【正文】 ⑤加強管理，降低生產(chǎn)成本，包括降低管理成本、能耗成本、原料成本、使產(chǎn)品具有價格優(yōu)勢。 表 1 世界一些國家和地區(qū)的化肥復(fù)合化率（ %） 國家或地區(qū) 氮肥 磷肥 鉀肥 美國 19 94 33 西歐地區(qū) 28 87 69 印度 13 83 31 中國 10 25 — 世界平均 30 引自《對“十五”和 20xx 年化肥行業(yè)規(guī)劃發(fā)展的幾點意見》 6 第二章 合理施肥的基本理論 要合理施肥就要掌握現(xiàn)代植物營養(yǎng)學基本理論，這些理論可以簡單的歸納為一個中心三個基本規(guī)律，一個中心就是養(yǎng)分歸還學說；三個基本規(guī)律是：最小養(yǎng)分學說；報酬遞減規(guī)律；因子綜合作用律，以養(yǎng)分歸還學說為中心的四個理論貫穿科學施肥的整個過程。 一、平衡施肥的理論核心是養(yǎng)分歸還學說 十九世紀中葉，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)化學奠基人 —— 德國人 李比希在提出了著名的礦質(zhì)營養(yǎng)理論時指出：由于不斷地栽培作物，引起土壤中礦質(zhì)養(yǎng)分的損耗，如不將作物從土壤中吸取的那些礦物質(zhì)歸還給土壤，最后將使土壤變得非常貧瘠，要恢復(fù)土壤中損耗的物質(zhì)，就必須使用礦質(zhì)肥料，使土壤中礦質(zhì)養(yǎng)分的損耗與歸還之間保持一定的平衡。李比希的這些論點在植物營養(yǎng)理論中被稱為“養(yǎng)分歸還學說”。 養(yǎng)分歸還學說的核心是礦質(zhì)營養(yǎng)，即作物生長需要的是礦質(zhì)養(yǎng)分而不是其它物質(zhì)。這些物質(zhì)包括有機物、微生物等。這里要區(qū)別肥料和養(yǎng)分的區(qū)別，肥料是指可以提供作物生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)或改善作物的生 長環(huán)境的一類物質(zhì)；而養(yǎng)分僅指作物生長的必需物質(zhì)，是由肥料、水、空氣或土壤等提供。肥料的定義比較廣，而養(yǎng)分的定義則比較小，有有機肥、生物肥、稀土肥、光肥、氣肥等，這些肥料要么為作物提供養(yǎng)分，要么改善作物的養(yǎng)分環(huán)境、促進作物對養(yǎng)分的吸收。不能直接提供作物養(yǎng)分的肥料在施用時必須要考慮土壤養(yǎng)分情況和與無機化肥的配合，否則就會造成養(yǎng)分耗竭、地力下降。 長期施用化肥會不會造成土壤肥力下降或土壤板結(jié)呢？經(jīng)過中國農(nóng)科院土壤肥料研究所對全國七十多個試驗點、十年的連續(xù)試驗分析，合理施用化肥可以保持土壤原有養(yǎng)分和地力水平甚至還有 所提高，沒有造成土壤地力下降或土壤板結(jié)。國際最著名的英國洛桑土壤肥料試驗站長達百年的化肥定位試驗也證明，合理施肥不僅不會造成土壤地力、養(yǎng)分的下降或土壤板結(jié)，還可以提高土壤養(yǎng)分、微生物活性。那么為什么都說施用 7 化肥會造成土壤板結(jié)、地力下降呢？這主要是不合理施肥造成的，特別是長期施用單一肥料；另外是某些肥料生產(chǎn)商（如生物肥料企業(yè)）的惡意宣傳。 二、施肥的主要矛盾 —— 最小養(yǎng)分限制因子 李比希在提出了“養(yǎng)分歸還學說”之后，又指出，在各種養(yǎng)分因子中，如有一最小養(yǎng)分因子，則其它養(yǎng)分因子雖然豐富也難以提高作物產(chǎn)量 ，作物產(chǎn)量受土壤中相對含量最小的養(yǎng)分支配。此即“最小養(yǎng)分律”。也就是說，施肥只有補充最小養(yǎng)分才能增產(chǎn)，不補充最小養(yǎng)分，增施其他養(yǎng)分，只能造成肥料的浪費?！白钚○B(yǎng)分律”還被比喻成“木桶理論”，即作物需要的各種養(yǎng)分就好比組成木桶的每一塊單一木板，這個木桶裝水（產(chǎn)量大小）的多少是由最短的那塊板子的高度決定，并且會隨著各塊高度的變化而改變。 