进入21世纪,人口、资源、环境的矛盾日益突出,中国农业生态环境面临多方面的严峻挑战,施肥对环境的影响受到越来越多的关注。山东省是中国北方典型的高投入高产出集约农业区,对该省施肥状况的研究分析,对全国农作物施肥管理具有参考借鉴意义。本文以山东省为研究区,以统计年鉴资料、第二次全国土壤普查数据和山东省测土配方施肥项目数据为数据源,采用统计资料与农户调查相结合的方法,并通过ArcGIS进行插值分析、利用MATLAB建立施肥模型,摸清耕地施肥现状及特征,明确作物施肥参数,为全省施肥决策与管理提供科学依据。研究得出以下主要结果:（1）无论实物量还是折纯量,山东省化肥消费结构均以氮肥和复合肥为主,且复合肥所占比重越来越高,化肥消费结构正在向良性发展。自2007年后全省化肥消耗量逐步降低但粮食产量依然稳步增长,显示这一时期化肥利用率有了明显的提高。（2）山东省耕地土壤全氮含量较高的地区主要分布在山东中部和中南部,位于中部山丘区的外缘,其它地区全氮含量分布适中。土壤有效磷的含量处于中等及偏下水平的占绝大部分,其中有效磷含量较高的地区与全氮含量较高的地区保持基本一致。土壤速效钾含量较高的地区主要分布在黄泛平原地区,鲁东地区以及山东省南部地区的速效钾含量偏低。速效钾含量呈现出由北到南、由西向东逐渐减少的趋势。（3）山东省耕地施肥呈现平原区高,山丘区低,西部高,东部低的状况。鲁东和鲁南地区耕地施肥量相对较低,鲁中、鲁中南和鲁西北地区耕地施肥量相对较高。五种主要土壤类型施肥量由高到低顺序为潮土>砂浆黑土>棕壤>褐土>盐碱土。不同耕地利用类型氮肥施用量由高到低的顺序为灌溉水田>水浇地>旱地,磷肥施用量由高到低的顺序为水浇地>旱地>灌溉水田,钾肥施用量由高到低的顺序为旱地>灌溉水田>水浇地。（4）小麦与玉米化肥消耗系数在2010-2015年呈现先增后减状态,化肥消耗系数分别比2010年减少了5.71%和7.14%。小麦氮、磷、钾肥的平均施用量高于全国平均水平,施用比例存在磷肥比重较大,钾肥比重不足的状况;玉米施肥则存在钾肥明显不足的情况。小麦基肥与追肥中多元素肥料占比增加,追肥比例明显提高;玉米施肥中多元素肥料占比增加。（5）小麦施肥总量、氮肥和磷肥施用量呈自西向东递减的趋势,钾肥则与之相反;氮肥、磷肥投入以潮土区最高,盐碱土地区最低;钾肥投入以棕壤区最高,潮土区最低。玉米施肥总量、氮肥、磷肥的施用量呈自西向东递减的趋势,钾肥的施用量则与之相反。氮肥投入以褐土区最高,盐碱土区最低。磷肥投入以褐土区最高,潮土区最低。钾肥投入以棕壤区最高,潮土区最低。山东省小麦、玉米在不同产量水平下基本表现为高产区—高土壤养分含量—高化肥投入,低产区—低土壤养分含量—低化肥投入的不合理状态。（6）山东省以产量为目标的冬小麦氮磷钾肥最佳施用量分别为182.02、82.58和83.22 kg·hm^-2,比例为1:0.45:0.46。与此相比,目前氮肥、磷肥分别超26.50 kg·hm^-2和37.77 kg·hm^-2,钾肥亏3.84 kg·hm^-2。以产量为目标的玉米氮磷钾肥最佳施用量分别为163.56、76.15和108.03 kg·hm^-2,比例为1:0.47:0.66。与此相比,目前氮肥、磷肥分别超39.64 kg·hm^-2和17.51 kg·hm^-2,钾肥不足量为36.70 kg·hm^-2。（7）山东省施肥存在的主要问题是施肥结构不合理、施肥过量且利用率偏低、施肥区域不均衡。