第三章施肥的基本原则 施肥的目的： 是为了营养作物，提高产量和改善品质：二是为了改良和培肥土壤 要达到这些目的，必须坚持合理施肥。而培肥地力、协调土壤和作物营养，考虑产量与品 质相统一、提高肥料利用率和施肥效益，减少生态环境污染等是合理施肥所必须坚持的原 则。 第一节培肥地力的可持键原训 一、培肥地力是农业可持续发展的根本 土地是农业生产最基本的生产资料和作物生长发育的场所，地力是土地能够生长植物 的能力。地力水平是处在不断的发展变化之中，地力的高低及变化趋势不仅取决于土地本 身的物质特性，更受到外部自然环境因素以及人类社会生产活动的影响。对于农田土地， 人类的农业生产活动对地力的影响远远超过了土地本身的物质特性。人类的农业生产活动 如施肥、耕作、轮作等农田管理措施，不仅直接影响者地力发展变化的方向和速度，而且 决定着农业生产的水平和发展趋势，更决定着人类生存状况与质量，只有树立培肥地力的 观点，才能实现农业可持续发展。 土地在农业生产中虽是一种可重复利用的自然资源，但不合理的开发和利用势必违反 地力发展的客观规律，如植被的破坏造成大面积的水士流失，使土壤中大量的营养物质得 不到保存，而随水冲失：草原过度放牧造成严重风蚀，使土地发生砂化和荒漠化，丧失 维持植物生长所必需的水肥条件：不恰当的灌溉导致土地盐碱化，恶化了植物的生长环境 总之， 味地从士壤中索取，用地而不养地，进行掠夺式的经营等，都会导致地力的下降 使土地这一宝贵的自然资源失去或降低其农业利用的价值，最终会导致农业生产不能够持 续下去。 地力的维持和提高是农业生产可持续进行的基本保证，不断培肥地力可使农业生产得 到持续的发展和提高，从而可以端足世界不渐增长的人口和由干生活水平的提高对农产日 在量上和质上不断提高的需求。 二、施肥是培肥地力的有效途径 许多耕作栽培措施，诸如耕作、施肥、灌溉、轮作等都具有 一定的培肥地力的作用 其中施肥是培肥地力最有效和最直接的途径，这是因为有机肥与化肥在培肥地力上有独特 的作用。 (一)有机肥在培肥地力中的作用 有机肥中富含有机质、多种矿质营养元素和大量微生物，不仅可以直接供给作物所需 要的有机和无机养分，而且在改良和培肥土壤方面有着重要的作用。主要表现在：①提高 土壤有机质含量，改善土壤的理化性质。长期施用有机肥提高了土壤有机质含量，并促进 了团粒结构，特别是水稳性团粒结构的形成，提高了土壤的孔隙度、吸水保水性、吸热保 温性，协调了土壤水、肥、气、热之间的矛盾：有机肥中腐殖质带有较多的负电荷，阳离 子代换量一般比土壤矿物黏粒大10~20倍，因此施用有机肥可提高土壤阳离子代换量，增 强土壤保肥供肥能力：有机肥中的有机酸和腐植酸盐具有较高的缓冲性能，可以调节土璃 H的变化和减轻一些有害元素的活性和危害。②增强土壤生物活性，促进土壤养分的有效 化，提高土壤有效养分含量。有机肥中存在有大量的种类繁多的微生物，有机月巴的施用 不仅将其所含的微生物带入了土壤，更主要的是为土壤微生物的生命活动提供了充足的能 36
26 第三章 施肥的基本原则 施肥的目的：一是为了营养作物，提高产量和改善品质；二是为了改良和培肥土壤。 要达到这些目的，必须坚持合理施肥。而培肥地力、协调土壤和作物营养，考虑产量与品 质相统一、提高肥料利用率和施肥效益，减少生态环境污染等是合理施肥所必须坚持的原 则。 第一节培肥地力的可持续原则 一、培肥地力是农业可持续发展的根本 土地是农业生产最基本的生产资料和作物生长发育的场所，地力是土地能够生长植物 的能力。地力水平是处在不断的发展变化之中，地力的高低及变化趋势不仅取决于土地本 身的物质特性，更受到外部自然环境因素以及人类社会生产活动的影响。对于农田土地， 人类的农业生产活动对地力的影响远远超过了土地本身的物质特性。