一、肥料發(fā)展史

人類給作物供應(yīng)養(yǎng)分經(jīng)過(guò)了撂荒輪墾——施用有機(jī)肥——施用化學(xué)肥料的發(fā)展歷程。十九世紀(jì)中葉，德國(guó)化學(xué)家李比希提出“植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)”為化學(xué)肥料的施用奠定了理論基礎(chǔ)。1842年，英國(guó)的勞倫斯申請(qǐng)了用硫酸處理磷礦石加工磷肥(普通過(guò)磷酸鈣)方法的專利，1843年開(kāi)始在英國(guó)生產(chǎn)這種肥料。從此拉開(kāi)了化學(xué)肥料工業(yè)的序幕。1861年德國(guó)建立了世界上第一座生產(chǎn)氯化鉀的工廠，1903年在挪威用電弧法生產(chǎn)出第一種礦質(zhì)氮肥- 硝酸鈣。1909年德國(guó)化學(xué)家Fritz Haber發(fā)明了合成氨工藝，BASF公司的Carl Bosch實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程的工業(yè)化生產(chǎn)，1913年9月9日生產(chǎn)出了商品(Haber- Bosch 合成氨法)。這一工藝養(yǎng)活了世界近一半的人口，被認(rèn)為是二十世紀(jì)人類最重要的發(fā)明。化學(xué)肥料的施用雖僅有170余年的歷史，但其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展起了不可忽視的作用（表1）。

表1 不同農(nóng)業(yè)體系生產(chǎn)食物、肥料施用及維持人口的能力

二、植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的營(yíng)養(yǎng)元素

植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素確定有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：一是完成所有高等植物生活周期所不可缺少的，即必要性；二是如果缺少時(shí)會(huì)呈現(xiàn)特有的缺素癥,其它化學(xué)元素不能代替其作用,只有補(bǔ)充它后才恢復(fù)或預(yù)防，即專一性，三是其在植物營(yíng)養(yǎng)上具有直接的作用,并非由于它改善了植物生活條件所產(chǎn)生的間接效果，即直接性。

目前已確認(rèn)的高等植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素有16種，包括大量營(yíng)養(yǎng)元素C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S，微量元素Cu、Zn、Mn、Fe、B、Mo、CI；還有一些元素為某些植物正常生長(zhǎng)發(fā)育所必需，或?qū)δ承┲参锷L(zhǎng)有促進(jìn)作用，這類元素被稱之為有益元素，包括Na、Si、Co、Ni、Se。植物營(yíng)養(yǎng)元素來(lái)源于大氣和土壤，植物需要的C主要來(lái)自于同化大氣中CO2，H、O元素來(lái)自植物吸收的水分，其他養(yǎng)分元素均主要來(lái)自土壤供給。

圖1 植物必需營(yíng)養(yǎng)元素來(lái)源

由于植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素大多主要來(lái)自土壤，植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素各自具有不同的生理作用，不同的營(yíng)養(yǎng)元素其吸收及在植物體內(nèi)的運(yùn)輸亦存在差異性，因此，某種營(yíng)養(yǎng)元素的缺乏癥有其典型的癥狀，此外，營(yíng)養(yǎng)元素缺乏癥與病理癥狀也具有差異（表2）

表2 營(yíng)養(yǎng)元素缺乏與侵染性病害的比較

三、施肥基本原理（莊稼要好，施肥要巧）

作物施肥并不是越多越好，要遵循施肥的原理，巧施肥，才能達(dá)到高產(chǎn)高效。作物施肥的基本原理包括養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)、最小養(yǎng)分律、報(bào)酬遞減律及因子綜合作用律。

養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)：為恢復(fù)地力和提高作物單產(chǎn)，通過(guò)施肥把作物從土壤中攝取并隨收獲物而移走的那些養(yǎng)分歸還給土壤的學(xué)說(shuō)。這一理論對(duì)恢復(fù)和維持土壤肥力有積極作用。

最小養(yǎng)分律（木桶理論）：植物產(chǎn)量受土壤中某一相對(duì)含量最小的有效性因子制約的規(guī)律。最小養(yǎng)分會(huì)隨條件變化而變化，施肥要有針對(duì)性，因缺補(bǔ)缺，應(yīng)合理施肥。

圖2 木桶理論及最小養(yǎng)分的變化性

圖2 木桶理論及最小養(yǎng)分的變化性

報(bào)酬遞減律：在其它生產(chǎn)條件相對(duì)穩(wěn)定的前提下，隨施肥量的增加而單位肥料的作物增產(chǎn)量卻呈遞減的趨勢(shì)（圖3）。

