大學(xué)土壤學(xué)教學(xué)課件-植物營(yíng)養(yǎng)理論(平衡施肥)

一.植物營(yíng)養(yǎng)理論的建立（一）植物營(yíng)養(yǎng)的早期探索1.尼古拉斯（1401-1446）是第一個(gè)從事植物營(yíng)養(yǎng)研究的人，認(rèn)為植物從土壤中吸收養(yǎng)分與吸收水分的某些過(guò)程有關(guān)。2.海爾蒙特1640年著名的柳條實(shí)驗(yàn)，提出柳條增重來(lái)自水的錯(cuò)誤結(jié)論。3.索秀爾1840年實(shí)驗(yàn)證明植物碳素來(lái)源于大氣，灰分元素來(lái)自土壤。一.植物營(yíng)養(yǎng)理論的建立（一）植物營(yíng)養(yǎng)的早期探索14.19世紀(jì)初，歐洲流行德國(guó)學(xué)者泰伊爾的腐殖質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)。5.法國(guó)農(nóng)業(yè)化學(xué)家布森高（1802-1887）是采用田間實(shí)驗(yàn)方法研究植物營(yíng)養(yǎng)的創(chuàng)始人。深入研究了氮素營(yíng)養(yǎng)。4.19世紀(jì)初，歐洲流行德國(guó)學(xué)者泰伊爾的腐殖質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)。2（二）.植物營(yíng)養(yǎng)理論的建立1.德國(guó)化學(xué)家李比希是植物營(yíng)養(yǎng)科學(xué)的創(chuàng)始人。1840年發(fā)表的論文《化學(xué)在農(nóng)業(yè)和生理學(xué)上的應(yīng)用》提出植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)，否定腐殖質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)，是植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)新舊時(shí)代的分界線和轉(zhuǎn)折點(diǎn)。又提出養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)和最小養(yǎng)分律。提出“通過(guò)研究來(lái)教育”的觀點(diǎn)。（二）.植物營(yíng)養(yǎng)理論的建立1.德國(guó)化學(xué)家李比希是植物營(yíng)養(yǎng)科學(xué)32.1842年英國(guó)洛桑實(shí)驗(yàn)站創(chuàng)始人魯茨取得制造普鈣的專利。魯茨是李比希的學(xué)生。1904-1908年，德國(guó)化學(xué)家哈伯提出合成氨工藝。李比希的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)促進(jìn)化肥工業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，具有劃時(shí)代的意義。2.1842年英國(guó)洛桑實(shí)驗(yàn)站創(chuàng)始人魯茨取得制造普鈣的專利。魯4二.植物營(yíng)養(yǎng)理論（一）養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)

李比希提出了養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)，其中心內(nèi)容是，人們?cè)谕恋厣戏N植作物并把這些產(chǎn)物取走，這就必然會(huì)帶走作物從土壤吸收的養(yǎng)分，從而使土壤養(yǎng)分愈來(lái)愈少，地力逐漸下降。要恢復(fù)地力就必須歸還作物從土壤帶走的全部養(yǎng)分。為了提高作物產(chǎn)量，必須對(duì)土壤施肥。

二.植物營(yíng)養(yǎng)理論（一）養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)5（二）、最小養(yǎng)分律最小養(yǎng)分律是李比希在1843年提出。在作物所需的養(yǎng)分中，相對(duì)含量最缺少的那種（土壤供應(yīng)能力）稱為最小養(yǎng)分，它決定作物產(chǎn)量的高低。作物的產(chǎn)量受土壤中相對(duì)數(shù)量最少的養(yǎng)分控制，產(chǎn)量隨這種養(yǎng)分的多少而變化，這個(gè)定律稱為最小養(yǎng)分律。

（二）、最小養(yǎng)分律最小養(yǎng)分律是李比希在1843年提出。6三、限制因子律

限制因子律是由最小養(yǎng)分律引伸和發(fā)展的。1905年美國(guó)布克萊曼（Blackman）把最小養(yǎng)分律引伸擴(kuò)大到養(yǎng)分以外的生態(tài)因子、如光照、溫度、水分、空氣、養(yǎng)分和機(jī)械技持等，提出了限制因子律。

其內(nèi)容是：增加一個(gè)因子的供應(yīng)，可以使作物產(chǎn)量增加，但遇到另一因子不足時(shí)，即使增加前一因子也不能使作物產(chǎn)量增加，直到缺乏的因子得到補(bǔ)充，作物才能繼續(xù)增長(zhǎng)。限制子律可用木桶形象地示意說(shuō)明

