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