人类的农业生产活动， 如施肥、耕作、轮作等农田管理措施，不仅直接影响着地力发展变化的方向和速度，而且 决定着农业生产的水平和发展趋势，更决定着人类生存状况与质量，只有树立培肥地力的 观点，才能实现农业可持续发展。 土地在农业生产中虽是一种可重复利用的自然资源，但不合理的开发和利用势必违反 地力发展的客观规律，如植被的破坏造成大面积的水土流失，使土壤中大量的营养物质得 不到保存，而随水冲失；草原过度放牧造成严重风蚀，使土地发生砂化和荒漠化，丧失了 维持植物生长所必需的水肥条件；不恰当的灌溉导致土地盐碱化，恶化了植物的生长环境。 总之，一味地从土壤中索取，用地而不养地，进行掠夺式的经营等，都会导致地力的下降， 使土地这一宝贵的自然资源失去或降低其农业利用的价值，最终会导致农业生产不能够持 续下去。 地力的维持和提高是农业生产可持续进行的基本保证，不断培肥地力可使农业生产得 到持续的发展和提高，从而可以满足世界不断增长的人口和由于生活水平的提高对农产品 在量上和质上不断提高的需求。 二、施肥是培肥地力的有效途径 许多耕作栽培措施，诸如耕作、施肥、灌溉、轮作等都具有一定的培肥地力的作用， 其中施肥是培肥地力最有效和最直接的途径，这是因为有机肥与化肥在培肥地力上有独特 的作用。 (一)有机肥在培肥地力中的作用 有机肥中富含有机质、多种矿质营养元素和大量微生物，不仅可以直接供给作物所需 要的有机和无机养分，而且在改良和培肥土壤方面有着重要的作用。主要表现在：①提高 土壤有机质含量，改善土壤的理化性质。长期施用有机肥提高了土壤有机质含量，并促进 了团粒结构，特别是水稳性团粒结构的形成，提高了土壤的孔隙度、吸水保水性、吸热保 温性，协调了土壤水、肥、气、热之间的矛盾；有机肥中腐殖质带有较多的负电荷，阳离 子代换量一般比土壤矿物黏粒大 10～20 倍，因此施用有机肥可提高土壤阳离子代换量，增 强土壤保肥供肥能力；有机肥中的有机酸和腐植酸盐具有较高的缓冲性能，可以调节土壤 pH 的变化和减轻一些有害元素的活性和危害。②增强土壤生物活性，促进土壤养分的有效 化，提高土壤有效养分含量。有机肥中存在有大量的种类繁多的微生物，有机月巴的施用 不仅将其所含的微生物带入了土壤，更主要的是为土壤微生物的生命活动提供了充足的能
源物质和营养物质，可激发土壤微生物的活性，一方面促进土壤有机质的矿质化，另一方 面促进土壤有机质的腐殖化，既为作物提供营养物质，又可培肥地力。 (二)化肥在培肥地力中的作用 有机肥培肥地力的作用己是公认的事实，但化肥是否具有培肥地力的作用却是人们长 期争论的一个问题。个别地区由于不合理地长期、大量施用化肥确实出现一些土壤肥力下 降的现象，如土壤有机质含量降低、板结、盐碱化，一些生理酸性肥料如硫酸铵、氯化 等长期大量施用导致土壤酸化等问题，因而使人们对化肥产生了误解，认为长期单独施用 化肥会使土壤肥力下降。事实上，国内外许多长期试验结果表明，合理施用化肥不仅不会 使土壤肥力下降，甚至还能使土壤肥力有所提高。沈善敏(1998)和奚振邦(1994)研究表明 化肥对土壤的培肥作用概括起来可分为直接的和间接的两个方面。 1.直接作用 由于化肥多为养分含量较高的速效性肥料，施入土壤后一股都会在一定时段内显著地 提高土桌有效养分的含量，但不同种类的化肥其有效成分在土壤中的转化、存留期的长短 以及后效等是极不相同的。所以，它们的培肥地力的作用也是不相同的。①对于氨肥 中低产条件下，一方面土壤对残留氮的保持能力很弱，残留氮多通过不同途径从土壤中损 失掉：另一方面虽然一部分氮进入了有机氮库，以有机态氮残存于土壤中，可占到施用化 肥氨总量的15%一30%，但一部分土壤氮代替了转变为有机氮库的氨肥被作物吸收利用 了，因而单施氮肥不能显著和持续地增加土壤有机氮库或提高土壤全氮含量。