石河子大学讲稿 课程名称：作物营养与施肥 授课专业：农资、农学 授课教师：李俊华 农学院资源环境系 1-
- 1 - 石河子大学讲稿 课程名称：作物营养与施肥 授课专业：农资、农学 授课教师：李俊华 农学院资源环境系
第一章绪论 农业生产主要是由植物生产、动物生产和土壤三个环节组成。植物生产是生态系统中 的第一性生产，主要通过绿色植物的光和作用生产有机物质，其产品可以直接作为粮食或 工业原料被人类直接利用，也可作为饲料，饵料等用于动物生产，从而为人类提供丰富的 动物性食品和其他产品。肥料是作物的粮食，为作物提供必需用营养元素或兼有改变土壤 性质，提高土壤肥力功能的物质之一。合理施用有机肥料和化学肥料，对于提高单位面积 产量和不断提高土壤肥力起着重要的作用，而且能调节土壤反应，改善土壤结构，提高士 壤肥力，有利于作物生长发有。因此肥料的施用合理与否不仅关系作物产量与品质能否得 到提高与改善，也关系到生态系统中物质循环和能量流动能否正常进行，最终影响生态平 肥()作为农业增产措施之一己有数千年的历史。然而，施肥科学理论体系 的形成，以及在这一理论体系指导下的科学实践仅有160多年的历史。 第一节施肥科学的发展概况 一、古代施肥实践 我国农业历史悠久，长期以来，我国的劳动人民在农业生产活动中，积累了相当丰富 施肥经验。这些经验的长期积累，形成了我国农业特有的用地域养地相接合的优良传统， 使几千年的土壤肥力保持不衰，这是历史上罕见的成就。 早在夏代以前（公元前2100年以前），仍能就意识到未开垦的处女地一般是很肥沃的 在加上杂草、荆棘、小树等烧后的草木灰，土壤就更加肥沃了。所以，一旦地力出现衰退 情况，他们就放弃旧地，另选新地开垦 夏、商、西周（公元前2100年-公元前77列年）前后将近1500年，农业生产上放任自 然方式的经营中开始出现了人工干预，人们回到多年撂荒的土地上再进行生产。通过这一 措施，人们体会到土地经过一段时间的休闲后，仍然可以正常生产。并初步发现在土地中 施入某些物质（灰、粪等），可以不必通过休闲，能在原来的土地上连续种植。《诗经·周 颂·良相》的诗篇中有：“以蓐萘辈，萘蓼朽止，黍稷茂止”的歌咏。说明那时的人们已经 认识到拔除田间的杂草，腐烂后，可以肥田，有助于黍稷生长的效果。 春秋、战国（公元前770年.公元前222年）时期，铁器农具的出现，黄河流域出现萍 溉农业，可以做到深耕、多耕、多锄，及时因地生产，重视类灌，生产力明显提高。《周礼·职 方氏》之《地官司徒下》记述了以各种不同的动物粪肥施于不同土壤的“士化之法”，以恢 复和提高地力。 秦、汉、魏、晋、南北朝（公元前221年.公元581年）的七八百年间，关于作物施西 方面的资料有了更加详尽的记载。汉朝的《礼记·月令》中提出：“季夏之月.是月也， 土润溽暑，大雨时行，浇草雄行水，利以杂草，如以热汤，可以粪田瞒，可以美土疆。”明 确指出，利用夏季高温，促使杂草腐烂，提高土壤肥力。西汉的《犯之书》，记载施肥技术 可分为基肥与追肥。强调不论哪种作物都要施足基肥，然后再看情况补施追肥。西晋郭恭 义的《广志》中记载了人工栽培绿肥专供肥田之用。该文指出水稻于秋冬收割之后，播种 艺子，与第一年翻耕，作小米田的肥料。北魏的贾甲想著《齐民要术》中记载了绿肥种枯 法和豆科作物同禾本科作物轮作的方法比较详细，并提到：“凡美田之法，绿豆为上，小豆、 .2
- 2 - 第一章 绪论 农业生产主要是由植物生产、动物生产和土壤三个环节组成。植物生产是生态系统中 的第一性生产，主要通过绿色植物的光和作用生产有机物质，其产品可以直接作为粮食或 工业原料被人类直接利用，也可作为饲料，饵料等用于动物生产，从而为人类提供丰富的 动物性食品和其他产品。肥料是作物的粮食，为作物提供必需用营养元素或兼有改变土壤 性质，提高土壤肥力功能的物质之一。合理施用有机肥料和化学肥料，对于提高单位面积 产量和不断提高土壤肥力起着重要的作用，而且能调节土壤反应，改善土壤结构，提高土 壤肥力，有利于作物生长发育。因此肥料的施用合理与否不仅关系作物产量与品质能否得 到提高与改善，也关系到生态系统中物质循环和能量流动能否正常进行，最终影响生态平 衡。 施肥(fertilization)作为农业增产措施之一已有数千年的历史。然而，施肥科学理论体系 的形成，以及在这一理论体系指导下的科学实践仅有 160 多年的历史。 第一节 施肥科学的发展概况 一、古代施肥实践 我国农业历史悠久，长期以来，我国的劳动人民在农业生产活动中，积累了相当丰富 施肥经验。这些经验的长期积累，形成了我国农业特有的用地域养地相接合的优良传统， 使几千年的土壤肥力保持不衰，这是历史上罕见的成就。 早在夏代以前（公元前 2100 年以前），仍能就意识到未开垦的处女地一般是很肥沃的， 在加上杂草、荆棘、小树等烧后的草木灰，土壤就更加肥沃了。所以，一旦地力出现衰退 情况，他们就放弃旧地，另选新地开垦。 夏、商、西周（公元前 2100 年-公元前 771 年）前后将近 1500 年，农业生产上放任自 然方式的经营中开始出现了人工干预，人们回到多年撂荒的土地上再进行生产。通过这一 措施，人们体会到土地经过一段时间的休闲后，仍然可以正常生产。并初步发现在土地中 施入某些物质（灰、粪等），可以不必通过休闲，能在原来的土地上连续种植。《诗经·周 颂·良耜》的诗篇中有：“以蓐萘蓼，萘蓼朽止，黍稷茂止”的歌咏。说明那时的人们已经 认识到拔除田间的杂草，腐烂后，可以肥田，有助于黍稷生长的效果。 春秋、战国（公元前 770 年-公元前 222 年）时期，铁器农具的出现，黄河流域出现灌 溉农业，可以做到深耕、多耕、多锄，及时因地生产，重视粪灌，生产力明显提高。《周礼·职 方氏》之《地官司徒下》记述了以各种不同的动物粪肥施于不同土壤的“土化之法”，以恢 复和提高地力。 秦、汉、魏、晋、南北朝（公元前 221 年-公元 581 年）的七八百年间，关于作物施肥 方面的资料有了更加详尽的记载。汉朝的《礼记·月令》中提出：“季夏之月.是月也， 土润溽暑，大雨时行，浇草雉行水，利以杂草，如以热汤，可以粪田畴，可以美土疆。”明 确指出，利用夏季高温，促使杂草腐烂，提高土壤肥力。西汉的《氾之书》，记载施肥技术 可分为基肥与追肥。强调不论哪种作物都要施足基肥，然后再看情况补施追肥。西晋郭恭 义的《广志》中记载了人工栽培绿肥专供肥田之用。该文指出水稻于秋冬收割之后，播种 苕子，与第二年翻耕，作小米田的肥料。北魏的贾思勰著《齐民要术》中记载了绿肥种植 法和豆科作物同禾本科作物轮作的方法比较详细，并提到：“凡美田之法，绿豆为上，小豆