三、限制因子律限制因子律是由最小養(yǎng)分律引伸和發(fā)展的。197（四）、報(bào)酬遞減律與米采利希學(xué)說(shuō)報(bào)酬遞減律是在18世紀(jì)后期，首先由歐洲的經(jīng)濟(jì)學(xué)家提出的。主要內(nèi)容是，投人到一定土地的勞力和資金所得到的報(bào)酬，隨勞力和投資量的增加而減少。即最初的勞力和投資所得到的報(bào)酬最高，以后遞增單位投資和勞力所得到的報(bào)酬是漸次遞減的。

（四）、報(bào)酬遞減律與米采利希學(xué)說(shuō)報(bào)酬遞減律是在18世紀(jì)后期，8燕麥?zhǔn)┯昧追实膱?bào)酬遞減趨勢(shì)磷肥施用量燕麥干物質(zhì)重燕麥?zhǔn)┯昧追实膱?bào)酬遞減趨勢(shì)磷肥施用量燕麥干物質(zhì)重9米采利希的試驗(yàn)證明：（1）在其他技術(shù)相穩(wěn)定的前提下，隨著施磷量的漸次增加，燕麥的干物質(zhì)量也隨之增加，但干物質(zhì)的增產(chǎn)量卻隨施磷量的增加而呈遞減趨勢(shì)，與報(bào)酬遞減律相一致；（2）如果一切條件都是理想的，作物就會(huì)出現(xiàn)某一最高產(chǎn)量；相反，只要某一主要因素缺乏時(shí)，產(chǎn)量便相應(yīng)減少。米采利希的試驗(yàn)證明：（1）在其他技術(shù)相穩(wěn)定的前提下，隨著施磷10三.肥料的合理分配與施用（一）、按作物和輪作特點(diǎn)施肥（二）、按土壤條件施肥（三）、按肥料的特性施肥（四）、按氣候條件施肥

（五）、按農(nóng)業(yè)技術(shù)水平施肥

（六）、按經(jīng)濟(jì)條件施肥

三.肥料的合理分配與施用（一）、按作物和輪作特點(diǎn)施肥11四.平衡施肥（一）定義(發(fā)達(dá)國(guó)家）指按照植物的生理需求補(bǔ)充養(yǎng)分，以達(dá)到最佳生長(zhǎng)的養(yǎng)分比例。在某些情況下，這一平衡施肥的概念被引深為確定合適的養(yǎng)分比例和施用正好能獲得目標(biāo)產(chǎn)量那么多的肥料。四.平衡施肥（一）定義(發(fā)達(dá)國(guó)家）12英國(guó)把平衡施肥叫養(yǎng)分管理和推薦施肥：Theessenceofgoodnutrientmanagementandfertilizeruseistoensurethatthenecessaryquantitiesoftheessentialcropnutrientsareavailablewhenrequiredforuptakebythecrop,andthatlossesofnutrientstotheenvironmentareminimised.英國(guó)把平衡施肥叫養(yǎng)分管理和推薦施肥：Theessen13中國(guó)的平衡施肥概念：平衡施肥在我國(guó)的叫法很多，主要有以下幾種稱謂：

1）矯正施肥

2）合理施肥

3）配方施肥4）推薦施肥

5）平衡施肥中國(guó)的平衡施肥概念：平衡施肥在我國(guó)的叫法很多，主要有以下幾種14中國(guó)的平衡施肥概念（1）：20世紀(jì)50～60年代,我國(guó)根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況和單產(chǎn)水平的要求,采用“缺啥補(bǔ)啥”、“缺多少補(bǔ)多少”的辦法進(jìn)行施肥。當(dāng)時(shí)稱為“矯正施肥”,應(yīng)當(dāng)說(shuō)這是平衡施肥的初級(jí)階段?！T元琦（2003）中國(guó)的平衡施肥概念（1）：20世紀(jì)50～60年代,我國(guó)15中國(guó)的平衡施肥概念（2）：科學(xué)合理的施肥應(yīng)該是:既能供應(yīng)作物對(duì)各種必須養(yǎng)分的充分需要,又有適宜的肥料比例,做到均衡地或平衡地供應(yīng)作物各種必須的營(yíng)養(yǎng)元素,達(dá)到增產(chǎn)增收的目的。