Glanding等 (1990)认为，虽然长期施用氨肥不会显著地增加士壤含氮量，但土壤供氨能力有明显提高 并与氯肥的用量呈正相关。其原因是氨肥提高了生物量、根茬和根分泌物的数量，即增加 了直接归还土壤的有机氮量，虽然增加的有机氮数量有限，但其残效是可以累加的，多年 之后便可显示出供氨能力有所提高：另一个可能的原因是，持续施用氮肥可提高土壤中微 生物的含量和加快土壤微生物体氮的周转率，从而提高了土壤供氮能力。②对于磷肥，由 于绝大多数土壤对磷有强大的吸持固定力，尽管其当季利用率10%一25%，较氨肥和钾肥 低的多，但残留在土壤中的谈几平不能随土境中的水淋失，因而可以在土蜘中积累起来 残留在土壤中的化肥磷绝大部分存在于非活性磷库中，仅有少部分存在于土壤的有效磷库 中，但二者之间存在动力学平衡，当土壤有效磷库中的磷由于作物的吸收而降低后，非活 性磷库中的磷可以不同的方式和速度释放出来而进人有效磷库。因而，被土壤所吸持固定 的残留肥料磷并不完全失去对作物的有效性，反而使土壤具有强大和持续的供磷能力。③ 对于钾肥，温带地区富含2：】型黏土矿物的黏质土壤对K+有较强的吸持力，残留于土壤 中的K很少随水淋失，因而在这些土壤上持续施用钾肥可以不断扩大士壤的有效钾库，增 强土壤的供钾能力。但是缺乏2：1型黏土矿物的热带、亚热带土壤对K的吸持作用很弱， 残留于土璃中的配料钾会随水流失，因而在这类土壤上不能采用连续大量施用御肥的方式 来扩大士壤有效钾库和增强士壤的供钾能力，只能采用少量多次的施用方式，以提高钾肥 的利用率和施肥效益。 2.间接作用 化肥的施用不仅提高了作物产量，同时也增大了农家肥和有机质的资源量，使归还士 壤的有机质数量增加，从而起到培肥土壤的间接作用。奚振邦(1981)将这个过程描述如下： 前一年施入土壤的化肥增加了作物产量，多供养了人、畜，有相当部分变成了下一年的有 机肥，故化肥既是当季作物的增产手段，又是下季作物的有机肥源和土壤的培肥手段。这
27 源物质和营养物质，可激发土壤微生物的活性，一方面促进土壤有机质的矿质化，另一方 面促进土壤有机质的腐殖化，既为作物提供营养物质，又可培肥地力。 (二)化肥在培肥地力中的作用 有机肥培肥地力的作用已是公认的事实，但化肥是否具有培肥地力的作用却是人们长 期争论的一个问题。个别地区由于不合理地长期、大量施用化肥确实出现一些土壤肥力下 降的现象，如土壤有机质含量降低、板结、盐碱化，一些生理酸性肥料如硫酸铵、氯化铵 等长期大量施用导致土壤酸化等问题，因而使人们对化肥产生了误解，认为长期单独施用 化肥会使土壤肥力下降。事实上，国内外许多长期试验结果表明，合理施用化肥不仅不会 使土壤肥力下降，甚至还能使土壤肥力有所提高。沈善敏(1998)和奚振邦(1994)研究表明， 化肥对土壤的培肥作用概括起来可分为直接的和间接的两个方面。 1．直接作用 由于化肥多为养分含量较高的速效性肥料，施入土壤后一般都会在一定时段内显著地 提高土壤有效养分的含量，但不同种类的化肥其有效成分在土壤中的转化、存留期的长短 以及后效等是极不相同的。所以，它们的培肥地力的作用也是不相同的。①对于氮肥，在 中低产条件下，一方面土壤对残留氮的保持能力很弱，残留氮多通过不同途径从土壤中损 失掉；另一方面虽然一部分氮进入了有机氮库，以有机态氮残存于土壤中，可占到施用化 肥氮总量的 15％一 30％，但一部分土壤氮代替了转变为有机氮库的氮肥被作物吸收利用 了，因而单施氮肥不能显著和持续地增加土壤有机氮库或提高土壤全氮含量。Glanding 等 (1990)认为，虽然长期施用氮肥不会显著地增加土壤含氮量，但土壤供氮能力有明显提高， 并与氮肥的用量呈正相关。