探索小农户集约化耕作模式下作物高产与资源高效利用相协调的绿色农业发展道路,是保障国家粮食安全和生态环境友好的迫切需求。本文通过对华北平原典型小农户集约化种植模式连续两年的跟踪研究,定量化了小农户集约化耕种模式下小麦/玉米产量差及效率差,明确了限制因素,并且基于小农户实际生产数据设计优化了作物高产高效生产技术体系,并在农户地块验证,最后讨论了探索区域大面积提高技术到位率实现高产高效的途径。主要结果如下:1.小农户集约生产条件下夏玉米平均产量为10.5t ha-1,农户的最高产量为14.2t ha-1,平均产量差(农户平均产量和最高产量之间的差距)为3.7t ha-1。小农户夏玉米氮肥偏生产力为49.1 kg kg-1,平均效率差(农户平均氮肥偏生产力和最高偏生产力之间的差距)为47kg kg-1。研究区域内51%以上农户夏玉米地块属于低产低效区组。夏玉米种植效率差的主要限制因素为氮肥的不合理使用,而造成产量差的因素是多样化的,玉米收获密度的贡献度相对最高,但施氮量、播期等因素都可对产量差造成影响,并不存在一个绝对的产量差限制因素。2.小农户夏玉米产量和效率年际间稳定性差,属于产量、效率稳定型高的农户地块比例分别仅占到了总跟踪地块的6.1%和6.2%。基于农学诊断和“自下而上”思路设计的夏玉米高产高效优化体系平均产量为11.1t ha-1,显著增产18.4%,增加氮肥偏生产力31.1%,增加收益20.5%;同时优化体系在乐陵南夏、徐水沿公和曲周王庄三个研究区域分别降低氮盈余量102.0,30.7和0 kg ha-1,降低活性氮排放强度分别为7.5,1.5和0kg t-1。限制小农户未应用优化体系中关键措施的主要因素为农户本身认知水平差和劳动力的缺乏,其次为资源及基础设施水平低,市场供给和经济成本等影响因素。3.本研究中,小农户集约生产条件下冬小麦平均产量8.5 t ha-1,平均氮肥偏生产力为31.6kg kg-1,平均产量差与效率差分别为1.8t ha-1和15.2kg kg-1。冬小麦产量差和效率差为极显著正相关关系。研究区域内60.7%以上农户地块属于低产低效区组。研究还表明,尽管氮肥追肥时间对冬小麦产量差的贡献率相对最高,但土壤因素及冬小麦从种到收的每个管理因素对产量差的贡献相差不大,表明冬小麦产量差同样是由多因素造成的。而效率差的限制因素分析表明,小农户不适宜的施氮量行为是限制其实现冬小麦高效的最主要因素。4.小农户冬小麦生产状况年际之间稳定性差,跟踪农户田块中仅有7.3%属于连续两年高产,,效率稳定高的地块仅占比1.6%,稳定低的地块比例高达22.8%,表明农户冬小麦生产效率问题比产量问题更突出。冬小麦高产高效优化体系产量平均为9.0t ha-1,平均增产7.1%,增加收益20.2%,提高氮肥偏生产力35.6%。优化体系处理下的氮盈余平均值为9.0 kg ha-1,而农户常规处理氮盈余平均值为76.8 kg ha-1,优化生产体系同时降低了 43.0%的活性氮排放强度。在农户个体水平上,优化体系增产增效、减排效果差异大。限制小农户未应用冬小麦优化关键技术主要原因是资源及基础设施水平低和农户本身的认知水平差,其次为市场供给,经济成本和劳动力缺乏等因素。