性檢驗(yàn)，運(yùn)用 Sigmaplot12.5作產(chǎn)量的箱式圖。

2 結(jié)果

2.1 潮土生產(chǎn)力的演變

2.1.1 作物產(chǎn)量的變化趨勢 圖1表明，潮土區(qū)長期施肥下，整個監(jiān)測期間小麥產(chǎn)量呈上升趨勢。小麥產(chǎn)量均值為6 443 kg·hm-2。1988—1993 年小麥平均產(chǎn)量為2 814 kg·hm-2，2014—2018 年小麥平均產(chǎn)量為 6 902 kg·hm-2，較監(jiān)測初期（1988—1993年）提高 145%，年均增長 132 kg·hm-2。長期監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，長期施肥管理下玉米產(chǎn)量顯著提升。常規(guī)施肥區(qū)玉米產(chǎn)量隨時間顯著升高，1988—1993 年玉米平均產(chǎn)量為2 667 kg·hm-2，2014—2018年玉米平均產(chǎn)量為8 267 kg·hm-2，較監(jiān)測初期（1988—1993年）提高 210%，年均增長180 kg·hm-2。玉米產(chǎn)量及增產(chǎn)效果明顯高于小麥。

2.1.2 作物產(chǎn)量的可持續(xù)性指數(shù) 可持續(xù)性指數(shù)（SYI）是衡量系統(tǒng)能否持續(xù)生產(chǎn)的一個重要參數(shù)，SYI 值越大表明系統(tǒng)的可持續(xù)性越好。表2表明隨著施肥年限的增加，作物生產(chǎn)的可持續(xù)性也在增加。常規(guī)施肥下，小麥和玉米生產(chǎn)的可持續(xù)性指數(shù)整體呈上升的趨勢，且小麥生產(chǎn)的可持續(xù)性指數(shù)高于玉米。

表2 長期施肥小麥和玉米產(chǎn)量的可持續(xù)性指數(shù)（SYI）

盒式圖下邊緣線和上邊緣線分別代表全部數(shù)據(jù)的5%和95%，上下實(shí)心點(diǎn)為異常值；矩形盒上、下邊緣分別代表上四分位數(shù)和下四分位數(shù)，分別代表全部數(shù)據(jù)的75%和25%；盒中實(shí)線代表中值，虛線代表平均值；矩形盒上的不同字母表示不同監(jiān)測時期在5% 水平上差異顯著。圖4同

2.2 潮土生產(chǎn)力演變的影響因素

2.2.1 基礎(chǔ)地力對作物產(chǎn)量的影響 土壤地力貢獻(xiàn)率越高，說明土壤肥力水平越高，作物對肥料的依賴性越低。由圖2可知，監(jiān)測31年間，基礎(chǔ)地力對小麥、玉米產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率分別為48%和51%，表明土壤基礎(chǔ)地力對玉米產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率高于小麥，即外源肥料投入下小麥增產(chǎn)效應(yīng)優(yōu)于玉米。

2.2.2 施肥對作物產(chǎn)量的影響 施肥對作物產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率是指施肥增加的作物產(chǎn)量占施肥量的百分率。通過施化肥量與作物增產(chǎn)量的相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，小麥和玉米增產(chǎn)量與施化肥量呈顯著正相關(guān)（圖3）。小麥季施化肥增產(chǎn)率平均值為12即1 kg肥料養(yǎng)分對小麥的增產(chǎn)量是12 kg。玉米季施肥增產(chǎn)率平均值為21，玉米季施肥增產(chǎn)率是小麥季的2倍，主要原因是在小麥-玉米輪作區(qū)，小麥季施肥量顯著高于玉米季，而計(jì)算施肥增產(chǎn)率時，沒有考慮肥料后效對產(chǎn)量的影響。

從潮土綜合肥力指數(shù)（IFI）的變化趨勢看（圖4），監(jiān)測后期（2014—2018年）比監(jiān)測前期（1988—1993年）顯著增加32%。