其原因是氮肥提高了生物量、根茬和根分泌物的数量，即增加 了直接归还土壤的有机氮量，虽然增加的有机氮数量有限，但其残效是可以累加的，多年 之后便可显示出供氮能力有所提高；另一个可能的原因是，持续施用氮肥可提高土壤中微 生物的含量和加快土壤微生物体氮的周转率，从而提高了土壤供氮能力。②对于磷肥，由 于绝大多数土壤对磷有强大的吸持固定力，尽管其当季利用率 10％一 25％，较氮肥和钾肥 低的多，但残留在土壤中的磷几乎不能随土壤中的水淋失，因而可以在土壤中积累起来。 残留在土壤中的化肥磷绝大部分存在于非活性磷库中，仅有少部分存在于土壤的有效磷库 中，但二者之间存在动力学平衡，当土壤有效磷库中的磷由于作物的吸收而降低后，非活 性磷库中的磷可以不同的方式和速度释放出来而进人有效磷库。因而，被土壤所吸持固定 的残留肥料磷并不完全失去对作物的有效性，反而使土壤具有强大和持续的供磷能力。③ 对于钾肥，温带地区富含 2：1 型黏土矿物的黏质土壤对 K+有较强的吸持力，残留于土壤 中的 K+很少随水淋失，因而在这些土壤上持续施用钾肥可以不断扩大土壤的有效钾库，增 强土壤的供钾能力。但是缺乏 2：1 型黏土矿物的热带、亚热带土壤对 K+的吸持作用很弱， 残留于土壤中的肥料钾会随水流失，因而在这类土壤上不能采用连续大量施用钾肥的方式 来扩大土壤有效钾库和增强土壤的供钾能力，只能采用少量多次的施用方式，以提高钾肥 的利用率和施肥效益。 2．间接作用 化肥的施用不仅提高了作物产量，同时也增大了农家肥和有机质的资源量，使归还土 壤的有机质数量增加，从而起到培肥土壤的间接作用。奚振邦(1981)将这个过程描述如下： 前一年施入土壤的化肥增加了作物产量，多供养了人、畜，有相当部分变成了下一年的有 机肥，故化肥既是当季作物的增产手段，又是下季作物的有机肥源和土壤的培肥手段。这
样以化肥换取有机肥，就可以通过有机肥发辉化肥间接培肥土瑰的作用 沈善敏(1998)分析了1949一199%年的45年中，我国13×10hm2农田的外源氮、磷、 钾的输人情况，并估计45年中我国农家肥中氨、磷来自化肥氮、磷的平均比例分别为50%， 40%,而农家肥中钾目前来自化肥钾的比例仅约为13%。进而推测，我国农家肥氮、磷来 自化肥氮、磷的比例都将超过70%，农家肥中钾来自化肥钾的比例也会增加，但在短期内 不可能成为主要部分，土瑰钾仍将是我国农家肥中钾的主要来源。可见在我国有机肥中的 主要养分元素，特别是氮和磷来自化肥的比例很高，而且仍在增加，因此施用有机肥扩大 土壤养分库和养分供应能力的作用中有相当大部分是化肥的间接作用。 第二节协调营养平衡原则 一、施肥是调控作物营养平衡的有效措施 作物的正常生长发育有赖于体内各种养分有一个最适的含量。因而通过测定作物体内 某种养分元素的含量可以确定该养分的供应充足与否，如果其含量低于某一临界值 (criticalvalue),就需要通讨施来调节该养分在作物体内的含量水平，使其达到最话范用 (optimumranges),以保证作物正常生长发有对该养分的要求；如果作物体内某一营养元素 过量，则可以通过施用其他元素肥料加以调节，使其在新水平下达到平衡。由于不同作物 对各种养分的需求量不同，不同作物体内各种养分的含量也不同，而且同一作物在不同生 有时期、不同组织和不同器官中，每种养分的含量也有变化，因而在诊断作物营养水平时 要选择适当的测定时间、测定部位或器官，这样的测定结果才具有实际应用价值，才可作 为利用施肥调节作物营养的依据。 作物正常的生长发有不仅要求各种养分在量上能够满足其需求，而且要求各种养分之 间保持适当的比例。