胡麻次之。悉皆五、六月中禾冀种，七月八月犁禾淹杀之。为春谷田，则亩收十石，其关 于蚕矢熟粪同”。 隋、唐、五代、宋、元、明、清（公元581-191年）以来，对于农业生产的技术措 施，则有了更明确的分类和更详细的归纳总结，出现了诸如《四时纂要》、《未相经》 《陈旉农书》、《农政全书》、沈氏《农书》、张氏《补农书》以及《农桑经》、《马首 农言》、《农言著实》、《山居琐言》、《农说》、《知本提纲》等一大批农书，我国劳 动人民对土壤肥料学乃至大农学的实践思想、理论的发展作出了伟大的贡献。唐朝的韩鄂 拼摆有《四时篆要》，其中记载关于使用基肥和种肥的作用，包括果蔬药材共计30多种。 随唐未以后，长江流域水稻的发展，反映在肥料使用上的经验更加丰富。南宋陈敷的《衣 书》中提到制造火粪（即焦泥灰）的技术，堆肥发酵技术和沤池基肥等措施，并引证当时 的农谚，把施肥比作“粪药”，说用粪犹如用药，强调施肥的重要性。元朝王祯的《农书》 中的“粪壤篇”，把肥料分成六大类：大粪、器粪、苗粪（绿肥）、草粪（野生绿肥、火粪 (草木灰、焦泥灰、石灰)、泥粪。还提出了土壤不是越种越贫锵，而是可以长新壮的原则。 清朝杨又把肥料增加至十类：人粪，粪、苗粪、火粪、泥粪、骨蛤灰粪、渣粪（莱籽 饼、棉籽饼人、黑豆粪（黑豆磨碎浇以粪尿密闭发酵，与泥土和拌而成）、皮毛粪。在施肥 方法上还提出“时宜”、“土宜”和“物宜”的“三宜”原则，就是因时制宜、因地制宜、 因物制宜，做到天尽其时、地尽其利、物尽其用，以获得最佳的生产效益。 中国古代农业生产所用的肥料主要是有机肥料，施肥的特点是用地与养地相结合，从 而保证了农业生态系统的平衡，粮食产量几千年来不断提高。不难看出，我国在施肥方面 积累了丰富的经验，在施肥的理论和实我上都具有独特的创造，为施肥科学理论体系的形 成奠定了基础。 表1我国古代稻、麦产量的变化情况 (余也非，1980年) 北方麦 南方水稻 朝代 (市亩市石*)% (市亩市石)% 先泰（公元前221-公元前206年） 0.732 100 西汉（公元前206-公元24年） 0804 1098 0536 100 魏、西晋(220-316) 0.791 108.0 0.791 147.6 东晋、南朝(420-589) 1.111 207.3 北朝(386.589) 0686 93.7 隋唐(581-907) 0.757 102.9 1.136 211.9 宋朝(960.1279】 0694 948 1387 2588 元朝(1291-1368 0.964 131.7 1.927 359.5 明清(1368.1911) 1.302177.9 2.604 485.8 ◆市亩市石相当于1125kgha 相比之下，在欧洲直到11世纪，法国和德国才开始施肥，英国到3世纪农田施肥还 很不普遍。所以就这门科学发展历史来看，当时我国劳动人民创造最多、贡献最大、处于 领先地位。 -3-
- 3 - 胡麻次之。悉皆五、六月中禾冀种，七月八月犁禾淹杀之。为春谷田，则亩收十石，其美 于蚕矢熟粪同”。 隋、唐、五代、宋、元、明、清（公元 581-1911 年）以来，对于农业生产的技术措 施，则有了更明确的分类和更详细的归纳总结，出现了诸如《四时纂要》、《耒耜经》、 《陈旉农书》、《农政全书》、沈氏《农书》、张氏《补农书》以及《农桑经》、《马首 农言》、《农言著实》、《山居琐言》、《农说》、《知本提纲》等一大批农书，我国劳 动人民对土壤肥料学乃至大农学的实践思想、理论的发展作出了伟大的贡献。唐朝的韩鄂 拼撰有《四时纂要》，其中记载关于使用基肥和种肥的作用，包括果蔬药材共计 30 多种。 随唐宋以后，长江流域水稻的发展，反映在肥料使用上的经验更加丰富。南宋陈敷的《农 书》中提到制造火粪（即焦泥灰）的技术，堆肥发酵技术和沤池基肥等措施，并引证当时 的农谚，把施肥比作“粪药”，说用粪犹如用药，强调施肥的重要性。元朝王祯的《农书》 中的“粪壤篇”，把肥料分成六大类：大粪、蹋粪、苗粪（绿肥）、草粪（野生绿肥）、火粪 （草木灰、焦泥灰、石灰）、泥粪。还提出了土壤不是越种越贫瘠，而是可以长新壮的原则。 清朝杨舢又把肥料增加至十类：人粪，畜粪、苗粪、火粪、泥粪、骨蛤灰粪、渣粪（菜籽 饼、棉籽饼）、黑豆粪（黑豆磨碎浇以粪尿密闭发酵，与泥土和拌而成）、皮毛粪。在施肥 方法上还提出“时宜”、“土宜”和“物宜’’的“三宜”原则，就是因时制宜、因地制宜、 因物制宜，做到天尽其时、地尽其利、物尽其用，以获得最佳的生产效益。 中国古代农业生产所用的肥料主要是有机肥料，施肥的特点是用地与养地相结合，从 而保证了农业生态系统的平衡，粮食产量几千年来不断提高。不难看出，我国在施肥方面 积累了丰富的经验，在施肥的理论和实践上都具有独特的创造，为施肥科学理论体系的形 成奠定了基础。 表 1.我国古代稻、麦产量的变化情况 （余也非，1980 年） 朝代 北方麦 南方水稻 (市亩市石*）% （市亩市石）% 先秦（公元前 221-公元前 206 年） 0.732 100 - - 西汉（公元前 206-公元 24 年） 0.804 109.8 0.536 100 魏、西晋（220-316） 0.791 108.0 0.791 147.6 东晋、南朝（420-589） - - 1.111 207.3 北 朝（386-589） 0.686 93.7 - - 隋 唐（581-907） 0.757 102.9 1.136 211.9 宋 朝（960-1279） 0.694 94.8 1.387 258.8 元 朝（1291-1368） 0.964 131.7 1.927 359.5 明 清（1368-1911） 1.302 177.9 2.604 485.8 *市亩市石相当于 1125kg/ha 相比之下，在欧洲直到 11 世纪，法国和德国才开始施肥，英国到 13 世纪农田施肥还 很不普遍。所以就这门科学发展历史来看，当时我国劳动人民创造最多、贡献最大、处于 领先地位
二、近代施肥科学的发展 (一)施肥科学理论的形成与发展 19世纪中叶，以德国化学家李比希U.V Liebig,1803-187B年)为代表的农业化学学 派，从化学的观点来研究土壤和植物营养，在前人研究成果的基础上，结合自己的研究1840 年在《化学在农业和植物生理学上应用》中创立了“植物矿质营养学说”(heory of plant 理va护 分归还学说”(theory of nutrition returns),其核心内容是要维持地力就必须将作物带走的养 分归还给土壤，办法就是施肥，使土壤的养分损耗和矿质营养物质归还之间保持一定的平 衡。上述两个学说的问世推翻了由素伊尔提出的植物靠吸收腐殖质而生长的错误腐殖质学 说，不仅推动了土壤植物营养科学的发展，同时促进了巨大的化肥工业兴起，开辟了全世 界农田施用化肥的历史。从此，化肥在全世界得到了广泛应用，农作物产量大幅度提高， 然而，李比希的学说片面地认为士壤是单纯的养分贮藏库，矿质养分是土壤肥力的唯一因 素，只要施用矿质肥料把植物吸收的矿质养分归还土壤，就能保持土壤肥力，从根本上抛 弃了有机肥的施用及各种生物因素在提高土壤肥力方面的重要作用。 在西方大量施用化肥后，出现施肥增产幅度降低的现象。1843年，对此李比希又提出 了“最小养分率”(law of the minimum nutrition)。这一学说告诫我们栽培作物不仅要施 肥，而且要注意及时分析限制产量的最小养分，只有准确的补给最小养分，产量才能继续 提高。这就是施肥的“木桶理论”。以上3个学说的建立，在发展植物营养与指导施肥中起 到了十分积极的作用，草定了施肥科学的理论基础。 后人在应用上术学说的基础上不断探索，“报递减律1w矿diminishing returns “米氏学说"(Mitscherlich'slaw)和“因子综合作用律”(integrated factor law)等原理的形成 进一步丰富和发展了施肥科学理论 (二)我国施肥科学的发展 L.解放前化肥施用简况。我国于1901年开始施用化肥，迄今已有近百年历史，解放前施 肥历史大致可分为3个阶段。 