土壤中的最小養(yǎng)分不是指養(yǎng)分的絕對含量的多與少，而是指對作物需求來講相對含量最低的養(yǎng)分。最小養(yǎng)分也不是固定不變的，是隨著施肥及作物等因素的影響而變化著的。如我國 50年代和 60年代 ，作物產(chǎn)量提高主要養(yǎng)分限制因子是氮素，隨著氮素化肥用量的不斷增加，到 70 年代，磷素成為大多數(shù)地區(qū)主要養(yǎng)分限制因素。從 80 年代開始很多地區(qū)因大量使用磷肥，又出現(xiàn)了其他養(yǎng)分元素成為限制因子的情況。因此合理施肥必須弄清各地最小養(yǎng)分限制因子，抓住主要矛盾，結(jié)合土壤供應(yīng)養(yǎng)分實際情況使用肥料，才能充分發(fā)揮肥效。繼續(xù)增加最小養(yǎng)分以外的其它養(yǎng)分，不但不能提高產(chǎn)量，而且還會降低施肥的經(jīng)濟效益。如在缺磷的土壤上片面增施氮肥，往往增產(chǎn)作用不大，這就是沒有按最小養(yǎng)分率的原則指導(dǎo)施肥的結(jié)果。 目前，在不同地區(qū)、不同作物上的最小養(yǎng)分限 制因子是不同的，但主要是氮、磷、鉀三大營養(yǎng)元素，其中北方主要缺氮和磷，南方缺氮和鉀。而一些比較狡猾的化肥生產(chǎn)企業(yè)也正是利用了這一點，在北方生產(chǎn)只含氮磷的復(fù)合肥，南方生產(chǎn)氮鉀復(fù)合肥，這樣，在一個地區(qū)用 12年不會造成明顯減產(chǎn)，而三年后減產(chǎn)明顯時他們已經(jīng)轉(zhuǎn)移市場了。打一槍換一個地方，反正中國市場大的很，這個地方不行了在其它地方再來，伴之高額回扣和廣告宣傳，還給自己美其名曰“缺啥補啥”，這是對平衡施肥理論進行概念上的混淆和偷換，只考慮了最小養(yǎng)分因子，而把平衡施肥的核心“養(yǎng)分歸還學說”丟棄了，不可能做到科學的平衡施 肥。 三、經(jīng)濟合理的施肥要求 報酬遞減律 報酬遞減律是 18 世紀后期由歐洲經(jīng)濟學家杜爾哥和安得森提出的一條在農(nóng)業(yè)上應(yīng) 8 用的經(jīng)濟規(guī)律，內(nèi)容是：投入到一定土地上的勞力與資本所得到的報酬，隨勞動力和投資量的增加而遞減，即隨施肥量的增加，單位肥料所增加的作物經(jīng)濟產(chǎn)量呈遞減趨勢。在施肥中，過量的施肥不僅不會增產(chǎn)，還可以造成減產(chǎn)，即施肥與產(chǎn)量呈拋物線形式。 從圖中我們可以看到幾個點，這幾個點的意義非常大，它是合理施肥的基礎(chǔ)。施肥曲線表明，隨著施肥量的增加，作物的產(chǎn)量也在增加，但當增加積累到一定程度時，產(chǎn)量就不再增 加而是維持不變，當肥料繼續(xù)施用超過一定量時，產(chǎn)量開始下降，這時的施肥數(shù)量為最高允許施肥點，而剛達到最高產(chǎn)量時的施肥數(shù)量則是最大產(chǎn)量施肥點；最佳經(jīng)濟效益施肥點指的是施肥量在該點時每斤肥料所能得到的經(jīng)濟效益最大，一般而言，施肥量是最大產(chǎn)量施肥量的 60%左右時，作物的產(chǎn)量可以達到最高產(chǎn)量的 90%左右，此時的施肥經(jīng)濟效益最高。國外施肥講究的是最佳經(jīng)濟效益，而不追求最高產(chǎn)量，我國由于施肥情況比較復(fù)雜，往往追求的是最高產(chǎn)量，特別是在經(jīng)濟效益比較高的作物上施肥時，更是不計肥料經(jīng)濟效益，比如山東壽光的蔬菜施肥，一年二季作物 ，每畝除 23噸有機肥外，還另施化肥約 6001000 公斤。 9 四、決定肥料效益的因素 因子綜合作用律 作物生長除了肥料因素外，還受其它因素的影響，如水分、光照、溫度、土壤母質(zhì)、品種、耕作等因素的影響，作物產(chǎn)量受這些因子的綜合作用，但其中必然也有一個起主導(dǎo)作用的限制因子，產(chǎn)量也受該種限制因子的制約。為了充分發(fā)揮肥料的增產(chǎn)作用和提高肥料的經(jīng)濟效益，一方面施肥必須與其它農(nóng)業(yè)技術(shù)措施密切配合，另一方面，各種肥料養(yǎng)分之間的配合施用，也 應(yīng)該因地制宜地加以綜合運用。 