鲁如坤(1998)认为水稻对氨(N、P钾(K的需求比例，大约为488 1:535,小麦为5.17：1：5.35，玉米为4.91：1：453，大豆为14.76：1：5.71。一种养分 的过多或不足必然要造成养分之间的不平衡，从而影响作物的生长发有。在不平衡状况下， 通过作物的营养诊断，确定某种养分的缺乏程度，以施肥调控作物营养平衡是最有效的措 施。 施肥是修复士壤营养平衡失调的基本手段 土壤是作物养分的供应库，但土壤中各种养分的有效数量和比例一般与作物的需求相 差甚远，这就需要通过施肥来调节土壤有效养分含量以及各种养分的比例，以满足作物的 需要。据研究，在耕种历史悠久的农田士壤上进行的长期肥料试验中，以不施肥处理区作 物吸收的养分量估算，来自土壤自身矿化释放和环境输入的养分量为每年氮(N)20一60 kg·hm2,磷(P)4~13kg·hm2,钾(K20100g·hm2。由此可见， 般农田土壤若长 期不施肥，其自身的养分供应能力不仅低下，养分之间也不平衡，根本满足不了现代高产 作物的需求，为了高产就必须向土壤中施肥，这已为多年来的生产实践所证实。我国北方 石灰性土壤氮、磷、钾养分供应的一般状况为缺氮少磷，而钾相对充足：南方的红壤、砖 红壤等不仅氮、磷、钾都缺乏，且也不平衡。利用施肥来修复土壤营养平衡失调是基本手 段，也是根本手段。 第三节增加产量与改善品质相统一的原则 施肥与作物产量
28 样以化肥换取有机肥，就可以通过有机肥发挥化肥间接培肥土壤的作用。 沈善敏(1998)分析了 1949—1993 年的 45 年中，我国 1.3×108hm2 农田的外源氮、磷、 钾的输人情况，并估计 45 年中我国农家肥中氮、磷来自化肥氮、磷的平均比例分别为 50％， 40％，而农家肥中钾目前来自化肥钾的比例仅约为 13％。进而推测，我国农家肥氮、磷来 自化肥氮、磷的比例都将超过 70％，农家肥中钾来自化肥钾的比例也会增加，但在短期内 不可能成为主要部分，土壤钾仍将是我国农家肥中钾的主要来源。可见在我国有机肥中的 主要养分元素，特别是氮和磷来自化肥的比例很高，而且仍在增加，因此施用有机肥扩大 土壤养分库和养分供应能力的作用中有相当大部分是化肥的间接作用。 第二节 协调营养平衡原则 一、施肥是调控作物营养平衡的有效措施 作物的正常生长发育有赖于体内各种养分有一个最适的含量。因而通过测定作物体内 某种养分元素的含量可以确定该养分的供应充足与否，如果其含量低于某一临界值 (criticalvalue)，就需要通过施肥来调节该养分在作物体内的含量水平，使其达到最适范围 (optimumranges)，以保证作物正常生长发育对该养分的要求；如果作物体内某一营养元素 过量，则可以通过施用其他元素肥料加以调节，使其在新水平下达到平衡。由于不同作物 对各种养分的需求量不同，不同作物体内各种养分的含量也不同，而且同一作物在不同生 育时期、不同组织和不同器官中，每种养分的含量也有变化，因而在诊断作物营养水平时 要选择适当的测定时间、测定部位或器官，这样的测定结果才具有实际应用价值，才可作 为利用施肥调节作物营养的依据。 作物正常的生长发育不仅要求各种养分在量上能够满足其需求，而且要求各种养分之 间保持适当的比例。鲁如坤(1998)认为水稻对氮(N)、磷(P)、钾(K)的需求比例，大约为 4.88： 1：5.35，小麦为 5.17：1：5.35，玉米为 4.91：1：4.53，大豆为 14.76：1：5.71。一种养分 的过多或不足必然要造成养分之间的不平衡，从而影响作物的生长发育。在不平衡状况下， 通过作物的营养诊断，确定某种养分的缺乏程度，以施肥调控作物营养平衡是最有效的措 施。 二、施肥是修复土壤营养平衡失调的基本手段 土壤是作物养分的供应库，但土壤中各种养分的有效数量和比例一般与作物的需求相 差甚远，这就需要通过施肥来调节土壤有效养分含量以及各种养分的比例，以满足作物的 需要。