第一阶段从1901一1910年属于引进阶段。1901年，台湾省首先由日本进口化肥，施 于甘蔗上大陆开始从西欧讲口化肥，主要应用于沿海诸省的水稻、蔬莱和柑橘上：190年 保定直隶农事试验场开始了肥效试验，其结论是氨肥有效，而磷、钾肥无效 第二阶段从1909一1936年属于肥效探索阶段。北京农事试验场曾设计了8个施肥处理 (无肥、无氨、无磷、无钾、施氨、施磷、施钾和施氨磷钾)的肥效试验，同时吉林公主岭 农事试验场，广东、上海、苏州、杭州等地也都在多种作物上开展了肥效、施用量和对士 壤影响试验。 第三阶段从19361949年属于肥效及技术研究阶段。张乃风在1936一1940年进行了 第一次全国性化肥肥效试验：1940一1949年，我国进行了第一个氯化铵长期定位试验，最 后由陈尚谨和乔生辉完成，提出了有效的土壤、作物及相应的施产方法与技术。 2.解放后施肥科学的发展。新中国成立后，化巴工业得到迅猛发展，化肥的增产效果也得 到了充分的发挥，相应地投肥结构历经了3个阶段的变化，即20世纪60年代以前的有村 肥与氮肥配合施用阶段，70一80年代有机肥与氨、磷肥配合施用阶段和80年代后有机 与氨、磷、钾、微量元素肥料配合施用阶段。据估计，20世纪50一90年代，每隔10年化 .4
- 4 - 二、近代施肥科学的发展 （一）施肥科学理论的形成与发展 19 世纪中叶，以德国化学家李比希 (J. V. Liebig，1803-1873 年)为代表的农业化学学 派，从化学的观点来研究土壤和植物营养，在前人研究成果的基础上，结合自己的研究 1840 年在《化学在农业和植物生理学上应用》中创立了“植物矿质营养学说”(theory of plant mineral nutrition)，并肯定提出：植物的营养主要依赖于土壤的矿质成分以及有机质分解后 产生的矿物质，强调了植物中矿质营养的作用，揭示了植物营养的本质；紧接着提出了“养 分归还学说”(theory of nutrition returns)，其核心内容是要维持地力就必须将作物带走的养 分归还给土壤，办法就是施肥，使土壤的养分损耗和矿质营养物质归还之间保持一定的平 衡。上述两个学说的问世推翻了由泰伊尔提出的植物靠吸收腐殖质而生长的错误腐殖质学 说，不仅推动了土壤植物营养科学的发展，同时促进了巨大的化肥工业兴起，开辟了全世 界农田施用化肥的历史。从此，化肥在全世界得到了广泛应用，农作物产量大幅度提高。 然而，李比希的学说片面地认为土壤是单纯的养分贮藏库，矿质养分是土壤肥力的唯一因 素，只要施用矿质肥料把植物吸收的矿质养分归还土壤，就能保持土壤肥力，从根本上抛 弃了有机肥的施用及各种生物因素在提高土壤肥力方面的重要作用。 在西方大量施用化肥后，出现施肥增产幅度降低的现象。1843 年，对此李比希又提出 了“最小养分率 ”（law of the minimum nutrition)。这一学说告诫我们栽培作物不仅要施 肥，而且要注意及时分析限制产量的最小养分，只有准确的补给最小养分，产量才能继续 提高。这就是施肥的“木桶理论”。以上 3 个学说的建立，在发展植物营养与指导施肥中起 到了十分积极的作用，奠定了施肥科学的理论基础。 后人在应用上述学说的基础上不断探索，“报酬递减律”(1aw of diminishing returns)、 “米氏学说"(Mitscherlich's law)和“因子综合作用律”(integrated factor law）等原理的形成 进一步丰富和发展了施肥科学理论。 （二）我国施肥科学的发展 1. 解放前化肥施用简况。我国于 1901 年开始施用化肥，迄今已有近百年历史，解放前施 肥历史大致可分为 3 个阶段。 第一阶段从 1901—1910 年属于引进阶段。1901 年，台湾省首先由日本进口化肥，施 于甘蔗上大陆开始从西欧进口化肥，主要应用于沿海诸省的水稻、蔬菜和柑橘上；1910 年， 保定直隶农事试验场开始了肥效试验，其结论是氮肥有效，而磷、钾肥无效。 第二阶段从 1909—1936 年属于肥效探索阶段。北京农事试验场曾设计了 8 个施肥处理 (无肥、无氮、无磷、无钾、施氮、施磷、施钾和施氮磷钾)的肥效试验，同时吉林公主岭 农事试验场，广东、上海、苏州、杭州等地也都在多种作物上开展了肥效、施用量和对土 壤影响试验。 第三阶段从 1936—1949 年属于肥效及技术研究阶段。张乃风在 1936—1940 年进行了 第一次全国性化肥肥效试验；1940—1949 年，我国进行了第一个氯化铵长期定位试验，最 后由陈尚谨和乔生辉完成，提出了有效的土壤、作物及相应的施产方法与技术。 2. 解放后施肥科学的发展。新中国成立后，化肥工业得到迅猛发展，化肥的增产效果也得 到了充分的发挥，相应地投肥结构历经了 3 个阶段的变化，即 20 世纪 60 年代以前的有机 肥与氮肥配合施用阶段，70～80 年代有机肥与氮、磷肥配合施用阶段和 80 年代后有机肥 与氮、磷、钾、微量元素肥料配合施用阶段。据估计，20 世纪 50～90 年代，每隔 10 年化
肥用量分别占肥料投入量的10%，20%，30%，40%，60%，也就是说20世纪80年代后 化肥作为当家肥的局面基本形成，相应地，有机肥料的施用量基本上每隔10年约下降10%。 在施肥技术与方法上，20世纪50年代主要研究氮肥的有效使用方法与技术。提出了 不同氮肥品种的适宜土壤条件，主要农作物的需氮规律、适宜的施肥时期和施肥量，尤其 是结合当时生产中使用较多的易挥发性碳酸氢铵、氨水等提出的氮肥深施覆土、球肥深施、 压粒施肥技术，有效地减少了氨的挥发损失，提高肥效达20%一30%。此后，又进一步提 出尿素深施技术，并在实践中迅速得到推广和应用。 20世纪60年代，主要研究磷肥的有效施用方法和技术。明确了磷肥有效施用条件及 土壤缺磷的诊断方法与治标，为施磷改良低产田，促进生物固氨等提供了科学依据和应用 前景。同时，还针对不同作物需磷特点，不同磷肥品种的性质及不同土壤类型对磷肥的反 应特点，提出了豆科绿肥“以磷增氨”、磷肥集中施用等一套合理施用磷肥的技术措施。 20世纪70年代初，主要研究钾的有效施用方法与技术。开始了钾肥肥效武验，指出 了钾肥的有效施用条件，为明确钾肥在增产、提高品质、增强作物抗病、抗逆能力等方面 的作用提供了有力试验依据。 此外，有关微量元素肥料的肥效与有效施用条件等方面的研究也都先后得到可靠的试 验数据。 20世纪80年代后，主要研究与推广配方施肥。针对20世纪70年代末施肥中出现的 “三重三轻”（即重化肥，轻有机肥：重氨肥，轻磷、钾、微肥：重追肥，轻基肥）现象， 以及由此带来的氨肥生产效率（单位面积施氨量而获得的增产量）下降 农作物生理病害日 益严重等问题，根据斯坦品(Stanford)定肥公式，结合国内情况，提出了“测报施吧”、“诊 断施肥、“氯磷钾合理配比”等技术。1983年农业部将各地采用的平衡施肥方法统一定名 为“配方施肥”(prescription-fertilization),该项技术已被国家列为“九五”农业增产的十 大措施之一，也为我国复混肥的生产与推广提供了科学依据 从化肥肥效研究上，我国自施用化肥以来，曾进行过3次有组织的、全国规模的化肥 肥效试验 第一次(1936一1940年)由前中央农业实验所组织，在14个省68个点上对7种土壤 种作物（水稻、小麦、油莱、棉花、玉米和谷子）进行了156个试验，1941年由张乃风先生 以《地力之测定》一文加以总结，基本查清了供试士壤的需氮氯程度为80%、磷约未4% 钾仅为10% 第二次(1958一1962年)由中国农业科学院主持汇总，有25个省、市、自治区的有关农 业单位参加，在157个试验点上完成351个田间试验，作物从粮食扩大到油料、烟草、果 树、蔬菜，明确了农家肥的肥效及氮、碳、钾肥的增产效果与施用有效的地区。 