“测土配肥”有科学依据吗

有的有的，测土配肥，可以根据不同的土壤土质，科学的施肥，有效的避免乱施肥，重复施肥而对土壤造成的伤害，既能有效控制种地成本，也能最大程度的保护土壤，进而提高农作物产量，增加农民收入，鼓励广大的农民朋友多多使用测土配肥来进行科学合理的种植和田间管理……
测土配方施肥技术是一项较复杂的技术,但同其他技术一样,有其理论基础,只要理解了它的理论基础,也就不难掌握它的实质。简单地讲,测土配方施肥技术主要是建立在植物矿质营养学说、养分归还学说、营养元素同等重要与不可替代律、最小养分律、肥料报酬递减律、因子综合作用律等六大植物营养学说基础上的。
一、植物生长必需营养元素和有益元素
(一)植物生长必需营养元素
根据植物分析,组成植物体的化学元素有70余种。几乎地壳中所含有的化学元素都能在植物体内找到。有的甚至还大量积累,但它们并非全都是植物生长发育所需要的。为了查明某种元素对于植物生长发育是否必需,一般有两种方法,一是从生长发育实验判断其必需性,二是从生理功能方面探讨其必需性。
1.标准
Arnon和stout(1939)根据对高等植物所进行的精确的水培实验,提出了植物必需营养元素应符合以下三个标准。这就是:①若缺乏这个元素,植物就不能完成从营养生长到生殖生长的全过程。②这个元素的缺乏症状是特异的,只有给予这个元素后才能恢复,而其他元素不能代替。③该元素必须是对植物起直接营养作用,而不是起间接改善环境条件的作用。
在上述三条标准的认识基础上,经过许多科学家的反复研究与验证,目前各国科学家的共识是,高等植物所必需的营养元素共有16种。它们是:碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、硼(B)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)和氯(C1)等。
在这16种必需营养元素中,由于植物对它们的需要量不同,甚至差别悬殊,据此又可分为大量营养元素、中量营养元素和微量营养元素三类。
2.种类
(1)大量营养元素一般植物对它们的需要量较多,约占植物干物质重的百分之几十到千分之几。属于这一类的元素有:碳、氢、氧、氮、磷、钾等6种。
(2)中量营养元素
一般植物对它们的需要量介于大量营养元素和微量营养元素之间,约占植物干物质重的千分之几。属于这一类的元素有钙、镁、硫3种。
(3)微量营养元素一般植物对它们的需要量很少,只占植物干物质重的万分之几到百万分之几,甚至更少。属于这一类的元素有:铁、硼、锰、铜、锌、钼和氯等7种。其中,钼(Mo)
在作物体内的含量一般小于百万分之一,也被称为超微量营养元素。
虽然植物对营养元素的需要量有多少之分,但它们都是同等重要和彼此
不能代替的。尽管微量元素需要量小,但缺少时植物同样会产生某些病症。如甜菜的心腐病(缺B)、花椰菜的鞭尾病(缺Mo),以及苹果小叶病(缺Zn)都是由于缺少微量元素所引起的。
3、植物必需营养元素的来源在这16种必需营养元素中,碳、氢、氧3种元素是构成一切植物体的最主要元素,通常占植物体干物质总量的90%以上,可以从空气和水中获得,一般不必通过施肥来补充,就可以满足植物的需要。氮素只占植物体干物质总量的1.5%左右,除了豆科植物借助根瘤菌可以从空气中固定一定数量的氮素外,一般植物主要是从土壤中吸取氮素。其他12种元素虽然均包含在占植物体干物质总量5%左右的灰分之中,但它们的来源都是土壤。所以说,土壤是植物养分的主要来源。
一般来说,由于土壤类型不同,供应各种营养元素的能力也有差异。各种作物也因其营养特性和产量水平不同,对土壤中各种营养元素的需要量也各不相同。在生产实践中,往往存在这样的供需矛盾,即在各种营养元素中,除碳、氢、氧外,作物对土壤中氮、磷、钾的需要量较高,而一般土壤中能为作物吸收利用的氮、磷、钾数量均较少。为满足作物对它们的需要,解决这种养分供需矛盾,惟一有效的办法就是人为地施用肥料。长期的农业生产实践证明,因土制宜地施用氮、磷、钾肥,往往可以收到显著的增产效果。为此,人们称氮、磷、钾为“肥料三要素”,由此可见,氮、磷、钾无论在植物营养方面,还是在农业生产方面的作用都很重大。
(二)有益矿质元素