圖2 基礎(chǔ)地力對作物產(chǎn)量的影響

圖3 潮土區(qū)小麥和玉米的增產(chǎn)量與施化肥量的關(guān)系

2.2.3 土壤養(yǎng)分、施肥量與產(chǎn)量的回歸和通徑分析 為了探明土壤養(yǎng)分和施肥對產(chǎn)量的影響，對1988—2018年小麥和玉米的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了回歸和通徑分析。分析了土壤基本性質(zhì)（有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀和pH）和肥料因素（氮肥、磷肥和鉀肥）對產(chǎn)量的影響。本研究以土壤pH（1）、土壤有機(jī)質(zhì)含量（2）、全氮含量（3）、有效磷含量（4）和速效鉀含量（5）施氮量（6）、施磷量（7）、施鉀量（8）為自變量，分別以小麥產(chǎn)量（1）和玉米產(chǎn)量（2）為因變量進(jìn)行逐步回歸分析，并根據(jù)方程的顯著性，再進(jìn)行通徑分析，以找到對產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大的直接作用因子和間接作用因子。通過逐步回歸得到的最優(yōu)回歸方程為:

1= 3700.236+93.052+8.6156+2.2238

2= 3372.648+12343+12.8644+8.6156-4.1457

從表3分析看出，對小麥產(chǎn)量具有直接影響因子的順序依次為有機(jī)質(zhì)、施氮量、施鉀量，玉米產(chǎn)量直接作用的是全氮、有效磷、施氮量、施磷量。總的來說，施氮量對小麥、玉米的產(chǎn)量都具有重要的直接作用。因此，需要氮磷鉀配施才能增加產(chǎn)量和保持土壤地力。

圖4 常規(guī)施肥處理下土壤綜合肥力指數(shù)演變特征

表3 小麥、玉米的產(chǎn)量與施化肥量和土壤肥力間的通徑分析結(jié)果

3 討論

3.1 土壤地力與作物產(chǎn)量

大量試驗(yàn)結(jié)果表明，土壤肥力與作物產(chǎn)量密切相關(guān)，農(nóng)田基礎(chǔ)地力越高，其土壤肥力水平就越高[14-21]。本研究對華北潮土區(qū)小麥和玉米基礎(chǔ)地力進(jìn)行了分析結(jié)果顯示，地力對小麥和玉米產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率分別為48%、51%。土壤地力表征了土壤的生產(chǎn)力，不僅影響不同環(huán)境條件下土壤對養(yǎng)分的蓄納以及供應(yīng)能力，也影響微生物和作物根系對養(yǎng)分的吸收、轉(zhuǎn)化和運(yùn)輸[24-27]。因此通過合理耕作、培肥施肥、施用調(diào)理劑等方式改良導(dǎo)致土壤養(yǎng)分流失的障礙因子、提升土壤基礎(chǔ)地力是提高作物產(chǎn)量的重要措施。

本文通過對華北潮土區(qū)小麥和玉米的基礎(chǔ)地力產(chǎn)量和地力貢獻(xiàn)率的研究，結(jié)果表明了該區(qū)域作物小麥和玉米的地力生產(chǎn)特征。然而，目前潮土的基礎(chǔ)地力的時空特征研究較少，低基礎(chǔ)地力土壤的空間分布分析更是鮮有報(bào)道，下一步應(yīng)對這兩方面進(jìn)行深入探索分析。