第三次(1981一1983年)由农业部作为化肥区划的研究任务下达，中国农业科学院土肥 所主持，全国29个省、市、自治区的农业科学研究院土肥所参加，在18种作物上进行了 5086个试验，1985年全面整理、汇编成《中国化肥区划》一书。试验再次证明氮肥肥效 仍然大于磷肥，磷肥大于钾肥，这个总的趋势没有变。而单位养分的增产量有所变化，对 于粮食作物，每千克养分增产量，氮肥降低，磷肥没变，钾肥增加。 为了讲一步弄清效，学习国外经验。从1980年开始先后在全国23个省、市、自 治区设置了101个肥料长期定位试验。研究内容包括：有机肥与无机肥配合，氨、磷、钾 配合以及种植制度中磷、钾肥的分配与后效等，并研究了施肥与土壤肥力，产品品质和不 。5
- 5 - 肥用量分别占肥料投入量的 10％，20％，30％，40％，60％，也就是说 20 世纪 80 年代后， 化肥作为当家肥的局面基本形成，相应地，有机肥料的施用量基本上每隔10年约下降10％。 在施肥技术与方法上，20 世纪 50 年代主要研究氮肥的有效使用方法与技术。提出了 不同氮肥品种的适宜土壤条件，主要农作物的需氮规律、适宜的施肥时期和施肥量，尤其 是结合当时生产中使用较多的易挥发性碳酸氢铵、氨水等提出的氮肥深施覆土、球肥深施、 压粒施肥技术，有效地减少了氨的挥发损失，提高肥效达 20％～30％。此后，又进一步提 出尿素深施技术，并在实践中迅速得到推广和应用。 20 世纪 60 年代，主要研究磷肥的有效施用方法和技术。明确了磷肥有效施用条件及 土壤缺磷的诊断方法与治标，为施磷改良低产田，促进生物固氮等提供了科学依据和应用 前景。同时，还针对不同作物需磷特点，不同磷肥品种的性质及不同土壤类型对磷肥的反 应特点，提出了豆科绿肥“以磷增氮”、磷肥集中施用等一套合 理施用磷肥的技术措施。 20 世纪 70 年代初，主要研究钾的有效施用方法与技术。开始了钾肥肥效试验，指出 了钾肥的有效施用条件，为明确钾肥在增产、提高品质、增强作物抗病、抗逆能力等方面 的作用提供了有力试验依据。 此外，有关微量元素肥料的肥效与有效施用条件等方面的研究也都先后得到可靠的试 验数据。 20 世纪 80 年代后，主要研究与推广配方施肥。针对 20 世纪 70 年代末施肥中出现的 “三重三轻”(即重化肥，轻有机肥；重氮肥，轻磷、钾、微肥；重追肥，轻基肥)现象， 以及由此带来的氮肥生产效率(单位面积施氮量而获得的增产量)下降，农作物生理病害日 益严重等问题，根据斯坦福(Stanford)定肥公式，结合国内情况，提出了“测报施肥 ”、“诊 断施肥”、“氮磷钾合理配比”等技术。1983 年农业部将各地采用的平衡施肥方法统一定名 为“配方施肥”（prescription-fertilization），该项技术已被国家列为“九五”农业增产的十 大措施之一，也为我国复混肥的生产与推广提供了科学依据。 从化肥肥效研究上，我国自施用化肥以来，曾进行过 3 次有组织的、全国规模的化肥 肥效试验。 第一次(1936—1940 年)由前中央农业实验所组织，在 14 个省 68 个点上对 7 种土壤 6 种作物(水稻、小麦、油莱、棉花、玉米和谷子)进行了 156 个试验，1941 年由张乃风先生 以《地力之测定》一文加以总结，基本查清了供试土壤的需氮程度为 80%、磷约 未 40%、 钾仅为 10%。 第二次(1958—1962 年)由中国农业科学院主持汇总，有 25 个省、市、自治区的有关农 业单位参加，在 157 个试验点上完成 351 个田间试验，作物从粮食扩大到油料、烟草、果 树、蔬菜，明确了农家肥的肥效及氮、磷、钾肥的增产效果与施用有效的地区。 第三次(1981—1983 年)由农业部作为化肥区划的研究任务下达，中国农业科学院土肥 所主持，全国 29 个省、市、自治区的农业科学研究院土肥所参加，在 18 种作物上进行了 5 086 个试验，1985 年全面整理、汇编成《中国化肥区划》一书。试验再次证明氮肥肥效 仍然大于磷肥，磷肥大于钾肥，这个总的趋势没有变。而单位养分的增产量有所变化，对 于粮食作物，每千克养分增产量，氮肥降低，磷肥没变，钾肥增加。 为了进一步弄清肥效，学习国外经验，从 1980 年开始，先后在全国 23 个省、市、自 治区设置了 101 个肥料长期定位试验。研究内容包括：有机肥与无机肥配合，氮、磷、钾 配合以及种植制度中磷、钾肥的分配与后效等，并研究了施肥与土壤肥力，产品品质和不
司施吧制度与养分平衡、循环等间题 以上研究成果为分析我国化肥肥效的演变与发展，以及制定全国化肥的生产与分配。 提供了极为有用的大量资料与科学依据。 3.施肥科学研究的发展方向有限的耕地和沉重的人口压力，决定了今后相当长的 时期内，仍然需要通过增加肥料用量来提高单位面积产量，实现总产量的增长，以满足人 类生存的需求。但化肥施用中仍存在很多问题，者如，化严投入数量仍然不足：地风分配 不均衡：氨、磷、钾比例不协调和品种结构不够合理：肥料利用率下降：引起环境污染等 因此，提高肥料利用率、协调高产与优质、施肥与环境关系的研究成为未来施肥科学研究 的中心内容。具体讲，今后需要加强以下几个方面研究：①经济作物、林木、草地及水产 合理施肥的研究：②以提高主要农作物产品品质、降低环境污染为主要目的的化肥适宜用 量及其配比的研究：⑧提高肥料利用率的方法与技术研究，如施肥与灌水等其他生态因子 的耦合技术、3S(即RS、GS、GPS)技术在施肥中的应用、机械化与智能化施肥技术、新 型肥料的开发与应用技术研究等：④植物营养遗传特性与有种技术相结合的研究，如利用 不同植物对士壤养分的吸收利用特性的差异，筛选耐养分胁迫的植物品种，通过遗传工程 实现对土壤养分高效利用的品种选有，从而节省肥料和减少环境污染。 第二节施肥的效应 一、合理施肥产生的良好效应 1,施肥的增产效应 国内外无数个试验和生产实践证明，合理施用肥料能提高作物的产量，特别在中、低 产田，增产效果十分明显。而随着单位面积施肥量的增单位养分的增产效应有下降趋势 据1958一1962年进行的第二次全国化肥肥效试验，每千克氨、磷、钾养分增产的粮食和 棉花相对较高（表2） 表2氮硫钾化肥的肥效(958-1962年) 作物 每千克养分增产千克糊 氮(N) (P2Os) 钾(K,O) 水稻 15-20 8-12 34 小麦 10-15 10 多数试验不增产 玉米 20-30 5-10 2-4 棉花（籽棉） 810 油菜子 5-6 5-8 奠类（奠块 40-60 引自：中因农业科学院土肥所，土壤肥料科学研究，资料汇编第2号，1963年 1981 -1983年第三次全国化肥试验网进行的化肥肥效研究，每千克氨、磷、钾分增产 粮食和棉花等相对较少（表3）。 表3不同作物施用氮、磷、钾化肥的肥效(1981-1983年) 氮(N) 磷PO) 钾KO) 作物 试哈银公顷 每千克试验每公顷每千克试验每公顷每千克 数 用量 养分增产 数 用量养分增产 数 用量养分增产 -6-