除了上述已经确定的16种营养元素以外,目前还有几种矿质元素,如钠(Na)、硅(Si)、钴(Co)、镍(Ni)、硒(se)等,虽然不为所有植物所必需,但它们为部分植物所必需。对某些植物种类或在某些特定条件下是必需的。因此,人们将这些矿质元素称为有益元素。例如,钠作为一种微量营养元素,对某些盐土植物(如盐蓬)、甜菜和某些C4植物是必需的,Na+在植株中能部分取代K+的功能。又如,硅对水稻和毛竹,镍对蚕豆,硒对紫云英也是必需的。水稻吸硅能力最强,其SiO2含量约占地上部干重的10%~15% 。当水稻缺硅时,营养生长和谷物产量都严重下降,并发生缺素症。
现已证实豆科植物的根瘤固氮需要钴。在田间条件下,钴能诱导增加结瘤豆科植物的生长和含氮量。应当指出,豆科植物的种类对缺钴的敏感性有很大差异。
此外,有报道认为,在特定条件下,钒(V)、铝(Al)对某些植物也有一些有益作用,有益元素有助于某些作
物生长,对特定作物的某个生理过程,还可能很重要,但按三条严格的标准衡量,它们不是作物必需的营养元素。事实上,一些微量元素要区分是必需还是有益,是非常困难的。
二、植物矿质营养学说
德国化学家、现代农业化学的倡导者李比希在1840年提出了“矿质养分学说”,为化肥的生产与应用奠定了理论基础。矿质养分学说的主要内容为:土壤中矿物质是一切绿色植物的养料,厩肥及其他有机肥料对植物生长所起的作用,并不是其中所含的有机质,而是这些有机质分解后所形成的矿物质。该学说的确立,驳斥了过去占统治地位的腐殖质营养学说,建立了植物营养学科,明确了作物主要以离子形态吸收养分,无论是化肥还是有机肥其营养对植物同等重要,从而促进了化肥工业的兴起。然而,该学说对腐殖质作用认识不够,这是在实践中应该注意克服和避免的。
三、养分归还学说
该学说也是由李比希提出的。作物在生长发育过程中,要从土壤中吸收各种营养物质,由于人类在土壤上种植作物并将这些农产品(包括籽粒和茎秆)收获走,就必然会导致土壤肥力逐渐下降,土壤所含的养分从而会愈来愈少。因此,要恢复地力就必须归还从土壤中拿走的东西,不然就难以指望再获得过去那样高的产量;同时,为了增加产量就应该向土壤施加养分。
归还养分并不是要求全部归还作物从土壤中带走的所有养分,绝对的全部归还是不必要的,也是不经济的。例如,非必需元素可以不归还,作物吸收量少的、土壤中相对含量较多的元素,也可以不必每茬作物收获后立即归还,可以隔一定时期归还一次,具体表现在一些微量元素肥料的施用可以隔几年施用一次。另外,作物生长不但消耗土壤养分,同时消耗土壤有机质,坚持使用有机肥,不仅可归还作物所需的大量元素养分,还可归还其他种类的元素,可以均衡土壤养分,做到用地与养地相统一,是维持和提高土壤肥力的重要措施。
养分归还学说的发展,为作物稳产高产和均衡增产开辟了广阔前景。为了增产必须以施肥方式补充植物从土壤中取走的养分,这就突破了过去局限于生物循环的范畴,通过施加肥料,扩大了物质循环,为农业的持续发展提供了物质基础。
四、营养元素同等重要与不可替代律
植物所需的各种必需营养元素,包括大量元素、中量元素和微量元素,不论它们在植物体内含量多少,均具有各自的生理功能,它们各自的营养作用都是同等重要的。每一种营养元素具有其特殊的生
理功能,其作用是其他元素不可替代的。
作物体内各种营养元素的含量,从高到低相差可达十倍、百倍,甚至万倍,但它们在作物营养中的作用并无重要与不重要之分。以大量元素中的氮、磷为例,作物体内氮素不足时,不仅蛋白质的合成受到阻碍,而且会降低叶绿素含量,当氮缺乏时,叶片变黄,甚至枯萎早衰,施用除氮以外的任何元素均不能解除这种症状。如果作物供氮充足时,只有磷素缺乏,由于核蛋白不能形成,影响细胞分裂和糖代谢,就会导致作物茎叶停止生长,叶色由绿变紫,只有补充磷肥才能促使作物正常生长。需要特别注意的是,尽管作物对某些微量元素养分的需求量甚微,但缺乏时也会导致作物生长发育受到抑制,严重者甚至死亡,与作物缺乏大量元素所产生的不良后果是完全相同的。因此,在作物施肥时要有针对性,凡土壤缺乏的,不能满足作物生长发育和丰产优质的营养元素,都必须通过施用相应肥料来补充,而不能用一种肥料去代替另一类肥料,必须遵循因缺补缺的原则进行平衡施肥。
五、最小养分律
作物为了生长发育需要吸收各种养分,但是决定作物产量的,却是土壤中那个相对含量最小的有效植物生长因素,产量也在一定限度内随着这个因素的增减而相对地变化,因而无视这个限制因素的存在,即使继续增加其他营养成分的投入也难以再提高作物的产量。(图)是最小养分律示意图,图中标明的氮、磷、钾的柱状图高度表示土壤对作物的养分需求的满足程度,而不是土壤中相应养分的绝对供应量。图
(1)表明氮的供应满足程度最低,氮是限制作物生长的养分因子,作物产量水平受氮的限制;图