据研究，在耕种历史悠久的农田土壤上进行的长期肥料试验中，以不施肥处理区作 物吸收的养分量估算，来自土壤自身矿化释放和环境输入的养分量为每年氮(N)20—60 ㎏·hm-2，磷(P)4～13 ㎏·hm-2，钾(K)20～100 ㎏·hm-2。由此可见，一般农田土壤若长 期不施肥，其自身的养分供应能力不仅低下，养分之间也不平衡，根本满足不了现代高产 作物的需求，为了高产就必须向土壤中施肥，这已为多年来的生产实践所证实。我国北方 石灰性土壤氮、磷、钾养分供应的一般状况为缺氮少磷，而钾相对充足；南方的红壤、砖 红壤等不仅氮、磷、钾都缺乏，且也不平衡。利用施肥来修复土壤营养平衡失调是基本手 段，也是根本手段。 第三节 增加产量与改善品质相统一的原则 一、施肥与作物产量
化肥对作物的增产作用己是众所周知的事实。据中国国家统计局(1999)资料 1957-1998年间全国化肥（纯养分）年投入量与粮食年总产量之间有着密切的关系(R2 0.959*,缺少1966-1969年间的数据)，联合国粮农组织FA0,1981)对62个主要谷物生产 国的统计结果也表明，单位面积施肥量和单位面积谷物产量之间均有显著的相关性。这些 在时间和地理上大范围的统计结果都表明化肥在农业生产中起若后大的作用。著名的育利 学家，诺贝尔奖获得者Norman E,Borlaug在全面分析了二十世纪全球农业发展的各相关 因素之后断言，全世界产量增加的一半是来自肥料的施用。联合国粮农组织的统计也表明 在提高单产方面，肥料对增产的贡献额为40%~60%。我国农业部门认为中国的这一比例在 40%左右，把每千克肥料养分所增加的作物经济产量千克数称为肥料的生产系数( idex,PI)。对不同地点肥料试验结果的研究认为，肥料的生产系数在7~30kg范围内，但 不同国家和不同养分的生产系数变异很大，主要受各种养分肥料的施用历史和施用量的影 响，随着施用时间的延长和施用量的增加，所施养分的生产系数有下降的趋势。从现代利 学储备和生产条件出发可以预见，未来农业中，肥料在提高产量与品质方面仍珠续会发挥 积极作用。 在我国，占所有耕地60%以上的中低产田中，普遍存在者养分贫瘠问题。绝大多数耕 地都缺氮，二分之一的耕地缺磷，二分之一到三分之二的耕地缺钾，还有相当大比例的耕 地同时还存在中、微量元素缺乏问题。在我国未来的农业中，化肥的总用量还将有较大幅 度的增加。尽管我国氯肥产量已居世界第一，化肥总产量居世界第二，但单位面积上的品 肥量仍低于欧洲和日本等发达国家。有限的耕地与沉重的人口压力，决定了在今后相当长 的时期内，施用化肥仍是我国农业可持续发展的重要措施。 有机肥的施用在我国有着悠久的历史，有机肥的增产作用 一方面是通过为作物提供养 分，另一方面是通过改善和培肥土壤而起作用。英国洛桑试验站Broad一balk长期 (1850-1992年)小麦施肥试验结果表明，试验前期化巴区小麦产量路招过既肥风，但在试略 后期(1930年以后)厩肥区小麦产量在多数年份超过化肥区(Jenkinson,1994.因而，从长 明的增产效应来看，有机肥的作用绝不逊于化肥甚至可超过之。 二、施肥与作物品质 农产品的品质包括营养品质、商品品质和符合加工需要的某些品质，它主要决定于作 物本身的遗传特性，但也受到外界环境条件的影响。外界环境因素主要包括养分供应、土 壤性质、气候环境和管理措施等，其中养分供应对改善作物产品品质有着重要的作用。尽 管不同营养元素对产品质量的影响各不相同，但养分平衡是提高产品质量的基本保障。 (一)氮肥对产品品质的影响 氮素供应充足时，可提高禾谷类作物子粒中蛋白质的含量，但在提高蛋自质含量的同 时也往往会成少产品中碳水化合物和油脂的含量。氯素的供应也曼影响着作物产品中必需氨 基酸、NO2-N和NO-N的含量，供氮水平适当时会明显提高作物产品中必需氨基酸的含 量，供氮过量反而会降低必需氨基酸的含量，但会显著增加蔬菜类作物产品中的NO2-N和 NON含量，降低其品质 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