- 6 - 同施肥制度与养分平衡、循环等问题。 以上研究成果为分析我国化肥肥效的演变与发展，以及制定全国化肥的生产与分配， 提供了极为有用的大量资料与科学依据。 3．施肥科学研究的发展方向 有限的耕地和沉重的人口压力，决定了今后相当长的 时期内，仍然需要通过增加肥料用量来提高单位面积产量，实现总产量的增长，以满足人 类生存的需求。但化肥施用中仍存在很多问题，诸如，化肥投入数量仍然不足；地区分配 不均衡；氮、磷、钾比例不协调和品种结构不够合理；肥料利用率下降；引起环境污染等。 因此，提高肥料利用率、协调高产与优质、施肥与环境关系的研究成为未来施肥科学研究 的中心内容。具体讲，今后需要加强以下几个方面研究：①经济作物、林木、草地及水产 合理施肥的研究；②以提高主要农作物产品品质、降低环境污染为主要目的的化肥适宜用 量及其配比的研究；⑧提高肥料利用率的方法与技术研究，如施肥与灌水等其他生态因子 的耦合技术、3S(即 RS、GIS、GPS)技术在施肥中的应用、机械化与智能化施肥技术、新 型肥料的开发与应用技术研究等；④植物营养遗传特性与育种技术相结合的研究，如利用 不同植物对土壤养分的吸收利用特性的差异，筛选耐养分胁迫的植物品种，通过遗传工程 实现对土壤养分高效利用的品种选育，从而节省肥料和减少环境污染。 第二节 施肥的效应 一、合理施肥产生的良好效应 1.施肥的增产效应 国内外无数个试验和生产实践证明，合理施用肥料能提高作物的产量，特别在中、低 产田，增产效果十分明显。而随着单位面积施肥量的增单位养分的增产效应有下降趋势。 据 1958—1962 年进行的第二次全国化肥肥效试验 ，每千克氮、磷、钾养分增产的粮食和 棉花相对较高(表 2)。 表 2 氮磷钾化肥的肥效（958-1962 年） 作物 每千克养分增产千克数 氮（N） 磷(P2O5) 钾(K2O) 水稻 15-20 8-12 2-4 小麦 10-15 5-10 多数试验不增产 玉米 20-30 5-10 2-4 棉花（籽棉） 8-10 - - 油菜子 5-6 5-8 - 薯类（薯块） 40-60 - - 引自：中国农业科学院土肥所，土壤肥料科学研究，资料汇编第 2 号，1963 年 1981—1983 年第三次全国化肥试验网进行的化肥肥效研究，每千克氮、磷、钾分增产 粮食和棉花等相对较少(表 3)。 表 3 不同作物施用氮、磷、钾化肥的肥效（1981-1983 年） 作物 氮（N） 磷(P2O5) 钾(K2O) 试验 每公顷 每千克 试验 每公顷 每千克 试验 每公顷 每千克 数 用量 养分增产 数 用量 养分增产 数 用量 养分增产
水稻 896 252 115 174.0 49 小姿 1462 2355 10.0 1851 160.5 8.1 678 171.0 21 玉米 728 249.0 134 166,5 3 195.0 16 棉花（籽棉） 45 337. 3.6 97 198.0 20 57 270.0 2.9 油菜子 68 316.5 40 97 1320 63 30 177.0 0.6 马铃碧 16 1245 58.1 4 118.5 332 180.0 10.3 引自：中国农业科学院土肥所化肥网组，土壤肥料，1986年，1-2期 近10年(199年)的研究结果则为每千克氮、，钾增产粮食5一8kg,皮棉0.6-0.7g, 油料3一4kg,糖料60一80kg,单位量肥料的增产量明显降低。 2.施肥能改良土壤和提高土壤肥力 施肥是增加和平衡士壤养分的有效措施。据河南省土壤肥力监测材料结果表明，第 次土壤普查10年来，土壤碱解氯有增无城、有效磷有增有减、有效钾有减无增，这与河南 历年来大量施氮、多数土壤施磷和少数士壤施钾的施肥状况完全一致。 施肥对土壤有机质含量有良好的正效应。西北农林科技大学的试验结果说明（表4，不 施肥土壤有机质有所下降或仅略有增加，而施肥处理，土壤有机质均有增长，比较而言 施用有机肥料更为显著。土壤有机质的来源，主要是植物的生物体，通过施肥可增加作物 的生物产量和经济产量，地上地下有机物质均有增加。而有机肥本身富含有机质，无疑为 增加 土壤有机质含量， 培肥土壤提供了物质基础 表4施肥对土壤有机质含量的影响% 原土壤有机质含量 无肥处理 施有机肥 施化肥 144 146133 170-100 132185 1.09 1.16-1.12 1.311.40 1.11~1.16 化肥具有生理酸碱性，在不同的酸碱土壤上，恰当而有选择地合理配施化肥，有利于 土壤pH的逐步矫正，从而提供作物生长发育和土壤微生物活动的适宜pH范围，土壤pH 调整得当，还会对多种营养元素的供给产生良好影响，也有利于作物正常生长并获得较好 收成。 3.施肥能改善农产品品质 农产品品质包括外观品质与内在品质，而这些品质都可以通过施肥而加以调节和改善 良好的农产品品质往往是在最适施肥状态下获得的，肥料不足、过量或养分不平衡时 农产品不但产量低，而且品质也差。禾谷类作物施用以氨吧为主的穗，明显提高千拉正 和出粉（米）率，同时增加谷物中蛋白质含量和积累总量，增加小麦粉面筋含量，提高烘烤 品质。但作为酒用大麦则应轻施氮肥，后期不施氮肥，否则会增加子粒中蛋白质含量，不 利于麦芽加工品质，而适量增施钾肥对麦芽的溶解度、澄清速度和色泽都有明显的促进作 用。 施用大量铵态氮肥有利于油料作物蛋白质合成，而会成少脂肪合成所需的碳水化合物 反之亦然。蔬菜和果实是人类摄取维生素和钾、镁的主要来源，也是铁、碘、锌、锰的 要来源。施用氮和磷能提高蔬菜中维生素A的前体化合物胡萝卜素和维生素B2等含量。 钾又称品质元素，可提高番茄中维生素A和维生素C含量，同时增加蔬菜中的矿物质含量 对多种水果品质有良好的作用。 7
- 7 - 水稻 896 252.0 9.1 912 115.5 4.7 875 174.0 4.9 小麦 1462 235.5 10.0 1851 160.5 8.1 678 171.0 2.1 玉米 728 249.0 13.4 1040 166.5 9.7 314 195.0 1.6 棉花（籽棉） 45 337.5 3.6 97 198.0 2.0 57 270.0 2.9 油菜子 68 316.5 4.0 97 132.0 6.3 39 177.0 0.6 马铃薯 16 124.5 58.1 44 118.5 33.2 3 180.0 10.3 引自：中国农业科学院土肥所化肥网组，土壤肥料，1986 年，1-2 期 近 10 年(1999 年)的研究结果则为每千克氮、磷、钾增产粮食 5—8 ㎏，皮棉 0.6—0.7kg， 油料 3—4kg，糖料 60—80kg，单位量肥料的增产量明显降低。 2.施肥能改良土壤和提高土壤肥力 施肥是增加和平衡土壤养分的有效措施。据河南省土壤肥力监测材料结果表明，第二 次土壤普查 10 年来，土壤碱解氮有增无减、有效磷有增有减、有效钾有减无增，这与河南 历年来大量施氮、多数土壤施磷和少数土壤施钾的施肥状况完全一致。 施肥对土壤有机质含量有良好的正效应。西北农林科技大学的试验结果说明(表 4)，不 施肥土壤有机质有所下降或仅略有增加，而施肥处理，土壤有机质均有增长，比较而言， 施用有机肥料更为显著。土壤有机质的来源，主要是植物的生物体，通过施肥可增加作物 的生物产量和经济产量，地上地下有机物质均有增加。