(2)表明氮的供应增加后,它不再是限制作物生长的养分因子,而磷成为新的养分限制因子;图
(3)表明增加氮和磷的供应后,钾的相对供应量最低而成为养分限制因子,作物产量受钾养分供应状况限制。如图,当氮是养分限制因子时,即使大量增施磷、钾肥作物产量均不能提高,只有施用氮肥增加氮的供应,作物产量才能提高。
需要注意的是,最小养分律中所提的最小养分不是指土壤中绝对含量最低的养分,而是指土壤中某种对作物需要来说相对含量最小养分。例如,在华中地区某土壤速效磷含量为25毫克/千克,速效钾含量为60毫克/千克,油菜正常生长需要的土壤速效磷含量为20毫克/千克即可满足丰产的需要,而土壤速效钾含量需达到100毫克/千克才能满足需求,所以尽管该土壤中的速效钾含量高于速效磷,但就两种养分而言,限制油
菜丰产的不是磷,而是钾。
对同一块地、一个种植区域,作物的最小养分并不是固定不变的,而是随条件变化而发生变化,这一规律已被我国的农业生产实践所证实。在20世纪50年代,我国当时农作物产量相对较低,土壤中的磷、钾养分及有机肥提供的磷、钾基本能满足作物所需,而土壤中氮的含
量相对较低,农田土壤普遍缺氮,氮是当时限制作物产量的最小因子。因此,施氮具有显著的增产作用。到20世纪60年代,随着农业生产水平的提高和氮肥的普遍施用,不少地区继续增施氮肥并不能明显提高作物产量,土壤中磷的含量逐渐下降,磷成为限制作物产量提高最小养分。因此,从60年代起在施氮基础上,增施磷肥显著地提高作物产量。到了20世纪70年代后期,随着高产品种的应用和氮、磷肥的推广普及,作物产量大幅度提高,部分地区尤其是我国南方地区,土壤中钾的耗竭加剧,仅施用氮、磷肥的增产效果不再显著,只有在钾肥与氮、磷肥配合施用的基础上才能保证丰产优质,结果表明钾已转化为新的限制作物产量提高的最小养分。进入20世纪90年代后,氮、磷、钾平衡施肥技术在全国大面积推广应用,作物产量水平又上新台阶,有机肥在肥料投入中的比例越来越小,通过高产作物收获从土壤中带走的养分也显著增加,部分地区土壤养分又出现新的不平衡,中、微量元素养分缺乏的耕地面积增加,全国许多地区作物生产中在施用氮、磷、钾肥的基础上施用中、微量元素肥料效果显著,说明中、微量元素养分已成为当前一些地区的最小养分。因此,在现代农业生产中要充分考虑土壤中的各种营养元素的平衡问题,要根据具体情况确定限制作物产量的最小养分,做到有的放矢。
植物生长受许多条件的影响,生长条件变化的范围很广,植物适应的能力有限,只有影响生产的因子处于中间地位,最适于植物生长,产量才能达到最高,因子处于最高或最低的时候,不适于植物生长,产量可能等于零(图2—2) 。最小养分律还告诉我们,当无视最小养分的存在,而继续增加最小养分以外的其他养分,不但难以提高产量而且还会降低施肥的经济效益。这一点在当前一些经济发达地区一味偏施氮肥尤其应引起注意。正确对待最小养分律,就可以因地制宜根据土壤条件和植物生长的需要来选择肥料品种和养分比例,提高施肥针对性,较好地满足作物对养分的需要,从而收到增产、节肥、提高经济效益的效果。
养分供应量
图2—2界分供应量与植物生长量的关系
【“测土配肥”有科学依据吗】六、肥料报酬递减律
报酬递减律是18世纪后期由欧洲的经济学家杜尔哥和安德森同时提出的经济学上的一个基本法则。20世纪初,米采利希(Mitscherlich)发现这一规律同样适用于肥料投入上。当土壤中缺乏某一必需养分时,随着该种肥料用量的增加,作物产量增加,但单位肥料用量所获得的作物增产量却随着施肥量的增加而呈递减趋势,即随着施肥量的增加,施肥的经济效益(产投比)下降。如图2—3所示,随着肥料的增加,作物产量的价值也在增加,但当我们把总体肥料投入划分若干单元后可以看到,不同施肥单元所获得的报酬是不同的,当第一单元的肥料施用到农田后,得到了2倍的报酬,在第一单元的肥料施用后再投入另一单元的肥料,第二单元获得了1倍的报酬,再增加一单元的肥料,获得的报酬只有投入的50%,而到了第五个单元,获得的报酬只有投入的10
% 。生产实践也证明,当施肥量增加到一定水平后,继续增施肥料反而会导致产量下降,即施肥量与作物产量之间呈抛物线关系。因此,在一定的生产阶段,当农业生产条件相对稳定时,那种认为只要保证作物生长的各因素,就可无限度地提高作物产量的观念是错误的。在生产中应遵循经济规律,注意投入与产出的关系,避免盲目施肥,达到增产、增收的目的。