圖3 增產(chǎn)效應(yīng)拋物線圖

圖3 增產(chǎn)效應(yīng)拋物線圖

因子綜合作用律：作物豐產(chǎn)是光照、溫、水、養(yǎng)分、空氣等綜合作用的結(jié)果。利用因子間的交互效應(yīng)提高肥效是因子綜合作用律的特點(diǎn)，施肥只是綜合因子中起重要作用的一項(xiàng)技術(shù)措施，把任一因子孤立起來(lái)是不對(duì)的，施肥與灌溉結(jié)合、施肥與良種結(jié)合以及營(yíng)養(yǎng)元素的配合等已成為不增加施肥量也能增產(chǎn)的有效途徑。

四、肥料的種類及性質(zhì)

根據(jù)肥料生產(chǎn)工藝和原料，肥料可以分為化肥和有機(jī)肥（圖3）。

圖3 肥料種類

五、如何選擇適宜的肥料種類

1. 肥料養(yǎng)分含量

選擇肥料首先要注意不同肥料養(yǎng)分含量（氮肥用純氮表示，磷肥用五氧化二磷表示，鉀肥用氧化鉀表示），如碳銨含N 17%、尿素含N 46%、過(guò)磷酸鈣含P2O5 12-16%等。


復(fù)合肥養(yǎng)分含量的表示方法（GB18382-2001)（1）應(yīng)標(biāo)明N、P2O5、K2O總養(yǎng)分的百分含量，以N—P2O5—K2O的百分含量表示；（2）二元復(fù)合肥料，以“0”表示所缺的一種養(yǎng)分元素，例如：18－46－0，是氮磷二元復(fù)混肥料（3）若加入中量元素或微量元素，在K2O后面的位置上標(biāo)明，例如：12－12－12 -2（ Zn），是含有鋅的三元復(fù)混肥料。

如圖4.

圖4 肥料養(yǎng)分含量及標(biāo)注

2. 選擇“復(fù)合肥”還是一般“單質(zhì)化肥”？

在養(yǎng)分含量和養(yǎng)分形態(tài)相同時(shí)，按各自正確施用方法施用二者肥效無(wú)差別。與單質(zhì)化肥相比，復(fù)合肥具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）養(yǎng)分全面，含量高（2）物理性狀好，便于施用（3）副成分少，對(duì)土壤無(wú)不良影響（4）降低成本，節(jié)約開(kāi)支（包裝、貯藏、運(yùn)輸、施用）；缺點(diǎn)：化成（化學(xué)合成）和混合肥料（混合造粒）養(yǎng)分比例固定，難于滿足不同土壤和作物對(duì)養(yǎng)分的需要。許多作物在各生育階段對(duì)養(yǎng)分的要求有不同的特點(diǎn)，各地區(qū)土壤肥力狀況也有很大差異，因此養(yǎng)分比例相對(duì)固定的復(fù)合肥料難以同時(shí)滿足各類土壤和各種作物的要求；各種養(yǎng)分在土壤中運(yùn)移規(guī)律各不相同，因此，同時(shí)施用很難完全符合其營(yíng)養(yǎng)的特殊性。一般多數(shù)作物需要氮磷鉀比例為N:P2O5:K2O =1:0.5:1，施用肥料的比例除考慮作物養(yǎng)分需求比例外還應(yīng)考慮土壤供應(yīng)養(yǎng)分的比例。不同肥料施肥時(shí)期不同，基肥施磷肥為主，追肥以氮、鉀肥為主。

3. 選擇“有機(jī)肥”還是 “化肥”？

施用有機(jī)肥料對(duì)資源循環(huán)利用、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境等具有多方面的作用，作為提供作物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與化肥相比，其各自的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表3.

表3 有機(jī)肥和化肥的特點(diǎn)

生產(chǎn)中提倡化肥與有機(jī)肥配合施用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，緩急相繼，培肥土壤。當(dāng)前在化肥減施背景下，大生產(chǎn)條件的大眾農(nóng)業(yè)有機(jī)肥完全替代化肥或提出化肥零施用是不科學(xué)的。此外，現(xiàn)在集約養(yǎng)殖場(chǎng)大多均飼喂配合飼料，而配合飼料中配制有抗菌素及銅、砷等化合物，長(zhǎng)期大量施用這種有機(jī)肥，也可能對(duì)土壤造成污染。

作者：陳竹君、張賽峰（西北農(nóng)林科技大學(xué)）


根據(jù)施肥原理和肥料特性科學(xué)選擇肥料

圖文簡(jiǎn)介

人類給作物供應(yīng)養(yǎng)分經(jīng)過(guò)了撂荒輪墾——施用有機(jī)肥——施用化學(xué)肥料的發(fā)展歷程。十九世紀(jì)中葉，德國(guó)化學(xué)家李比希提出“植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)”為化學(xué)肥料的施用奠定了理論基礎(chǔ)。