——王仁如，王海連（2000）中國(guó)的平衡施肥概念（2）：科學(xué)合理的施肥應(yīng)該是:既能供16中國(guó)的平衡施肥概念（3）：

隨著作物產(chǎn)量的不斷提高,肥料用量逐步增加,施肥技術(shù)要求提高到根據(jù)作物需肥的特點(diǎn)、土壤供肥特性和肥料增產(chǎn)效應(yīng)等因素來(lái)決定養(yǎng)分比例和施肥數(shù)量。這樣才能避免由于養(yǎng)分供應(yīng)不平衡而出現(xiàn)諸多如養(yǎng)分利用率不高,肥料資源浪費(fèi),產(chǎn)量不穩(wěn)定,產(chǎn)品品質(zhì)下降,農(nóng)業(yè)成本增加以及引起環(huán)境污染等問(wèn)題。

——馮元琦（2003）中國(guó)的平衡施肥概念（3）：隨著作物產(chǎn)量的不斷提高,肥料17以上平衡施肥概念的共同特點(diǎn)如下：1）作物的營(yíng)養(yǎng)特性（需肥規(guī)律）2）土壤肥力狀況（土壤供肥保肥性能）3）肥料性質(zhì)或肥料效應(yīng)4）以效益、利用率和環(huán)境效應(yīng)為目標(biāo)。以上平衡施肥概念的共同特點(diǎn)如下：1）作物的營(yíng)養(yǎng)特性（需肥規(guī)律18平衡施肥的概念：

所謂平衡施肥就是在一定的氣候條件下，以耕作制為中心，根據(jù)作物營(yíng)養(yǎng)特性、土壤肥力狀況、肥料性質(zhì)，為達(dá)到最大產(chǎn)量、最佳肥料經(jīng)濟(jì)效益、最大肥料利用率和環(huán)境友好應(yīng)而采取的適時(shí)、適量的施肥方法和技術(shù)。平衡施肥的概念：所謂平衡施肥就是在一定的氣候條件下，以耕19發(fā)達(dá)國(guó)家肥料與平衡施肥研究已經(jīng)從單一的產(chǎn)量效應(yīng)，發(fā)展到肥料對(duì)產(chǎn)量、品質(zhì)和環(huán)境影響等多方位；已經(jīng)由定性發(fā)展到定量推薦施肥階段（MAFF,2000）。我國(guó)的現(xiàn)狀如何？發(fā)達(dá)國(guó)家肥料與平衡施肥研究已經(jīng)從單一的產(chǎn)量效應(yīng)，發(fā)展到肥料對(duì)20目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中尚缺乏1.有效的推廣和應(yīng)用平衡施肥成果的應(yīng)用基礎(chǔ)理論體系。2.快速準(zhǔn)確評(píng)價(jià)土壤、植物營(yíng)養(yǎng)狀況的測(cè)試技術(shù)。3.可供復(fù)合肥企業(yè)采用的生產(chǎn)高質(zhì)量的既包容平衡施肥原理與技術(shù)，又便于農(nóng)民使用的復(fù)合肥料生產(chǎn)技術(shù)。目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中尚缺乏1.有效的推廣和應(yīng)用平衡施肥成果的應(yīng)用21當(dāng)前肥料和平衡施肥的現(xiàn)狀和亟待解決的問(wèn)題：1.理論與實(shí)際脫節(jié)2.生產(chǎn)與需要脫節(jié)3.肥料利用率在全國(guó)范圍內(nèi)沒(méi)有明顯提高4.專用肥因其專而產(chǎn)生一系列問(wèn)題當(dāng)前肥料和平衡施肥的現(xiàn)狀和亟待解決的問(wèn)題：1.理論與實(shí)際脫節(jié)22肥料與平衡施肥方面仍然存在許多值得深入研究和探討的問(wèn)題。例如：

1.肥料利用率仍然較低，特別是氮肥的平均利用率遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家。2.平衡施肥理論和技術(shù)研究與推廣應(yīng)用脫節(jié)，或平衡施肥原理和技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的到位率不夠。3.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高投入、低產(chǎn)出；生產(chǎn)中普遍存在偏施氮肥，而磷鉀施用不足等不合理施肥現(xiàn)象。肥料與平衡施肥方面仍然存在許多值得深入研究和探討的問(wèn)題。例如23我國(guó)平衡施肥研究發(fā)展：配方施肥——