根据报酬递减律,在生产条件相对稳定的前提下,随着施肥量增加,作物产量随之增加,但单位化肥用量所增加的产量会下降,所以施肥量要适当。在具体操作中,可根据下列四种情形来选择适宜的肥料用量:①增施肥料的增产量×农产品价格>增施肥料量×肥料价格,此时增施肥料在经济上是有利的,既增产又增值;②增施肥料的增产量×农产品价格=增施肥料量×肥料价格,此时施肥的总收益最高,称为最佳施肥量;③如果达到最佳施肥量后,继续增施肥料则其增产量×农产品价格<增施肥料量×肥料价格,此时增施肥料会继续促使作物产量提高,甚至达到最高产量,但增施肥料会导致总收益下降;④达到最高产量后,若继续增施肥料最终会导致作物产量下降,出现减产减收的现象,例如实际生产中经常会遇到施用一定量的氮肥大幅度增加作物产量和收益,随着氮肥量的增加,作物增产量开始下降,再继续增施氮肥便会导致作物贪青倒伏,减产减收。
报酬递减律在施肥实践中是客观存在的,应该正确对待。一方面要正视它,承认它的存在,避免施肥的盲目性,提高施肥的经济效益,通过合理施肥达到增产增收的目的。另一方面,不能消极对待它,片面地以减少化肥用量来降低生产成本,相反,应
研究新措施,促进生产条件的改变,在逐步提高施肥水平前提下,力争提高肥料的经济效益,促进农业生产的持续发展。作物增产曲线证实了肥料报酬递减律的存在,因而对某一作物品种的肥料投入量应有一定的限度。在缺肥的中低产地区,施用肥料的增产幅度大,而高产地区,施用肥料的技术要求则比较严格。肥料的过量投入,不论是哪类地区,都会导致肥料效益下降,以致减产的后果。因此,确定最经济的肥料用量是配方施肥的核心,我国近年来广泛应用的肥料效应函数施肥法就是根据肥料报酬递减率来计算肥料施用量的。
七、因子综合作用律
作物丰产是影响作物生产发育的各种因子,如水分、养分、光照、温度、空气、品种以及耕作条件等综合作用的结果,即要使作物获得优质高产,仅考虑养分因素是不够的,还要考虑水分,光照、温度、空气等诸多因素、依靠良种,植保、栽培等农业技术措施,保证多种因子综合协调。单靠一个因子或一项技术措施是不可能获得高产的,要充分发挥某一因素的增产效果,就必须协调影响作物生长发育的其他因素。
根据因子综合作用律,为了充分发挥肥料的增产作用和提高肥料的经济效益,各种养分肥料要配合施用以使各养分元素之间比例协调,纠正过去单一施肥的偏见,实行氮、磷、钾和微量元素肥料的配合施用,发挥诸养分之间的互相促进作用,维持作物体内的营养平衡。同时,科学施肥除了要注意施肥技术的创新外,还应考虑施肥与其他因子的相互关系,使施肥措施
与其他农业技术措施密切配合,例如施肥必须与选用良种、肥水管理、耕作制度、气候变化等影响肥效的诸因素相结合,最大限度地发挥肥料的增产作用。

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测土配方施肥技术的理论基础
测土配方施肥技术是一项较复杂的技术,但同其他技术一样,有其理论基础,只要理解了它的理论基础,也就不难掌握它的实质。简单地讲,测土配方施肥技术主要是建立在植物矿质营养学说、养分归还学说、营养元素同等重要与不可替代律、最小养分律、肥料报酬递减律、因子综合作用律等六大植物营养学说基础上的。
一、植物生长必需营养元素和有益元素
(一)植物生长必需营养元素
根据植物分析,组成植物体的化学元素有70余种。几乎地壳中所含有的化学元素都能在植物体内找到。有的甚至还大量积累,但它们并非全都是植物生长发育所需要的。为了查明某种元素对于植物生长发育是否必需,一般有两种方法,一是从生长发育实验判断其必需性,二是从生理功能方面探讨其必需性。
1.标准
Arnon和stout(1939)根据对高等植物所进行的精确的水培实验,提出了植物必需营养元素应符合以下三个标准。这就是:①若缺乏这个元素,植物就不能完成从营养生长到生殖生长的全过程。②这个元素的缺乏症状是特异的,只有给予这个元素后才能恢复,而其他元素不能代替。③该元素必须是对植物起直接营养作用,而不是起间接改善环境条件的作用。
在上述三条标准的认识基础上,经过许多科学家的反复研究与验证,目前各国科学家的共识是,高等植物所必需的营养元素共有16种。它们是:碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、硼(B)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)和氯(C1)等。