3.2 施肥與作物產(chǎn)量

施肥能夠明顯的增加作物產(chǎn)量。另外，作物品種的選育工作對作物增產(chǎn)也有一定的作用[28]?？沙掷m(xù)性指數(shù)（SYI）是施肥對生產(chǎn)力影響的最直觀表現(xiàn)。SYI 常用來表征作物產(chǎn)量的可持續(xù)性，在長期定位試驗(yàn)中用來評價(jià)施肥效果。一般認(rèn)為，當(dāng)SYI＞0.55時，產(chǎn)量可持續(xù)性較好，施肥模式合理；SYI為0.45—0.55時，產(chǎn)量可持續(xù)性一般，需進(jìn)一步改善和調(diào)整施肥用量[28-29]。本研究中，長期施肥處理后小麥和玉米產(chǎn)量SYI 值分別0.49，產(chǎn)量可持續(xù)性一般，需進(jìn)一步改善施肥方式和用量。不同作物其SYI值具有差異，表現(xiàn)為小麥＞玉米，這是由于玉米是C4植物，其增產(chǎn)潛力遠(yuǎn)高于C3植物，但持續(xù)高產(chǎn)需要更為嚴(yán)苛的施肥模式和環(huán)境條件[30-33]。大量研究表明，長期施用化肥或者有機(jī)肥，均能顯著提高作物的產(chǎn)量。本研究通過對31年長期定位試驗(yàn)的產(chǎn)量分析也得到了相似結(jié)果。潮土近31年來長期施肥顯著提高了小麥和玉米的產(chǎn)量，玉米的肥料農(nóng)學(xué)效率要高于小麥，這可能受肥料的種類、用量以及作物品種的影響[34]。

從肥料種類來看，影響整體作物產(chǎn)量的主要因子分別為化學(xué)氮肥，有機(jī)鉀肥和有機(jī)質(zhì)，有機(jī)磷肥。其中，對小麥產(chǎn)量影響最大的肥力因子為化學(xué)氮肥和有機(jī)磷肥；對玉米產(chǎn)量影響最大的是有機(jī)鉀肥和有機(jī)質(zhì)。有機(jī)肥與化肥在冬小麥和夏玉米兩種作物上產(chǎn)生不同肥效，這是由于試驗(yàn)地所處于暖溫帶半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，小麥季的生長環(huán)境低溫干燥，微生物活動及生物酶活性相對較低，對有機(jī)肥的礦化速率較低[35]，這使得小麥在用肥量需求量較大的時期出現(xiàn)有機(jī)肥料供應(yīng)不足的現(xiàn)象，而化肥作為速效肥，可及時補(bǔ)充土壤養(yǎng)分，滿足作物需肥高峰量的養(yǎng)分供應(yīng)，提高作物產(chǎn)量；玉米處在高溫且多雨的季節(jié)，微生物活性和酶活性較高，可提高有機(jī)肥的礦化速率，較單施化肥優(yōu)先提供作物生長所需的養(yǎng)分，提高作物的產(chǎn)量[36-37]。從施肥量來看，年投入肥料的N﹕P2O5﹕K2O 約為1﹕0.41﹕0.61，氮的用量要遠(yuǎn)超過磷鉀的用量。一般來說，施用氮肥作物的增產(chǎn)效果最為顯著。但是氮肥的大量投入造成了土壤養(yǎng)分失衡以及土壤中硝態(tài)氮的累積，增加了硝酸鹽淋失風(fēng)險(xiǎn)[38-39]，這不僅造成了土壤中氮素的浪費(fèi)和氮有效性的降低，同時污染了環(huán)境[40-41]。因此需要適當(dāng)提高磷肥的用量，降低氮的用量。

綜述，潮土區(qū)生產(chǎn)力提高、地力提升都和肥料科學(xué)施用密切相關(guān)[42]。在地力提升方面，可以繼續(xù)加大秸稈還田力度，并且探索更為有效的秸稈還田模式；大力提倡有機(jī)無機(jī)配施的施肥方式。對于肥料施用，需要適當(dāng)提高磷肥比例，降低氮肥比例；潮土區(qū)以種植大田作物為主，生產(chǎn)力的影響因素有很多，本文重點(diǎn)分析了地力和施肥兩個因素，氣候（尤其是降雨和溫度）、作物品種、種植管理措施等[43]因素對產(chǎn)量的影響也不容忽視，因此需要進(jìn)行深入研究。