1、施肥技術(shù)從單一養(yǎng)分向多種養(yǎng)分配合2、施肥技術(shù)由定性或矯正施肥（需要什么）向定量（施用多少）依據(jù)：作物需肥規(guī)律、土壤供肥能力和肥料效應(yīng)技術(shù)：有機(jī)肥基礎(chǔ)上的氮磷鉀及微量元素的配合和施肥技術(shù)目的：最大的經(jīng)濟(jì)效益、培肥地力、保護(hù)生態(tài)環(huán)境。我國(guó)平衡施肥研究發(fā)展：配方施肥——1、施肥技術(shù)從單一養(yǎng)分向24配方施肥的內(nèi)容——1、配方（確定肥料種類和數(shù)量）2、施肥（合理安排基肥、追肥的比例和施肥的時(shí)間）配方施肥的內(nèi)容——25配方施肥的分類——地力分區(qū)（級(jí)）法

1)地力分區(qū)（級(jí)）法

目標(biāo)產(chǎn)量法：1）養(yǎng)分平衡法2）地力差減法田間試驗(yàn)法：1）肥料效應(yīng)函數(shù)法2）養(yǎng)分豐缺指標(biāo)法3）氮磷鉀比例配方施肥的分類——地力分區(qū)（級(jí)）法26（一）地力分區(qū)（級(jí)）配方法

地力分區(qū)（級(jí)）配方法是根據(jù)土壤肥力高低分成若干等級(jí)，或劃出一個(gè)肥力均等的田片，作為一個(gè)配方區(qū)，利用土壤普查的資料和過(guò)去田間試驗(yàn)的成果，結(jié)合群眾的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，估算出各配方區(qū)比較適宜的肥料種類及其施用量。

（一）地力分區(qū)（級(jí)）配方法地力分區(qū)（級(jí)）配方法是根據(jù)土壤肥27優(yōu)點(diǎn)：有一定的針對(duì)性，提出的肥料種類及其施用量和措施接近當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)，群眾比較熟悉，容易接受，推廣時(shí)的阻力較小。缺點(diǎn)：地區(qū)局限性，依賴于經(jīng)驗(yàn)較多，只適用于生產(chǎn)水平差異小，基礎(chǔ)較差的地區(qū)。

優(yōu)點(diǎn)：有一定的針對(duì)性，提出的肥料種類及其施用量和措施接近當(dāng)?shù)?8

二、目標(biāo)產(chǎn)量配方法根據(jù)土壤供肥能力確定方法的不同分為兩種方法：養(yǎng)分平衡法和地力差減法。1、養(yǎng)分平衡法

養(yǎng)分平衡法是以土壤養(yǎng)分測(cè)定值來(lái)計(jì)算土壤供肥量。

2、地力差減法

地力就是土壤肥力。此法是用空白（不施肥）地的產(chǎn)量作為土壤供肥能力。

二、目標(biāo)產(chǎn)量配方法根據(jù)土壤供肥能力確定方法的不同分為兩種方29三.肥料效應(yīng)函數(shù)法1、多因子、多水平田間試肥法；2、養(yǎng)分豐缺指標(biāo)法；3、氮、磷、鉀比例法。三.肥料效應(yīng)函數(shù)法1、多因子、多水平田間試肥法；30目標(biāo)產(chǎn)量配方法（一）養(yǎng)分平衡法核心是土壤養(yǎng)分測(cè)定。其方法是以每塊地的土壤養(yǎng)分測(cè)定值為基礎(chǔ)，作為計(jì)算土壤供肥量，再按作物目標(biāo)產(chǎn)量的要求，估算出各種肥料的施用量。其計(jì)算公式如下：

目標(biāo)產(chǎn)量配方法（一）養(yǎng)分平衡法31

目標(biāo)產(chǎn)量×單位產(chǎn)量需要養(yǎng)分量—土測(cè)值×0.15×土壤養(yǎng)分利用率施肥量=

肥料養(yǎng)分含量×肥料利用率

目標(biāo)產(chǎn)量：前三年作物平均產(chǎn)量再增加10%-15%。土壤養(yǎng)分利用率=（無(wú)肥區(qū)作物吸收養(yǎng)分?jǐn)?shù)量）/（土壤養(yǎng)分有效含量）*100%天山北麓灰漠土養(yǎng)分利用率：氮素：45%-50%。肥料利用率=（施肥區(qū)作物吸收養(yǎng)分?jǐn)?shù)量-無(wú)肥區(qū)作物吸收養(yǎng)分?jǐn)?shù)量）/（肥料施用量*肥料養(yǎng)分含量）