在这16种必需营养元素中,由于植物对它们的需要量不同,甚至差别悬殊,据此又可分为大量营养元素、中量营养元素和微量营养元素三类。
2.种类
(1)大量营养元素一般植物对它们的需要量较多,约占植物干物质重的百分之几十到千分之几。属于这一类的元素有:碳、氢、氧、氮、磷、钾等6种。
(2)中量营养元素
一般植物对它们的需要量介于大量营养元素和微量营养元素之间,约占植物干物质重的千分之几。属于这一类的元素有钙、镁、硫3种。
(3)微量营养元素一般植物对它们的需要量很少,只占植物干物质重的万分之几到百万分之几,甚至更少。属于这一类的元素有:铁、硼、锰、铜、锌、钼和氯等7种。其中,钼(Mo)
在作物体内的含量一般小于百万分之一,也被称为超微量营养元素。
虽然植物对营养元素的需要量有多少之分,但它们都是同等重要和彼此
不能代替的。尽管微量元素需要量小,但缺少时植物同样会产生某些病症。如甜菜的心腐病(缺B)、花椰菜的鞭尾病(缺Mo),以及苹果小叶病(缺Zn)都是由于缺少微量元素所引起的。
3、植物必需营养元素的来源在这16种必需营养元素中,碳、氢、氧3种元素是构成一切植物体的最主要元素,通常占植物体干物质总量的90%以上,可以从空气和水中获得,一般不必通过施肥来补充,就可以满足植物的需要。氮素只占植物体干物质总量的1.5%左右,除了豆科植物借助根瘤菌可以从空气中固定一定数量的氮素外,一般植物主要是从土壤中吸取氮素。其他12种元素虽然均包含在占植物体干物质总量5%左右的灰分之中,但它们的来源都是土壤。所以说,土壤是植物养分的主要来源。
一般来说,由于土壤类型不同,供应各种营养元素的能力也有差异。各种作物也因其营养特性和产量水平不同,对土壤中各种营养元素的需要量也各不相同。在生产实践中,往往存在这样的供需矛盾,即在各种营养元素中,除碳、氢、氧外,作物对土壤中氮、磷、钾的需要量较高,而一般土壤中能为作物吸收利用的氮、磷、钾数量均较少。为满足作物对它们的需要,解决这种养分供需矛盾,惟一有效的办法就是人为地施用肥料。长期的农业生产实践证明,因土制宜地施用氮、磷、钾肥,往往可以收到显著的增产效果。为此,人们称氮、磷、钾为“肥料三要素”,由此可见,氮、磷、钾无论在植物营养方面,还是在农业生产方面的作用都很重大。
(二)有益矿质元素
除了上述已经确定的16种营养元素以外,目前还有几种矿质元素,如钠(Na)、硅(Si)、钴(Co)、镍(Ni)、硒(se)等,虽然不为所有植物所必需,但它们为部分植物所必需。对某些植物种类或在某些特定条件下是必需的。因此,人们将这些矿质元素称为有益元素。例如,钠作为一种微量营养元素,对某些盐土植物(如盐蓬)、甜菜和某些C4植物是必需的,Na+在植株中能部分取代K+的功能。又如,硅对水稻和毛竹,镍对蚕豆,硒对紫云英也是必需的。水稻吸硅能力最强,其SiO2含量约占地上部干重的10%~15% 。当水稻缺硅时,营养生长和谷物产量都严重下降,并发生缺素症。
现已证实豆科植物的根瘤固氮需要钴。在田间条件下,钴能诱导增加结瘤豆科植物的生长和含氮量。应当指出,豆科植物的种类对缺钴的敏感性有很大差异。
此外,有报道认为,在特定条件下,钒(V)、铝(Al)对某些植物也有一些有益作用,有益元素有助于某些作
物生长,对特定作物的某个生理过程,还可能很重要,但按三条严格的标准衡量,它们不是作物必需的营养元素。事实上,一些微量元素要区分是必需还是有益,是非常困难的。
二、植物矿质营养学说
德国化学家、现代农业化学的倡导者李比希在1840年提出了“矿质养分学说”,为化肥的生产与应用奠定了理论基础。矿质养分学说的主要内容为:土壤中矿物质是一切绿色植物的养料,厩肥及其他有机肥料对植物生长所起的作用,并不是其中所含的有机质,而是这些有机质分解后所形成的矿物质。该学说的确立,驳斥了过去占统治地位的腐殖质营养学说,建立了植物营养学科,明确了作物主要以离子形态吸收养分,无论是化肥还是有机肥其营养对植物同等重要,从而促进了化肥工业的兴起。然而,该学说对腐殖质作用认识不够,这是在实践中应该注意克服和避免的。
三、养分归还学说
该学说也是由李比希提出的。作物在生长发育过程中,要从土壤中吸收各种营养物质,由于人类在土壤上种植作物并将这些农产品(包括籽粒和茎秆)收获走,就必然会导致土壤肥力逐渐下降,土壤所含的养分从而会愈来愈少。因此,要恢复地力就必须归还从土壤中拿走的东西,不然就难以指望再获得过去那样高的产量;同时,为了增加产量就应该向土壤施加养分。