4 結(jié)論

潮土上常規(guī)施肥可有效提高玉米和小麥的產(chǎn)量，但作物地力貢獻(xiàn)指數(shù)隨施肥年限的增加呈下降趨勢，說明化肥的施用對潮土地力的提升效應(yīng)在降低，需進(jìn)一步制定潮土的培肥措施，并進(jìn)行相關(guān)技術(shù)推廣。

[1] 全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心, 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃所. 耕地質(zhì)量演變趨勢研究. 北京: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社, 2008.

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Evolution of Fluvo-aquic Soil Productivity Under Long-term Fertilization and Its Influencing Factors

WANG Le1, CHEN YanHua1,2, ZHANG ShuXiang1, MA ChangBao3, SUN Nan1, LI ChunHua1

(1Institute of Agricultural Resources and Regional Planning/National Engineering Laboratory for Cultivated Land Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081;2Institute of Plant Nutrition and Resources, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Beijing 100097;3National Agricultural Technology Extension Service Center, Beijing 100026)

【】The fluvo-aquic soil in North China is the main producing area of wheat and corn grain crops in China. The aim of the study was to clarify the changing laws of fluvo-aquic soil productivity and to identify the main factors affecting the productivity of fluvo-aquic soil, so as to provide a theoretical basis for crop yield increase and sustainable development in fluvo-aquic soil.【】This study used the long-term monitoring points of national fluvo-aquic soil as the platform, and used time trend analysis and median analysis methods to summarize the trends of productivity and soil fertility factors in different monitoring periods.【】The monitoring results of fluvo-aquic soil productivity in North China under conventional fertilization in the past 31 years showed: under the conventional fertilization in fluvo-aquic soil, wheat yield increased during the whole monitoring period, and the average wheat yield was 6 443 kg·hm-2. The average wheat yield from 1988 to 1993 was 2 814 kg·hm-2, and the average wheat yield in 2014-2018 was 6 902 kg·hm-2; compared with the initial monitoring period (1988-1993), the wheat yield in 2014-2018 increased by 145%, with an average annual growth of 132 kg·hm-2. The maize yield in conventional fertilization area increased significantly with time. The average yield of corn in 1988-1993 was 2 667 kg·hm-2, and the average yield of corn in 2014-2018 was 8 267 kg·hm-2, which was earlier than the initial monitoring period (1988-1993); which increased by 210%, with an average annual growth of 180 kg·hm-2. Corn yield and its yield increase were significantly higher than wheat. The average contribution rate of soil fertility to wheat and maize yield was 48% and 51%, respectively. There was a significant positive correlation between the amount of fertilizer applied and crop yield increase. As the number of years of fertilization increased, the sustainability of crops increased. The results of stepwise regression and path analysis indicated soil available phosphorus was a major factor affecting overall crop yield. The order of factors with a direct effect on wheat yield was organic matter, nitrogen application rate, and potassium application rate. The direct effect of maize yield was total nitrogen, available phosphorus, nitrogen application rate, and phosphorus application rate.【】 During the whole monitoring period, the fluvo-aquic soil productivity was significantly improved in the later stage of monitoring. The soil productivity was mainly affected by nitrogen fertilizer, organic matter and available phosphorus. Therefore, the improvement of productivity in fluvo-aquic soil areas required the improvement of soil fertility and the scientific application of fertilizer.

long-term fertilization; fluvo-aquic; productivity; crop yield; sustainability index; North China

10.3864/j.issn.0578-1752.2020.11.009

2019-08-05；

2019-11-20

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFC0503805）、國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201503120）、中央公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（1610132018050）

王樂，E-mail：2991631441@qq.com。通信作者張淑香，E-mail：zhangshuxiang@caas.cn。通信作者李春花，E-mail：lichunhua@caas.cn

（責(zé)任編輯 李云霞）