目標(biāo)產(chǎn)量×單位產(chǎn)量需要養(yǎng)分量—32（二）地力差減法

在不施肥的情況下，作物獲得的產(chǎn)量稱為地力產(chǎn)量。地力產(chǎn)量所需的養(yǎng)分全部來(lái)自于土壤。作物目標(biāo)產(chǎn)量與地力產(chǎn)量之差，就是靠施肥才能獲得的產(chǎn)量。

單位產(chǎn)量所需養(yǎng)分量*（目標(biāo)產(chǎn)量-地力產(chǎn)量）作物施肥量=

肥料養(yǎng)分含量*肥料利用率（二）地力差減法在不施肥的情況下，作物獲得的產(chǎn)量稱為地力產(chǎn)33例題：養(yǎng)分平衡法1、作物目標(biāo)產(chǎn)量的確定某生產(chǎn)單位，小麥前3年平均單產(chǎn)為252kg，若在此基礎(chǔ)上再增加10％，目標(biāo)產(chǎn)量即為252＋（1＋10％）＝277kg。2、計(jì)算作物目標(biāo)產(chǎn)量所需的養(yǎng)分量根據(jù)當(dāng)?shù)卦囼?yàn)，每生產(chǎn)1kg小麥籽粒所需的N為0.03kg，則達(dá)到目標(biāo)產(chǎn)量所需的N為277×0．03＝8．31kg。例題：養(yǎng)分平衡法1、作物目標(biāo)產(chǎn)量的確定343、據(jù)土壤測(cè)定值計(jì)算土壤供肥量

若土壤堿解氮為65mg·kg-1，土壤氮素利用率為50％，則土壤供肥量為65×0．15×50％=4．88（kg）。4、按差減法計(jì)算施肥量

若用尿素補(bǔ)充氮素尿素的含N量為46％，其利用率為50％。

尿素施用量=（8.31-4.88）/（46%*50%）=15（kg/畝）3、據(jù)土壤測(cè)定值計(jì)算土壤供肥量35肥料效應(yīng)函數(shù)法肥料的增產(chǎn)效應(yīng)反映施肥量與產(chǎn)量間的關(guān)系。這種數(shù)量關(guān)系可以用數(shù)學(xué)函數(shù)來(lái)表示，此函數(shù)即肥料效應(yīng)函數(shù)。肥料效應(yīng)函數(shù)估算法是建立在田間試驗(yàn)一生物統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上的計(jì)量施肥方法，借助于大量田間試驗(yàn)，通過(guò)施肥量與產(chǎn)量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，配置出一元、二元或多元肥料肥量效應(yīng)回歸方程式，所得的肥料效回歸方程式可計(jì)算出代表性地塊的最高產(chǎn)量施肥量、最佳施肥量和最大利潤(rùn)率施肥量等配方施肥參數(shù)。肥料效應(yīng)函數(shù)法肥料的增產(chǎn)效應(yīng)反映施肥量與產(chǎn)量間的關(guān)系。這種數(shù)36（一）施肥量與產(chǎn)量之間的關(guān)系1、施肥量與產(chǎn)量之間的直線相關(guān)。施肥量與產(chǎn)量呈直線關(guān)系在一定范圍內(nèi)是符合的，尤其是在生產(chǎn)條件差，土壤肥力低，養(yǎng)分供應(yīng)不足和施肥量較低時(shí)多呈直線相關(guān)。

（一）施肥量與產(chǎn)量之間的關(guān)系1、施肥量與產(chǎn)量之間的直線相關(guān)。372、施肥量與產(chǎn)量之間的曲線相關(guān)米采利希、包爾（B.Baule,1918）、斯皮爾曼（W.J.Spillman,1923）等人相繼對(duì)施肥量與產(chǎn)量的關(guān)系加以研究，得出施肥量與產(chǎn)量的關(guān)系呈指數(shù)模式，

即Y=A（1-10-cx）。

2、施肥量與產(chǎn)量之間的曲線相關(guān)米采利希、包爾（B.Baul38國(guó)內(nèi)外大量的氮肥試驗(yàn)表明，肥料的增產(chǎn)效應(yīng)符合二次拋物線形式。即Y=b0+b1X+b2X2,式中的b0為不施肥的產(chǎn)量水平或稱地力水平，b1表示起始時(shí)肥料增產(chǎn)效應(yīng)的趨勢(shì)，b2表示邊際效應(yīng)的增減量，X為施肥量。