归还养分并不是要求全部归还作物从土壤中带走的所有养分,绝对的全部归还是不必要的,也是不经济的。例如,非必需元素可以不归还,作物吸收量少的、土壤中相对含量较多的元素,也可以不必每茬作物收获后立即归还,可以隔一定时期归还一次,具体表现在一些微量元素肥料的施用可以隔几年施用一次。另外,作物生长不但消耗土壤养分,同时消耗土壤有机质,坚持使用有机肥,不仅可归还作物所需的大量元素养分,还可归还其他种类的元素,可以均衡土壤养分,做到用地与养地相统一,是维持和提高土壤肥力的重要措施。
养分归还学说的发展,为作物稳产高产和均衡增产开辟了广阔前景。为了增产必须以施肥方式补充植物从土壤中取走的养分,这就突破了过去局限于生物循环的范畴,通过施加肥料,扩大了物质循环,为农业的持续发展提供了物质基础。
四、营养元素同等重要与不可替代律
植物所需的各种必需营养元素,包括大量元素、中量元素和微量元素,不论它们在植物体内含量多少,均具有各自的生理功能,它们各自的营养作用都是同等重要的。每一种营养元素具有其特殊的生
理功能,其作用是其他元素不可替代的。
作物体内各种营养元素的含量,从高到低相差可达十倍、百倍,甚至万倍,但它们在作物营养中的作用并无重要与不重要之分。以大量元素中的氮、磷为例,作物体内氮素不足时,不仅蛋白质的合成受到阻碍,而且会降低叶绿素含量,当氮缺乏时,叶片变黄,甚至枯萎早衰,施用除氮以外的任何元素均不能解除这种症状。如果作物供氮充足时,只有磷素缺乏,由于核蛋白不能形成,影响细胞分裂和糖代谢,就会导致作物茎叶停止生长,叶色由绿变紫,只有补充磷肥才能促使作物正常生长。需要特别注意的是,尽管作物对某些微量元素养分的需求量甚微,但缺乏时也会导致作物生长发育受到抑制,严重者甚至死亡,与作物缺乏大量元素所产生的不良后果是完全相同的。因此,在作物施肥时要有针对性,凡土壤缺乏的,不能满足作物生长发育和丰产优质的营养元素,都必须通过施用相应肥料来补充,而不能用一种肥料去代替另一类肥料,必须遵循因缺补缺的原则进行平衡施肥。
五、最小养分律
作物为了生长发育需要吸收各种养分,但是决定作物产量的,却是土壤中那个相对含量最小的有效植物生长因素,产量也在一定限度内随着这个因素的增减而相对地变化,因而无视这个限制因素的存在,即使继续增加其他营养成分的投入也难以再提高作物的产量。(图)是最小养分律示意图,图中标明的氮、磷、钾的柱状图高度表示土壤对作物的养分需求的满足程度,而不是土壤中相应养分的绝对供应量。图
(1)表明氮的供应满足程度最低,氮是限制作物生长的养分因子,作物产量水平受氮的限制;图
(2)表明氮的供应增加后,它不再是限制作物生长的养分因子,而磷成为新的养分限制因子;图
(3)表明增加氮和磷的供应后,钾的相对供应量最低而成为养分限制因子,作物产量受钾养分供应状况限制。如图,当氮是养分限制因子时,即使大量增施磷、钾肥作物产量均不能提高,只有施用氮肥增加氮的供应,作物产量才能提高。
需要注意的是,最小养分律中所提的最小养分不是指土壤中绝对含量最低的养分,而是指土壤中某种对作物需要来说相对含量最小养分。例如,在华中地区某土壤速效磷含量为25毫克/千克,速效钾含量为60毫克/千克,油菜正常生长需要的土壤速效磷含量为20毫克/千克即可满足丰产的需要,而土壤速效钾含量需达到100毫克/千克才能满足需求,所以尽管该土壤中的速效钾含量高于速效磷,但就两种养分而言,限制油
菜丰产的不是磷,而是钾。
对同一块地、一个种植区域,作物的最小养分并不是固定不变的,而是随条件变化而发生变化,这一规律已被我国的农业生产实践所证实。在20世纪50年代,我国当时农作物产量相对较低,土壤中的磷、钾养分及有机肥提供的磷、钾基本能满足作物所需,而土壤中氮的含
量相对较低,农田土壤普遍缺氮,氮是当时限制作物产量的最小因子。因此,施氮具有显著的增产作用。到20世纪60年代,随着农业生产水平的提高和氮肥的普遍施用,不少地区继续增施氮肥并不能明显提高作物产量,土壤中磷的含量逐渐下降,磷成为限制作物产量提高最小养分。因此,从60年代起在施氮基础上,增施磷肥显著地提高作物产量。到了20世纪70年代后期,随着高产品种的应用和氮、磷肥的推广普及,作物产量大幅度提高,部分地区尤其是我国南方地区,土壤中钾的耗竭加剧,仅施用氮、磷肥的增产效果不再显著,只有在钾肥与氮、磷肥配合施用的基础上才能保证丰产优质,结果表明钾已转化为新的限制作物产量提高的最小养分。进入20世纪90年代后,氮、磷、钾平衡施肥技术在全国大面积推广应用,作物产量水平又上新台阶,有机肥在肥料投入中的比例越来越小,通过高产作物收获从土壤中带走的养分也显著增加,部分地区土壤养分又出现新的不平衡,中、微量元素养分缺乏的耕地面积增加,全国许多地区作物生产中在施用氮、磷、钾肥的基础上施用中、微量元素肥料效果显著,说明中、微量元素养分已成为当前一些地区的最小养分。因此,在现代农业生产中要充分考虑土壤中的各种营养元素的平衡问题,要根据具体情况确定限制作物产量的最小养分,做到有的放矢。