對養(yǎng)分而言，因子綜合作用律主要是水分和養(yǎng)分的關(guān)系、溫度和養(yǎng)分的關(guān)系、品種和養(yǎng)分的關(guān)系、耕作和養(yǎng)分的關(guān)系、養(yǎng)分之間的關(guān)系。一般來說，養(yǎng)分的利用率隨溫度、水分的升高而加大，但有一定的度，超過這個度由于作物生長受抑制而對養(yǎng)分的吸收下降；不同作物對養(yǎng)分的吸收能力、種類、數(shù)量不同，同一種作物不同品種對養(yǎng)分的吸收利用也不同。 養(yǎng)分之間的關(guān)系主要表現(xiàn)為正相關(guān)、無關(guān)系、負相關(guān)。正相關(guān)指二種養(yǎng)分之間互相促進，提高利用率，比如硝態(tài)氮和鉀離子、鈣離子等陽離子；負相關(guān)是指二種養(yǎng)分相互抑 制，如銨態(tài)氮和鉀離子，磷素和鈣、鎂、鋅等金屬離子。無關(guān)系是指二種養(yǎng)分之間沒有相互抑制或促進，對肥效無影響。同樣是 45%的復(fù)合肥，為什么有些肥料效果好，而有些肥效差，這和養(yǎng)分的配比有很大的關(guān)系，即不同養(yǎng)分的形態(tài)、數(shù)量，如硝態(tài)氮可以促進鉀素的吸收，而高濃度的銨態(tài)氮則抑制鉀素的吸收，因為銨離子和鉀離子進入植物細胞的通道是一個，銨離子多了必然影響鉀離子的吸收，而硝酸根是陰離子，與鉀離子進入細胞的通道不一樣，一般進入一個陽離子就要從細胞中排出一個陽離子或者吸收一個陰離子，硝酸根離子就可以和鉀離子相互促進。好的復(fù)合肥不 僅外觀質(zhì)量好、分析質(zhì)量好，而且內(nèi)在質(zhì)量也好，可以保證作物對肥料和土壤中的養(yǎng)分充分吸收利用。 除了以上的基本核心理論外，合理施肥還有四個基本原則，它們是：一、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效益；二、用地和養(yǎng)地相結(jié)合，確保地力平衡；三、有利于食品安全；四、保護生態(tài)環(huán)境。 10 第三章 不同土壤施肥方法 一、 作物必需的營養(yǎng)元素及作用 前面已經(jīng)介紹，植物生長所必需的是礦質(zhì)營養(yǎng)，作物必需的營養(yǎng)元素是指作物生長過程中不可缺少的營養(yǎng)元素，如果必需營養(yǎng)元素缺少了，植物就不能生長發(fā)育、開花結(jié)實，會出現(xiàn)病害。目前確定為作物必需的營養(yǎng)元素 共有 16 種，其中大量元素有碳（ C）、氫（ H）、氧（ O）、氮（ N）、磷（ P）、鉀（ K）、硫（ S）、鈣（ Ca）、鎂（ Mg），微量元素有鐵（ Fe）、錳（ Mn）、銅（ Cu）、鋅（ Zn）、硼（ B）、鉬（ M）、氯（ Cl）。 作物需要的每一種營養(yǎng)元素都具有特定的功能，碳、氫、氧在植物體內(nèi)含量最多，約占干物質(zhì)重的 90%以上，是構(gòu)成植物體有機物質(zhì)，如纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、糖、脂肪、有機酸、維生素的主要成分。 氮：細胞生長主要成分，可促進枝葉茂盛；改進品質(zhì)。 磷：是生命的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，能促進根系、開花和 種子與果實的生長發(fā)育。 鉀：能提高作物抗旱、抗寒、抗病蟲害、抗倒伏能力，改善品質(zhì)。 硫：能促進根和種子的生長。 鈣：是細胞壁的組成成分，有助于根、莖、葉的生長。 鎂：是葉綠素的重要組成成分，是根從土壤中吸收其它養(yǎng)分的活化劑。 微量元素：是各種酶和維生素的組成成分，在植物生長過程中起調(diào)節(jié)和促進作用。 二、 營養(yǎng)元素之間的關(guān)系 植物必需的營養(yǎng)元素在植物體內(nèi)的含量差別很大，碳、氫、氧在植物體內(nèi)含量約占干物質(zhì)重的 90%以上，氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫占干物重的 %左右；微量元素鐵、錳、銅 、鋅、鉬、硼 6 種元素作物需要量很少，僅占干物重的萬分之幾或百萬分之幾。