而有机肥本身富含有机质，无疑为 增加土壤有机质含量，培肥土壤提供了物质基础。 表 4 施肥对土壤有机质含量的影响 ％ 原土壤有机质含量 无肥处理 施有机肥 施化肥 1.44 1.46～1.33 1.79～1.90 1.33～1.85 1.09 1.16—1.12 1.31～1.40 1.11～1.16 化肥具有生理酸碱性，在不同的酸碱土壤上，恰当而有选择地合理配施化肥，有利于 土壤 pH 的逐步矫正，从而提供作物生长发育和土壤微生物活动的适宜 pH 范围，土壤 pH 调整得当，还会对多种营养元素的供给产生良好影响，也有利于作物正常生长并获得较好 收成。 3.施肥能改善农产品品质 农产品品质包括外观品质与内在品质，而这些品质都可以通过施肥而加以调节和改善。 良好的农产品品质往往是在最适施肥状态下获得的，肥料不足、过量或养分不平衡时， 农产品不但产量低，而且品质也差。禾谷类作物施用以氮肥为主的穗肥，明显提高千粒重 和出粉(米)率，同时增加谷物中蛋白质含量和积累总量，增加小麦粉面筋含量，提高烘烤 品质。但作为酒用大麦则应轻施氮肥，后期不施氮肥，否则会增加子粒中蛋白质含量，不 利于麦芽加工品质，而适量增施钾肥对麦芽的溶解度、澄清速度和色泽都有明显的促进作 用。 施用大量铵态氮肥有利于油料作物蛋白质合成，而会减少脂肪合成所需的碳水化合物； 反之亦然。蔬菜和果实是人类摄取维生素和钾、镁的主要来源，也是铁、碘、锌、锰的重 要来源。施用氮和磷能提高蔬菜中维生素 A 的前体化合物胡萝卜素和维生素 B2 等含量。 钾又称品质元素，可提高番茄中维生素 A 和维生素 C 含量，同时增加蔬菜中的矿物质含量， 对多种水果品质有良好的作用
()氮素营养与植物体有机物品质 氯肥对植物品质的影响主要是通过提高植物产品中蛋白质含量来实现的。蛋白质含量 增多有多方面的益处：蛋白质是人类及一般动物的主要营养物质：高蛋白质含量的小麦面 粉所制作的面包，膨松、外观美。在正常生长的植物所吸收的氨中，大约有75%形成蛋白 质。增加氨肥供应除了可增加产品中蛋白质含量外，往往会减少植物碳水化合物含量和油 脂含量，隆低油料植物、糖用植物、淀粉植物的品质。此外，当土壤氮素供应过多时，可 导致植物体内NO3积累，后者对人类是有害的。氮素过多，还会使大麦发芽质量下降 对落叶果树来说，增加氮营养通常可以增大果实。但氮营养过多时会影响柑桔果实色泽， 延迟成熟并使成熟期参差不齐。在内在质量方面，合理的氮素营养，可以增加果实中可溶 性糖含量，氮太多使相桔中酸含量增加。在过量氮营养时，常会使果实的耐贮性和维生素 C含量下降。对于蔬菜作物，合理的氮素营养在增加产量的同时，也能提高品质，如使叶 色加深，对叶菜类能改善外观。氮营养不足，使蔬菜色泽变淡、植株变小且成熟不一致 氨营养过剩会导致蔬菜中NO3含量大幅度增加。合理的氮素营养对蔬菜的成分和口味有 良好的影响。 (2)磷素营养与植物体有机物品质 磷对植物体内许多重要组成的形成有重要作用，如硫酸脂、植酸钙镁、砖脂、砖蛋白 核蛋白等，这些化合物对植物生长发有和品质都有重要作用。增加磷的供应可以增加植物 的粗蛋白含量，特别是增加必需氨基酸的含量。合理供应磷可以使植物的淀粉和糖含量达 到正常水平，并可增加多种维生素含量。麓磷对牧草的营养价值是有重要作用的。在饲料 作物中，如果含磷量不足，就会大大影响牲畜的健康并引起严重疾病，还会引起牲畜生有 力的明显下降。一般来说，磷营养过量除促使植物过早熟之外，对作物品质并无多大不良 影响。 (3)钾素营养与植物体有机物品质 钾可以活化植物体内的一系列酶系统，改善碳水化合物代谢，并能提高植物的抗逆能 力，合理的钾素营养可以增加产品中碳水化合物含量，如增加糖分、淀粉和纤维含量，对 改善西瓜、甘蔗、马铃薯、麻类等作物的品质有良好作用：合理的钾素营养可以增加某些 维生素含量，改善水果、蔬菜作物的品质：可以防止缺钾条件下马铃薯上黑斑的形成：可 以延长籽粒灌浆期，使籽料饱满：也有利于增强作物的抗倒、抗寒、抗早、抗病虫害能力 粮食作物和饲料作物中钾的含量对人畜意义不大。因为因食物导致人畜缺钾的情况很少见 植物体内含钾高时对人畜也无害，但当土壤中钾素水平过高时，将影响植物对镁钙的吸收。 饲料中钾镁比过高会导致反刍动物缺镁病症。 (4)中、微量元素营养与植物品质 中、微量元素营养状况的好坏对植物品质有重要影响。如缺钙时，使苹果患苦豆斑病 使花生空壳率提高。缺硫时， 一些必须氨基酸无法形成，而降低蛋白质含量与质量。缺 会使芥菜、弹葱口味变劣。缺铜时不利于谷类作物籽实的灌浆和形成，导致小粒、瘪粒增 加。缺铜还影响花椰菜花序的形成与外观。氯过多会降低马铃薯淀粉含量及烟草的可燃性 4施肥能增强植物净化空气的作用 人、动物和微生物在生命活动中和工业能源燃烧时一样要清耗氧气，放出二氧化碳 因此，氧气在空气中每日每时都在消耗，二氧化碳同时又在不断增加，而空气中二氧化 增加，会导致温室效应，可能有碍作物生长。保持地球上空气中氧气和二氧化碳的平衡， -8-
- 8 - (1)氮素营养与植物体有机物品质 氮肥对植物品质的影响主要是通过提高植物产品中蛋白质含量来实现的。蛋白质含量 增多有多方面的益处：蛋白质是人类及一般动物的主要营养物质；高蛋白质含量的小麦面 粉所制作的面包，膨松、外观美。在正常生长的植物所吸收的氮中，大约有 75%形成蛋白 质。增加氮肥供应除了可增加产品中蛋白质含量外，往往会减少植物碳水化合物含量和油 脂含量，降低油料植物、糖用植物、淀粉植物的品质。此外，当土壤氮素供应过多时，可 导致植物体内 NO3-积累，后者对人类是有害的。氮素过多，还会使大麦发芽质量下降。 对落叶果树来说，增加氮营养通常可以增大果实。但氮营养过多时会影响柑桔果实色泽， 延迟成熟并使成熟期参差不齐。在内在质量方面，合理的氮素营养，可以增加果实中可溶 性糖含量，氮太多使柑桔中酸含量增加。在过量氮营养时，常会使果实的耐贮性和维生素 C 含量下降。对于蔬菜作物，合理的氮素营养在增加产量的同时，也能提高品质，如使叶 色加深，对叶菜类能改善外观。氮营养不足，使蔬菜色泽变淡、植株变小且成熟不一致。 氮营养过剩会导致蔬菜中 NO3-含量大幅度增加。合理的氮素营养对蔬菜的成分和口味有 良好的影响。 (2)磷素营养与植物体有机物品质 磷对植物体内许多重要组成的形成有重要作用，如磷酸脂、植酸钙镁、磷脂、磷蛋白、 核蛋白等，这些化合物对植物生长发育和品质都有重要作用。增加磷的供应可以增加植物 的粗蛋白含量，特别是增加必需氨基酸的含量。合理供应磷可以使植物的淀粉和糖含量达 到正常水平，并可增加多种维生素含量。施磷对牧草的营养价值是有重要作用的。在饲料 作物中，如果含磷量不足，就会大大影响牲畜的健康并引起严重疾病，还会引起牲畜生育 力的明显下降。一般来说，磷营养过量除促使植物过早熟之外，对作物品质并无多大不良 影响。 (3)钾素营养与植物体有机物品质 钾可以活化植物体内的一系列酶系统，改善碳水化合物代谢，并能提高植物的抗逆能 力，合理的钾素营养可以增加产品中碳水化合物含量，如增加糖分、淀粉和纤维含量，对 改善西瓜、甘蔗、马铃薯、麻类等作物的品质有良好作用；合理的钾素营养可以增加某些 维生素含量，改善水果、蔬菜作物的品质；可以防止缺钾条件下马铃薯上黑斑的形成；可 以延长籽粒灌浆期，使籽料饱满；也有利于增强作物的抗倒、抗寒、抗旱、抗病虫害能力。 粮食作物和饲料作物中钾的含量对人畜意义不大。因为因食物导致人畜缺钾的情况很少见， 植物体内含钾高时对人畜也无害，但当土壤中钾素水平过高时，将影响植物对镁钙的吸收。 饲料中钾镁比过高会导致反刍动物缺镁病症。 (4)中、微量元素营养与植物品质 中、微量元素营养状况的好坏对植物品质有重要影响。如缺钙时，使苹果患苦豆斑病， 使花生空壳率提高。缺硫时，一些必须氨基酸无法形成，而降低蛋白质含量与质量。缺硫 会使芥菜、洋葱口味变劣。缺铜时不利于谷类作物籽实的灌浆和形成，导致小粒、瘪粒增 加。缺铜还影响花椰菜花序的形成与外观。氯过多会降低马铃薯淀粉含量及烟草的可燃性。 4.施肥能增强植物净化空气的作用 人、动物和微生物在生命活动中和工业能源燃烧时一样要消耗氧气，放出二氧化碳。 因此，氧气在空气中每日每时都在消耗，二氧化碳同时又在不断增加，而空气中二氧化碳 增加，会导致温室效应，可能有碍作物生长。保持地球上空气中氧气和二氧化碳的平衡