29 化肥对作物的增产作用已是众所周知的事实。据中国国家统计局(1999)资料， 1957-1998 年间全国化肥(纯养分)年投入量与粮食年总产量之间有着密切的关系(R2＝ 0.959*，缺少 1966-1969 年间的数据)，联合国粮农组织(FAO，1981)对 62 个主要谷物生产 国的统计结果也表明，单位面积施肥量和单位面积谷物产量之间均有显著的相关性。这些 在时间和地理上大范围的统计结果都表明化肥在农业生产中起着巨大的作用。著名的育种 学家，诺贝尔奖获得者 Norman E .Borlaug 在全面分析了二十世纪全球农业发展的各相关 因素之后断言，全世界产量增加的一半是来自肥料的施用。联合国粮农组织的统计也表明， 在提高单产方面，肥料对增产的贡献额为 40%~60%。我国农业部门认为中国的这一比例在 40%左右，把每千克肥料养分所增加的作物经济产量千克数称为肥料的生产系数(production index，PI)。对不同地点肥料试验结果的研究认为，肥料的生产系数在 7～30 ㎏范围内，但 不同国家和不同养分的生产系数变异很大，主要受各种养分肥料的施用历史和施用量的影 响，随着施用时间的延长和施用量的增加，所施养分的生产系数有下降的趋势。从现代科 学储备和生产条件出发可以预见，未来农业中，肥料在提高产量与品质方面仍继续会发挥 积极作用。 在我国，占所有耕地 60%以上的中低产田中，普遍存在着养分贫瘠问题。绝大多数耕 地都缺氮，二分之一的耕地缺磷，二分之一到三分之二的耕地缺钾，还有相当大比例的耕 地同时还存在中、微量元素缺乏问题。在我国未来的农业中，化肥的总用量还将有较大幅 度的增加。尽管我国氮肥产量已居世界第一，化肥总产量居世界第二，但单位面积上的施 肥量仍低于欧洲和日本等发达国家。有限的耕地与沉重的人口压力，决定了在今后相当长 的时期内，施用化肥仍是我国农业可持续发展的重要措施。 有机肥的施用在我国有着悠久的历史，有机肥的增产作用一方面是通过为作物提供养 分，另一方面是通过改善和培肥土壤而起作用。英国洛桑试验站 Broad—balk 长期 (1850-1992 年)小麦施肥试验结果表明，试验前期化肥区小麦产量略超过厩肥区，但在试验 后期(1930 年以后)厩肥区小麦产量在多数年份超过化肥区(Jenkinson，1994)。因而，从长 期的增产效应来看，有机肥的作用绝不逊于化肥甚至可超过之。 二、施肥与作物品质 农产品的品质包括营养品质、商品品质和符合加工需要的某些品质，它主要决定于作 物本身的遗传特性，但也受到外界环境条件的影响。外界环境因素主要包括养分供应、土 壤性质、气候环境和管理措施等，其中养分供应对改善作物产品品质有着重要的作用。尽 管不同营养元素对产品质量的影响各不相同，但养分平衡是提高产品质量的基本保障。 (一)氮肥对产品品质的影响 氮素供应充足时，可提高禾谷类作物子粒中蛋白质的含量，但在提高蛋白质含量的同 时也往往会减少产品中碳水化合物和油脂的含量。氮素的供应也影响着作物产品中必需氨 基酸、NO2-N 和 NO3- N 的含量，供氮水平适当时会明显提高作物产品中必需氨基酸的含 量，供氮过量反而会降低必需氨基酸的含量，但会显著增加蔬菜类作物产品中的 NO2-N 和 NO3- N 含量，降低其品质。 