植物生长受许多条件的影响,生长条件变化的范围很广,植物适应的能力有限,只有影响生产的因子处于中间地位,最适于植物生长,产量才能达到最高,因子处于最高或最低的时候,不适于植物生长,产量可能等于零(图2—2) 。最小养分律还告诉我们,当无视最小养分的存在,而继续增加最小养分以外的其他养分,不但难以提高产量而且还会降低施肥的经济效益。这一点在当前一些经济发达地区一味偏施氮肥尤其应引起注意。正确对待最小养分律,就可以因地制宜根据土壤条件和植物生长的需要来选择肥料品种和养分比例,提高施肥针对性,较好地满足作物对养分的需要,从而收到增产、节肥、提高经济效益的效果。
养分供养
六、肥料报酬递减律
报酬递减律是18世纪后期由欧洲的经济学家杜尔哥和安德森同时提出的经济学上的一个基本法则。20世纪初,米采利希(Mitscherlich)发现这一规律同样适用于肥料投入上。当土壤中缺乏某一必需养分时,随着该种肥料用量的增加,作物产量增加,但单位肥料用量所获得的作物增产量却随着施肥量的增加而呈递减趋势,即随着施肥量的增加,施肥的经济效益(产投比)下降。如图2—3所示,随着肥料的增加,作物产量的价值也在增加,但当我们把总体肥料投入划分若干单元后可以看到,不同施肥单元所获得的报酬是不同的,当第一单元的肥料施用到农田后,得到了2倍的报酬,在第一单元的肥料施用后再投入另一单元的肥料,第二单元获得了1倍的报酬,再增加一单元的肥料,获得的报酬只有投入的50%,而到了第五个单元,获得的报酬只有投入的10
% 。生产实践也证明,当施肥量增加到一定水平后,继续增施肥料反而会导致产量下降,即施肥量与作物产量之间呈抛物线关系。因此,在一定的生产阶段,当农业生产条件相对稳定时,那种认为只要保证作物生长的各因素,就可无限度地提高作物产量的观念是错误的。在生产中应遵循经济规律,注意投入与产出的关系,避免盲目施肥,达到增产、增收的目的。
根据报酬递减律,在生产条件相对稳定的前提下,随着施肥量增加,作物产量随之增加,但单位化肥用量所增加的产量会下降,所以施肥量要适当。在具体操作中,可根据下列四种情形来选择适宜的肥料用量:①增施肥料的增产量×农产品价格\u003e增施肥料量×肥料价格,此时增施肥料在经济上是有利的,既增产又增值;②增施肥料的增产量×农产品价格=增施肥料量×肥料价格,此时施肥的总收益最高,称为最佳施肥量;③如果达到最佳施肥量后,继续增施肥料则其增产量×农产品价格\u003c增施肥料量×肥料价格,此时增施肥料会继续促使作物产量提高,甚至达到最高产量,但增施肥料会导致总收益下降;④达到最高产量后,若继续增施肥料最终会导致作物产量下降,出现减产减收的现象,例如实际生产中经常会遇到施用一定量的氮肥大幅度增加作物产量和收益,随着氮肥量的增加,作物增产量开始下降,再继续增施氮肥便会导致作物贪青倒伏,减产减收。
报酬递减律在施肥实践中是客观存在的,应该正确对待。一方面要正视它,承认它的存在,避免施肥的盲目性,提高施肥的经济效益,通过合理施肥达到增产增收的目的。另一方面,不能消极对待它,片面地以减少化肥用量来降低生产成本,相反,应
研究新措施,促进生产条件的改变,在逐步提高施肥水平前提下,力争提高肥料的经济效益,促进农业生产的持续发展。作物增产曲线证实了肥料报酬递减律的存在,因而对某一作物品种的肥料投入量应有一定的限度。在缺肥的中低产地区,施用肥料的增产幅度大,而高产地区,施用肥料的技术要求则比较严格。肥料的过量投入,不论是哪类地区,都会导致肥料效益下降,以致减产的后果。因此,确定最经济的肥料用量是配方施肥的核心,我国近年来广泛应用的肥料效应函数施肥法就是根据肥料报酬递减率来计算肥料施用量的。
七、因子综合作用律
作物丰产是影响作物生产发育的各种因子,如水分、养分、光照、温度、空气、品种以及耕作条件等综合作用的结果,即要使作物获得优质高产,仅考虑养分因素是不够的,还要考虑水分,光照、温度、空气等诸多因素、依靠良种,植保、栽培等农业技术措施,保证多种因子综合协调。单靠一个因子或一项技术措施是不可能获得高产的,要充分发挥某一因素的增产效果,就必须协调影响作物生长发育的其他因素。
