粮食是人类赖以生存和发展的重要物质基础,我国作为世界上第一人口大国,增加粮食产量始终是农业生产的第一目标;提高资源利用效率是实现农业可持续发展目标的基础;稳定增加农民收入是当前国民经济增长的一个关键。然而,目前我国农户粮食生产中,高投入、低效率和低效益等问题十分突出。因此,协调好作物产量、养分效率和经济效益三者的关系是我国粮食生产目前面临的重要挑战,也是各国政府和科学家关注的重大课题。为此,本文首先通过对全国6个省农户粮食作物生产的实地调研,利用获取的第一手数据,系统比较了几种作物产量、养分效率和经济效益三者的现状,分析了三者之间的关系;其次,利用农户定点跟踪调研及测产数据,探讨了影响小麦、玉米产量、养分效率和经济效益的因素,分析了实现高产、高效和高收入的限制因子;最后,提出实现高产、高效和高收入的可能性途径。主要研究结果如下:1目前我国农户在粮食作物生产中,只有少数地块可以达到高产、高养分效率和高经济收益。河南省和陕西省的冬小麦、夏玉米,吉林省的春玉米,江苏省的单季稻以及湖南省和广西省的早稻、晚稻的种植农户中,能够同时达到高产、高效和高收状态的农户比例均不到20%,而低产、低效和低收农户的比例超过40%。2随着产量的提高,化肥利用效率和农户的经济效益显著增加。相关分析表明,除江苏单季稻,其余5个省的主要粮食作物化肥偏生产力与产量呈显著性正相关,相关系数在0.3056~0.8125之间;6个省的主要粮食作物经济收益与产量也呈显著正相关,相关系数在0.3932~0.8642之间,产量每增加1kg,收益可以增加1.18~3.26元。3随着农户施肥量的增加,作物产量并没有相应提高,两者相关不显著。相关分析表明,不同农户两年小麦施肥量对产量的贡献率只为5.1%和0.67%;两年玉米施肥量对产量的贡献率也只有0.43%和4.4%,说明化肥施用量已经不是影响农户产量的第一因素。因此,提高农户粮食作物的产量不能单纯依靠增加化肥投入。4随着农户施肥量的增加,化肥偏生产力显著降低。相关分析表明,两年小麦化肥利用效率与化肥投入量呈显著负相关,相关系数r值分别为-0.9216(n=25)和-0.8688(n=59);玉米与小麦的结果相同,因此提高作物养分效率需要减少施肥量。5随着农户施肥量的增加,农户的经济效益没有显著变化。相关分析表明,两年小麦和2009年玉米的经济效益与化肥投入量不相关,2010年玉米的经济效益与化肥投入量呈显著负相关,相关系数r值-0.4330(n=59)。6同一作物不同农户之间管理措施差异巨大是造成高产、高效和高收难以同时实现的重要原因。实地跟踪结果表明,同一个村的农民,在玉米种植上,播期相差10天,施氮量相差158 kg/hm2,灌溉日期相差14天,收获日期相差11天。并由此造成产量、效率和收益的巨大差异,产量最高的农户与最低的农户相差5805kg/hm2,化肥利用效率相差41kg/kg,收益相差7979元/hm2;小麦与玉米的结果一致。7通过优化管理措施增加粮食作物产量同时降低农户施肥量是实现农户高产、高效和高收益的可能性途径。然而,农户认为限制增产的主要因素是品种和物质投入,施肥主要凭借经验,71%的农户不愿意降低施肥量。但是,也有部分农户希望在技术专家指导下降低施肥量。因此,应该强化农化服务,聘请技术专家定期指导农户施肥,同时进行栽培管理技术培训。