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，当土璃氨素供应过多时，可 导致植物体内NO3积累，后者对人类是有苦的。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。对于诺菜作物。合理的氢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。 (二)磷肥对产品品质的影响 农产品是人和动物获得磷素的主要来源，产品中的总磷量达到一定水平才能满足人和 动物的需求，如饲料中含磷P)达1.7~25mg·kg时才能满足动物的需要。充足的磷供应 可以增加作物绿色部分的粗蛋白含量，从而提高其作为食品或饲料的品质。磷还可促进首 糖、淀粉和脂肪的合成，从而提高糖料作物、薯类作物和油料作物产品的品质：磷能够或 善果蔬类作物产品的品质，使果实大小均匀、营养价值高、味道和外观好、耐储存等。 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 (三)钾肥对产品品质的影响 钾可增加禾谷类作物子粒中蛋白质含量，提高大麦子粒中胱氨酸、蛋氨酸、酪氨酸 和色氨酸等人体必需氨基酸的含量，从而改善其产品的品质：增强豆科植物的固氮能力， 提高其子粒中的蛋白质含量：有利于蔗糖、淀粉和脂肪的积累，提高糖料作物、高淀粉类 作物和油料作物产品的品质：提高纤维作物产品的品质和改善烟叶质量等，因而钾被称为 品质元素。 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乌动物缺镁病症。 (四)中量和微量元素肥料对产品品质的影响 多数中量和微量营养元素在作物产品中的含量本身就是产品质量指标之一，如钙、镁、 铁、锰、锌等。食品和饲料作物产品中缺乏这些元素会影响人、备的健康，出现一些特殊 的病症。此外中、微量营养元素还对作物产品多方面的品质特性有重要的影响，如钙对果 30
30 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。 (二)磷肥对产品品质的影响 农产品是人和动物获得磷素的主要来源，产品中的总磷量达到一定水平才能满足人和 动物的需求，如饲料中含磷(P)达 1.7～2.5mg·㎏-1 时才能满足动物的需要。充足的磷供应 可以增加作物绿色部分的粗蛋白含量，从而提高其作为食品或饲料的品质。磷还可促进蔗 糖、淀粉和脂肪的合成，从而提高糖料作物、薯类作物和油料作物产品的品质；磷能够改 善果蔬类作物产品的品质，使果实大小均匀、营养价值高、味道和外观好、耐储存等。 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。 (三)钾肥对产品品质的影响 钾可增加禾谷类作物子粒中蛋白质含量，提高大麦子粒中胱氨酸、蛋氨酸、酪氨酸 和色氨酸等人体必需氨基酸的含量，从而改善其产品的品质；增强豆科植物的固氮能力， 提高其子粒中的蛋白质含量；有利于蔗糖、淀粉和脂肪的积累，提高糖料作物、高淀粉类 作物和油料作物产品的品质；提高纤维作物产品的品质和改善烟叶质量等，因而钾被称为 品质元素。 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。 (四)中量和微量元素肥料对产品品质的影响 多数中量和微量营养元素在作物产品中的含量本身就是产品质量指标之一，如钙、镁、 铁、锰、锌等。食品和饲料作物产品中缺乏这些元素会影响人、畜的健康，出现一些特殊 的病症。此外中、微量营养元素还对作物产品多方面的品质特性有重要的影响，如钙对果