根据因子综合作用律,为了充分发挥肥料的增产作用和提高肥料的经济效益,各种养分肥料要配合施用以使各养分元素之间比例协调,纠正过去单一施肥的偏见,实行氮、磷、钾和微量元素肥料的配合施用,发挥诸养分之间的互相促进作用,维持作物体内的营养平衡。同时,科学施肥除了要注意施肥技术的创新外,还应考虑施肥与其他因子的相互关系,使施肥措施
与其他农业技术措施密切配合,例如施肥必须与选用良种、肥水管理、耕作制度、气候变化等影响肥效的诸因素相结合,最大限度地发挥肥料的增产作用。
答：测土配方施肥是以养分归还（补偿）学说、最小养分律、同等重要律、不可代替律、肥料效应报酬递减律和因子综合作用律等为理论依据，以确定不同养分的施肥总量和配比为主要内容。为了充分发挥肥料的最大增产效益，施肥必须与选用良种、肥水管理、种植密度、耕作制度和气候变化等影响肥效的诸因素结合，形成一套完整的施肥技术体系。
（1）养分归还（补偿）学说：作物产量的形成有40%～80%的养分来自土壤，但不能把土壤看作一个取之不尽、用之不竭的“养分库” 。为保证土壤有足够的养分供应容量和强度，保持土壤养分的携出与输入间的平衡，必须通过施肥这一措施来实现。依靠施肥，可以把被作物吸收的养分“归还”土壤，确保土壤肥力。
（2）最小养分律：作物生长发育需要吸收各种养分，但严重影响作物生长，限制作物产量的是土壤中那种相对含量最小的养分因素，也就是最缺的那种养分（最小养分）。如果忽视这个最小养分，即使继续增加其他养分，作物产量也难以再提高。只有增加最小养分的量，产量才能相应提高。经济合理的施肥方案，是将作物所缺的各种养分同时按作物所需比例相应提高，作物才会高产。
（3）同等重要律：对农作物来讲，不论大量元素或微量元素，都是同样重要缺一不可的，即使缺少某一种微量元素，尽管它的需要量很少，仍会影响某种生理功能而导致减产。如玉米缺锌导致植株矮小而出现花白苗，水稻苗期缺锌造成僵苗，棉花缺硼使得蕾而不花。微量元素与大量元素同等重要，不能因为需要量少而忽略。
（4）不可替代律：作物需要的各营养元素，在作物体内都有一定功效，相互之间不能替代。如缺磷不能用氮代替，缺钾不能用氮、磷配合代替。缺少什么营养元素，就必须施用含有该元素的肥料进行补充。
（5）报酬递减律：从一定土地上所得的报酬，随着向该土地投入的劳动和资本量的增大而有所增加，但达到一定水平后，随着投入的单位劳动和资本量的增加，报酬的增加却在逐渐减少。当施肥量超过适量时，作物产量与施肥量之间的关系就不再是曲线模式，而呈抛物线模式了，单位施肥量的增产会呈递减趋势。
（6）因子综合作用律：作物产量高低是由影响作物生长发育诸因子综合作用的结果，但其中必有一个起主导作用的限制因子，产量在一定程度上受该限制因子的制约。为了充分发挥肥料的增产作用和提高肥料的经济效益，一方面，施肥措施必须与其他农业技术措施密切配合，发挥生产体系的综合功能；另一方面，各种养分之间的配合施用，也是提高肥效不可忽视的问题。
有很关键的作用。土质不一样种植出来的东西也不一样。比如水果在不同产地产出的水果甜度等也不一样。测土就是为了能够科学针对性的种植什么植物果蔬

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首先我认为测土配方施肥是以养分归还（补偿）学说、最小养分律、同等重要律、不可代替律、肥料效应报酬递减律和因子综合作用律等为理论依据。
同时又以确定不同养分的施肥总量和配比为主要内容。也是为了充分发挥肥料的最大增产效益，还有就是施肥必须与选用良种、肥水管理、种植密度、耕作制度和气候变化等这些影响肥效的诸因素结合，并形成一套完整的施肥技术体系。
我认为这个肯定有依据，但是不过mm有些老百姓不怎么信，他们还是用老一套方法种田，并且何时用什么肥料有些都不知道，所以应该给老百姓普及一下科普知道。
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这个当然有科学依据。不过单纯利用土壤元素测定数据来指导施肥还远远不够。还需要结合作物某个生长时期各种矿质元素测定的数据指导施肥才更为科学。当然，单纯测定某一个或几个地点的数据还不行，测定地点数据越多可靠性越强。可根据不同产量品质农场数据结合土壤和作物矿质元素数据进行相关分析，指导施肥的精确性更强。