[科普中国]-[原创]测土配方施肥的技术原理

1.养分补偿学说养分补偿学说是施肥的基本原理之一，是养分归还学说的发展。德国化学家李比希1843年在《化学在农业和生理学上的应用》一书中，系统地阐述了植物、土壤和肥料中营养物质变化及其相互关系，提出了养分归还学说。认为人类在土壤上种植作物，并把产物拿走，作物从土壤中吸收矿质元素，就必然会使地力逐渐下降，从而土壤中所含养分将会越来越少，如果不把作物带走的营养元素归还给土壤，土壤最终会由于土壤肥力衰减而成为不毛之地。因此要恢复和保持地力，就必须将土壤中带走的营养物质还给土壤，必须处理好用地与养地的矛盾。2.同等重要律大量元素和微量元素，对农作物来说都是同等重要的，缺一不可，缺少了其中的任何一种营养元素，作物就会出现缺素症状，而不能正常生长发育、结实，甚至会死亡，导致减产或绝收。例如作物对铜的需要量很少，但小麦缺少了它就会出现不孕小穗。3.不可代替律作物需要的各种营养元素，在作物体内都有其一定的功能，相互之间不能相互代替。如缺少钾，不能用磷代替，缺磷不能用氮代替，也不能用和它们化学性质什么相似的元素所代替。缺少什么元素，就必须施用含有该元素的肥料。4.最小养分律上述的两条定律说明，要保证作物的正常生长发育，获得高产，就必须满足它们所需要的一切元素的种类和数量及其比例。若其中有一个达不到需要的数量，生长就会受到影响，产量就受这一最小元素所制约。最小的那种养分就是养分限制因子。无视这种养分的短缺，即使其他养分非常充足，也难以提高作物产量。最小养分不是指土壤中绝对含量最小的养分，而是对作物的需要而言的，是指土壤中有效养分相对含量最少（即土壤的供给能力最低）的那种养分。最小养分不是不变的，它随作物种类、产量和施肥水平而变。一种最小养分得到满足后，另一种养分就可能成为新的最小养分。解放初期，我国基本上没有化肥工业，土壤贫瘠，突出表现缺氮，施用氮肥都有明显的增产效果。到了20世纪60年代，随着生产的发展，化学氮肥的施用量有了一定增长，作物产量也在提高，有些地区开始出现单施氮肥增产效果不明显的现象，于是土壤供磷不足就成了当时进一步提高产量的制约因素。在施氮基础上，增施磷肥，作物产量大幅度增加。到了70年代，随氮、磷用量的增长及复种指数的提高，作物产量提高到了一个新水平，对土壤养分有了更高的要求，有些地区开始表现缺钾。最小养分一般是指大量元素，但对某些土壤缺硼，出现油菜花而不实或棉花的蕾铃脱落以及水稻坐蔸和玉米白化苗病，只有在施用硼肥或锌肥后，病症才会消退。最小养分律可用木桶原理形象地表示出来。土壤好比一个盛水的木桶，构成木桶的每一块木板代表土壤中一种营养元素，如果土壤缺氮，氮素就是最小养分，代表氮素的木板就比其他木板低一些，木桶的盛水量代表作物的产量，盛水超过代表氮素木板的高度。根据最小养分律，在施肥实践上，应根据土壤有效养分含量和作物需肥特性，首先施用含最小养分的那种肥料，当发生最小养分转变，新的最小养分出现时，施肥的目的随之转变到解除新的最小养分限制作用上来，因而在实际施肥过程中，需进行各种肥料的配合施用，使各种养分因子在较高水平上满足作物需要。5.报酬递减律该规律可概述为：在生产条件相对稳定的前提下，随着施肥量的增加，作物产量也随之增加，但增产率为递减趋势。这一经济规律包含以下三层意思。（1）这一规律是以各项技术条件相对稳定为前提，反映了限制因子与作物增产的关系。如果在生产过程中，某项技术条件有了新的改变或突破，上述限制因素也就随之发生变化。原来的生长限制因素很可能让位给另一生长限制因素，产量将随新的因素条件改善而有所提高。但在达到适量以后，仍将出现递减的趋势。（2）报酬递减律是说明投入和产出两者的关系。产出的多少，并非总是和投入呈直线正相关的。如果我们不注意研究投入和产出的关系，而一味地盲目大量施肥，就会造成“增产不增收”等现象。（3）正因为投放和产出不一定呈直线相关的关系，所以就应该根据农作物对肥料的效应曲线来确定获得高产的最佳施肥量。总之，充分认识报酬递减这一经济规律，并用它来指导施肥，就可避免施肥的盲目性，提高肥料的利用率，从而发挥肥料最大的经济效益。另一方面，我们也不应该消极地对待它，片面地以减少化肥施用量来降低生产成本；相反，我们应研究新的技术措施，促进生产条件的改进，在逐步提高施肥水平的情况下，力争提高肥料的经济效益，促进农业生产的持续发展编辑：禹燕