最主要的是依靠绿色植物和菌、藻、微生物生命活动所产生的氧气和二氧化碳，这对净化 空气有重要作用。 虽然不施配时绿色植物净化空气的作用也存在，但施肥增强空气净化的作用己被证 明。因为，施肥的直接效果是增加产量，必然引起生物量的增加，自然而然地提高了光合 作用，从而植物吸收二氧化碳和释放氧气的量就大。同时，植物生物量的增加也加大了植 物对诸如H2S,F等有苦气体的吸收，因此施肥可增强绿色植物净化空气的作用。 5.施肥能有效地减轻农业灾害 合理施肥是农业减灾中的一顶重要措施。施肥能提高作物的耐寒、耐早和耐霜陈性能 三要素中磷和钾在减灾中作用更大，充足的磷、钾营养，有利于植物吸收和储存矿物质 增加糖分和可溶性蛋白质等可起到抗冻结作用，提高和保讲作物细胞的渗诱作用，降低冰 点，减少或避免冻害和冷吉造成的损失。充足的磷、钾营养，还可促进植物根系的发有， 增强根系对土壤中层和下层水分的利用，有利于士壤在干早条件下推持自身体内水分平衡 特别是钾肥还能通过调节气孔关闭，诚缓作物体内水分的损失，减轻作物干早灾害。 通过合理施肥来减轻自然灾害在生产实践中得到广泛的应用。1998年春，河南许昌 带冬小麦处在拔节时期，突遇严寒低温，小麦遭受严重冻害，地上部分出现冻死现象。据 河南农业大学小麦所调查，在天晴转暖后，凡是采用追肥的麦田，由于促进了小麦分蘖基 部腋芽重新萌发，最后得到6一8成的收获，而未采取此项措施的只有4或5成收获。 (二)不合理施肥引起的不良效应 座肥对人类的生存和生活的改善是巨大的，但人们越来越深刻认识到不合理施肥的 面效应也在不断增加。肥料由于管理不普，用量和施用方法不当而不可避免地造成利用率 降低，特别是氮肥用量在过去30年内的增长势头远超过了我国农业中环境改善和其他技术 条件改进的速率，因此，我国农业中氨肥的利用率呈明显下降趋势：20世纪60年代为60% 7080年代下降为50%40%，90年代进一步下降为35%一32%。相应地，农业中化肥 氯的年损失量由20世纪60年代的1.2×101、70年代的2.8×10°1,80年代的5.4×1010 6.0×101上升至0年代的1.2×107一1.6×10t,预计至21世纪初化肥氮的年损失量可能 接近2.0×10？。 肥料施用量的增加及由此带来的养分巨大挥发损失、流失，有苦元素在 土壤的积累会导致土壤质量下降：引起水体富营养化以及地下水污染：同时引起大气污染 还可以导致农产品污染以及减产，这些都将严重危害者人类的健康。 1施肥与全球变暖 温室效应使全球变暖的问题已引起广泛重视。造成温室效应的气体主要是二氧化碳、 氧化碳、甲烷、氧化亚氮(N2O、氧化氨(NO、氯氟烃、水蒸汽等。温室气体浓度的增 加可能会产生如下重要影响：(1)平均气温增加，特别是温带夜间温度的增加：(2)雨量和蒸 发量的比例改变，导致农业生态带的位移：(3)海平面上升。全球变暖的影响因地区不同而 有很大差异，从整体来看，不利的影响可能大于有利的影响。 施肥与全球变暖的关系问题是一个新的问题，也是一个重大问题。因为施肥是农业生 产中的一个经常性的重要措施。施肥对全球变暖的影响主要是通过产生温室气体来进行的 受施肥影响最大的温室气体主要是氧化亚氮和甲烷。从农业角度看，保持士壤有机质，不 断增加农作物产量以及减少森林和其它植被的破坏，有利于C02的排放。甲烷的来源主要 是水田和湿地。土壤中甲烷的产生主要受土壤氧化还原状况的影响，因为甲烷只有在土圹 中强烈的还原状态下才能产生。所以施用有机肥，特别是秸秆还田可以促进土壤还原性的 .91
- 9 - 最主要的是依靠绿色植物和菌、藻、微生物生命活动所产生的氧气和二氧化碳，这对净化 空气有重要作用。 虽然不施肥时绿色植物净化空气的作用也存在，但施肥增强空气净化的作用已被证 明。因为，施肥的直接效果是增加产量，必然引起生物量的增加，自然而然地提高了光合 作用，从而植物吸收二氧化碳和释放氧气的量就大。同时，植物生物量的增加也加大了植 物对诸如 H2S，F 等有害气体的吸收，因此施肥可增强绿色植物净化空气的作用。 5．施肥能有效地减轻农业灾害 合理施肥是农业减灾中的一项重要措施。施肥能提高作物的耐寒、耐旱和耐霜冻性能， 三要素中磷和钾在减灾中作用更大，充足的磷、钾营养，有利于植物吸收和储存矿物质， 增加糖分和可溶性蛋白质等可起到抗冻结作用，提高和促进作物细胞的渗透作用，降低冰 点，减少或避免冻害和冷害造成的损失。充足的磷、钾营养，还可促进植物根系的发育， 增强根系对土壤中层和下层水分的利用，有利于土壤在干旱条件下维持自身体内水分平衡， 特别是钾肥还能通过调节气孔关闭，减缓作物体内水分的损失，减轻作物干旱灾害。 通过合理施肥来减轻自然灾害在生产实践中得到广泛的应用。1998 年春，河南许昌一 带冬小麦处在拔节时期，突遇严寒低温，小麦遭受严重冻害，地上部分出现冻死现象。据 河南农业大学小麦所调查，在天晴转暖后，凡是采用追肥的麦田，由于促进了小麦分蘖基 部腋芽重新萌发，最后得到 6—8 成的收获，而未采取此项措施的只有 4 或 5 成收获。 (二)不合理施肥引起的不良效应 施肥对人类的生存和生活的改善是巨大的，但人们越来越深刻认识到不合理施肥的负 面效应也在不断增加。肥料由于管理不善，用量和施用方法不当而不可避免地造成利用率 降低，特别是氮肥用量在过去 30 年内的增长势头远超过了我国农业中环境改善和其他技术 条件改进的速率，因此，我国农业中氮肥的利用率呈明显下降趋势：20 世纪 60 年代为 60％， 70～80 年代下降为 50％～40％，90 年代进一步下降为 35％一 32％。相应地，农业中化肥 氮的年损失量由 20 世纪 60 年代的 1.2×106 t、70 年代的 2.8×106 t、80 年代的 5.4×10106 ～ 6.0×106 t 上升至 90 年代的 1.2×107～1.6×107 t，预计至 21 世纪初化肥氮的年损失量可能 接近 2.0×107 t。 肥料施用量的增加及由此带来的养分巨大挥发损失、流失，有害元素在 土壤的积累会导致土壤质量下降；引起水体富营养化以及地下水污染；同时引起大气污染， 还可以导致农产品污染以及减产，这些都将严重危害着人类的健康。 1.施肥与全球变暖 温室效应使全球变暖的问题已引起广泛重视。造成温室效应的气体主要是二氧化碳、 一氧化碳、甲烷、氧化亚氮(N2O)、氧化氮(NO)、氯氟烃、水蒸汽等。温室气体浓度的增 加可能会产生如下重要影响：(1)平均气温增加，特别是温带夜间温度的增加；(2)雨量和蒸 发量的比例改变，导致农业-生态带的位移；(3)海平面上升。全球变暖的影响因地区不同而 有很大差异，从整体来看，不利的影响可能大于有利的影响。 施肥与全球变暖的关系问题是一个新的问题，也是一个重大问题。因为施肥是农业生 产中的一个经常性的重要措施。施肥对全球变暖的影响主要是通过产生温室气体来进行的。 受施肥影响最大的温室气体主要是氧化亚氮和甲烷。从农业角度看，保持土壤有机质，不 断增加农作物产量以及减少森林和其它植被的破坏，有利于 CO2 的排放。甲烷的来源主要 是水田和湿地。土壤中甲烷的产生主要受土壤氧化还原状况的影响，因为甲烷只有在土壤 中强烈的还原状态下才能产生。所以施用有机肥，特别是秸秆还田可以促进土壤还原性的