但無論含量高低，對作物的生長發(fā)育都是同等重要的，而且它們承擔的生理功能相互之間也是不能替代的，這就是所謂營養(yǎng)元素的“同等重要律”和“不可替代律”。例如作物缺氮生長緩慢， ,老葉變黃，除施用氮肥外，施用其它任何肥料都不能減輕這種癥狀。微量元素也是如此，玉米植株含鋅量很低，需鋅量極少，但缺鋅會使玉米苗期出現(xiàn)“白苗病”，只有施用鋅肥，才能消除這種缺乏癥狀。 三、 作物生長所需要的營養(yǎng)元素來源 11 作物生長所需要的營養(yǎng)元素共有 16 種，分別來自空氣、水、土壤 、肥料，其中碳、氫、氧來自空氣和水，其余 13 種來自土壤和肥料，土壤中所含的氮、磷、鉀是很難滿足作物生長需要的，要靠施肥來補充，俗話說“有收無收在于水；收多收少在于肥”，可見收獲的好壞和化肥的關(guān)系。 四、 作物對肥料吸收利用方式 作物吸收養(yǎng)分主要依靠根系，各種作物都有龐大的根系，并有向下延伸的生長習性，距根尖 1厘米左右的根毛區(qū)是吸收養(yǎng)分最活躍的區(qū)域，根毛的數(shù)量很多，如果把一株小麥的根毛連接起來，總長可達 20 公里，因此，根在土壤中吸收養(yǎng)分的面積是相當大的，根系越發(fā)達，吸肥能力就越強。根系吸收養(yǎng)分主要靠質(zhì)流、 擴散和截獲三種方式。 質(zhì)流是指通過作物的蒸騰作用，使土壤溶液中的養(yǎng)分隨著土壤水分遷移到根的表面被根吸收的過程。擴散是指作物根系不斷吸收土壤中非流動性的養(yǎng)分，使得根際附近的養(yǎng)分濃度相對低于土體其它部分，致使土體內(nèi)的養(yǎng)分濃度與根表面土壤之間產(chǎn)生養(yǎng)分濃度差，因此就產(chǎn)生了養(yǎng)分由高濃度向低濃度根表面遷移被根吸收。截獲是指根系與土壤中的養(yǎng)分直接接觸，進行離子交換，不通過運輸被根吸收，截獲吸收養(yǎng)分的多少，取決于根系與土壤接觸面積的大小。 從根系吸收肥料的特點來看，施肥應(yīng)該注意深度和位置，使肥料集中在根系密 集區(qū)，增大肥料與根系的接觸面積，施肥也一定要注意結(jié)合澆水，使肥料溶解在水中，能夠以質(zhì)流和擴散方式被作物吸收，這樣不僅可以提高化肥的利用率，也可以防止肥料燒苗。 由于碳、氫、氧主要由水和空氣提供，而氮、磷、鉀由土壤和肥料提供，因此把氮、磷、鉀稱為肥料三要素。 五、 土壤養(yǎng)分的類型及與施肥的關(guān)系 土壤中含有作物需要的各種養(yǎng)分，按其溶解的難易程度和對作物的有效性，可分成 5 種類型： ①水溶性養(yǎng)分：指溶解在土壤溶液中的各種養(yǎng)分，作物是可以直接吸收利用，對作物是高度有效的； ②交換性養(yǎng)分：指土壤復(fù)合膠體上吸附的各 種養(yǎng)分，它們是水溶性養(yǎng)分補給的來源，作物通過根系離子交換吸收；③緩效性養(yǎng)分：指土壤礦物中較易分解釋放出來的養(yǎng)分，是有效養(yǎng)分的貯備；④難溶性養(yǎng)分：指土壤礦物中難以分解，不易被作物吸收利用的養(yǎng)分，但這種養(yǎng)分土壤中的含量很高，是作物養(yǎng)分的貯備和來源；⑤有機態(tài)養(yǎng)分：有機質(zhì)中含有大量的有機化合物，這些有機化合物必須經(jīng)微生物 12 分解之后，才能被作物吸收利用。微生物在其生命活動過程中，吸收土壤中有效養(yǎng)分，待微生物死亡分解之后，這些養(yǎng)分很快釋放出來，被作物吸收。由于有機態(tài)養(yǎng)分比難溶礦物中的養(yǎng)分容易釋放被作物吸收，因此常把這種養(yǎng) 分的大部分認為是有效的。 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，通過各種農(nóng)業(yè)措施，如改善土壤溫度、水分、通氣、酸堿度，可以加速土壤難溶性養(yǎng)分向速效易溶方向轉(zhuǎn)化，提高土壤有效養(yǎng)分的含量，有利于減少施肥量，提高施肥的經(jīng)濟效益。 六、 我國土壤的分布特點 我國土壤的水平分布與氣候帶及地帶性植被分布相一致，氣