加强，增加水田或湿地CH4的排放。施用氨巴一般有利于抑制水田或湿地CH4的排放 蔡祖聪(1995)等人的研究表明，施用硫铵可使甲烷排放通量比不施氮肥减少42%60%。施 用其它氮肥亦只有类似的结果 土壤氧化亚氮的排放主要来源是土中的硝化和反硝化作用。据估计，施肥土壤每年 向大气排放的N2O有150×104tN),而全球自然土壤的年排放量则达到(600止300)×104tN) 两者合计占全球N20米源的53%。在农田中，施用氮肥是N20产生量增加的基本原因。 Boumwman(1990)的试验结果表明，在氮肥用量低时，其用量的01%~0.8%，可转化成N20 排放出来：而在高用量时，这一比例达到0.5%~2%。在太湖地区N20的排放量在水稻生 长期间，相当于施氨量的0.19%0.48%。不同氮肥品种对N20排放量的影响也是不同的 国外报道（转自鲁如坤，1998）不同氮肥N20的转化率为：液氮1.63%，铵态氮肥0.12% 尿素0.11%，硝态氮肥0.03%。由于全球变暖问题的重要性，对各种温室气体排放规律的 研究已引起广泛重视。关于温室气体排放量，由于各有关参数尚未充分建立，各种估测数 据还不可避免地存在着很大误差。 表5氨肥品种对CH4排放的影响 处理 平均通量[mg(m2-h)CH4] 相对量(%) 不施氮肥 3.31 硫铵(100kgha) 1.91 58 硫铵(300kgha) 1.34 尿素(100ke/ha 3.07 93 尿素(30okg/ha) 2.85 86 ·股来说，我国CO排放量以非农业来源为主。稻田中甲烷的产生主要是施用绿肥 秸杆、厩肥等有机肥的结果，土壤有机质本身也能产生一定量的甲烷。我国NO排放量的 三大来源是：土壤本身、氮肥施用和生物体燃烧，其中氨肥来源的约占五分之一。但随着 耕地面积的减少，土壤本身的排放总量可能减少。因氨肥用量增加和燃烧生物体数量增加， 这两方面对N0排放量的贡献份额可能会增加 2氨肥施用与环境 氨肥施用对环境造成污染的可能性，从上世纪60年代开始就引起人们的注意。尤其 是关注氨肥施用对水体和大气的影响。如NO,-进入饮用水源，使饮用水NO,-超标。摄入 过多的NO-,则可能在体内还原为NOh-,引起高铁血红蛋白症，对婴儿危害很大，NO; N0都可形成致癌的亚硝基化合物。氯素进入水体后，可引起富营养化 只要合理施用氮肥，并不至于对环境造成巨大危害，而溢用化学氮肥则会引起严重的 环墙问原。我国有些经济发达的地区，少数田块单季氨肥用量高达450kN几a以上，对环 境可能会造成十分不利的影响，从而损害人民健康和农业的可持续发展。氮肥对水源的污 染主要是NO-,因为NO方-带有负电荷，不能被以带负电荷为主的土壤胶体所吸附，移动 性很大，极易随水移动。而NH4+能被土壤胶体吸附乃至固定，不易移动，但应防止NH4 发生硝化作用而转化为NO-。氮肥对大气的污染除了NO的反硝化过程产生的氧化氮外， 也有以NHB挥发形态进入大气的，而NH3挥发在我国北方的碱性、石灰性土壤上还是相 当严重的。 ()氮的径流损失及其对环境的污染 -10-
- 10 - 加强，增加水田或湿地 CH4 的排放。施用氮肥一般有利于抑制水田或湿地 CH4 的排放。 蔡祖聪(1995)等人的研究表明，施用硫铵可使甲烷排放通量比不施氮肥减少 42%~60%。施 用其它氮肥亦具有类似的结果。 土壤氧化亚氮的排放主要来源是土壤中的硝化和反硝化作用。据估计，施肥土壤每年 向大气排放的 N2O 有 150×104t(N)，而全球自然土壤的年排放量则达到(600±300)×104t(N)， 两者合计占全球 N2O 来源的 53%。在农田中，施用氮肥是 N2O 产生量增加的基本原因。 Boumwman(1990)的试验结果表明，在氮肥用量低时，其用量的 0.1%~0.8%，可转化成 N2O 排放出来；而在高用量时，这一比例达到 0.5%~2%。在太湖地区 N2O 的排放量在水稻生 长期间，相当于施氮量的 0.19%~0.48%。不同氮肥品种对 N2O 排放量的影响也是不同的， 国外报道(转引自鲁如坤，1998)不同氮肥 N2O 的转化率为：液氮 1.63%，铵态氮肥 0.12%， 尿素 0.11%，硝态氮肥 0.03%。由于全球变暖问题的重要性，对各种温室气体排放规律的 研究已引起广泛重视。关于温室气体排放量，由于各有关参数尚未充分建立，各种估测数 据还不可避免地存在着很大误差。 表 5 氮肥品种对 CH4 排放的影响 处理 平均通量[mg/(m2·h)CH4] 相对量（%） 不施氮肥 硫铵（100kg/ha） 硫铵（300kg/ha） 尿素（100kg/ha） 尿素（300kg/ha） 3.31 1.91 1.34 3.07 2.85 100 58 40 93 86 一般来说，我国 CO2 排放量以非农业来源为主。稻田中甲烷的产生主要是施用绿肥、 秸秆、厩肥等有机肥的结果，土壤有机质本身也能产生一定量的甲烷。我国 N2O 排放量的 三大来源是：土壤本身、氮肥施用和生物体燃烧，其中氮肥来源的约占五分之一。但随着 耕地面积的减少，土壤本身的排放总量可能减少。因氮肥用量增加和燃烧生物体数量增加， 这两方面对 N2O 排放量的贡献份额可能会增加。 2 氮肥施用与环境 氮肥施用对环境造成污染的可能性，从上世纪 60 年代开始就引起人们的注意。尤其 是关注氮肥施用对水体和大气的影响。如 NO3-进入饮用水源，使饮用水 NO3-超标。摄入 过多的 NO3-，则可能在体内还原为 NO2-，引起高铁血红蛋白症，对婴儿危害很大，NO3-、 NO2-都可形成致癌的亚硝基化合物。氮素进入水体后，可引起富营养化。 只要合理施用氮肥，并不至于对环境造成巨大危害，而滥用化学氮肥则会引起严重的 环境问题。我国有些经济发达的地区，少数田块单季氮肥用量高达 450kgN/ha 以上，对环 境可能会造成十分不利的影响，从而损害人民健康和农业的可持续发展。氮肥对水源的污 染主要是 NO3-，因为 NO3-带有负电荷，不能被以带负电荷为主的土壤胶体所吸附，移动 性很大，极易随水移动。而 NH4+能被土壤胶体吸附乃至固定，不易移动，但应防止 NH4+ 发生硝化作用而转化为 NO3-。氮肥对大气的污染除了 NO3-的反硝化过程产生的氧化氮外， 也有以 NH3 挥发形态进入大气的，而 NH3 挥发在我国北方的碱性、石灰性土壤上还是相 当严重的。 (1)氮的径流损失及其对环境的污染