國(guó)內(nèi)外大量的氮肥試驗(yàn)表明，肥料的增產(chǎn)效應(yīng)符合二次拋物線形式39IIIIIIIIIIII40最高產(chǎn)量施肥量的計(jì)算Y=b0+b1X+b2X2X=-（b1）/（2b2）X：最高產(chǎn)量施肥量最高產(chǎn)量施肥量的計(jì)算Y=b0+b1X+b2X241最大利潤(rùn)施肥量X=（b1-px/py）/（2*b2）Px：肥料價(jià)格Py：產(chǎn)品價(jià)格最大利潤(rùn)施肥量X=（b1-px/py）/（2*b2）42植物營(yíng)養(yǎng)及施肥與人類健康一.施肥與環(huán)境（一）施肥與全球變暖（二）氮肥施用與環(huán)境（三）磷肥施用與環(huán)境植物營(yíng)養(yǎng)及施肥與人類健康一.施肥與環(huán)境43二.礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與植物品質(zhì)（一）礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與動(dòng)植物體組成（二）礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與植物礦質(zhì)養(yǎng)分含量（三）礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與植物體有機(jī)物品質(zhì)二.礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與植物品質(zhì)（一）礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與動(dòng)植物體組成44三.營(yíng)養(yǎng)元素在土壤—植物—人體系統(tǒng)中的循環(huán)利用。四.植物營(yíng)養(yǎng)與人體健康。三.營(yíng)養(yǎng)元素在土壤—植物—人體系統(tǒng)中的循環(huán)利用。45MyBestWishesToYouMyBestWishesToYou46

一.植物營(yíng)養(yǎng)理論的建立（一）植物營(yíng)養(yǎng)的早期探索1.尼古拉斯（1401-1446）是第一個(gè)從事植物營(yíng)養(yǎng)研究的人，認(rèn)為植物從土壤中吸收養(yǎng)分與吸收水分的某些過(guò)程有關(guān)。2.海爾蒙特1640年著名的柳條實(shí)驗(yàn)，提出柳條增重來(lái)自水的錯(cuò)誤結(jié)論。3.索秀爾1840年實(shí)驗(yàn)證明植物碳素來(lái)源于大氣，灰分元素來(lái)自土壤。一.植物營(yíng)養(yǎng)理論的建立（一）植物營(yíng)養(yǎng)的早期探索474.19世紀(jì)初，歐洲流行德國(guó)學(xué)者泰伊爾的腐殖質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)。5.法國(guó)農(nóng)業(yè)化學(xué)家布森高（1802-1887）是采用田間實(shí)驗(yàn)方法研究植物營(yíng)養(yǎng)的創(chuàng)始人。深入研究了氮素營(yíng)養(yǎng)。4.19世紀(jì)初，歐洲流行德國(guó)學(xué)者泰伊爾的腐殖質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)。48（二）.植物營(yíng)養(yǎng)理論的建立1.德國(guó)化學(xué)家李比希是植物營(yíng)養(yǎng)科學(xué)的創(chuàng)始人。1840年發(fā)表的論文《化學(xué)在農(nóng)業(yè)和生理學(xué)上的應(yīng)用》提出植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)，否定腐殖質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)，是植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)新舊時(shí)代的分界線和轉(zhuǎn)折點(diǎn)。又提出養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)和最小養(yǎng)分律。提出“通過(guò)研究來(lái)教育”的觀點(diǎn)。（二）.植物營(yíng)養(yǎng)理論的建立1.德國(guó)化學(xué)家李比希是植物營(yíng)養(yǎng)科學(xué)492.1842年英國(guó)洛桑實(shí)驗(yàn)站創(chuàng)始人魯茨取得制造普鈣的專利。魯茨是李比希的學(xué)生。1904-1908年，德國(guó)化學(xué)家哈伯提出合成氨工藝。李比希的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)促進(jìn)化肥工業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，具有劃時(shí)代的意義。2.1842年英國(guó)洛桑實(shí)驗(yàn)站創(chuàng)始人魯茨取得制造普鈣的專利。魯50二.植物營(yíng)養(yǎng)理論（一）養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)

李比希提出了養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)，其中心內(nèi)容是，人們?cè)谕恋厣戏N植作物并把這些產(chǎn)物取走，這就必然會(huì)帶走作物從土壤吸收的養(yǎng)分，從而使土壤養(yǎng)分愈來(lái)愈少，地力逐漸下降。要恢復(fù)地力就必須歸還作物從土壤帶走的全部養(yǎng)分。為了提高作物產(chǎn)量，必須對(duì)土壤施肥。

二.植物營(yíng)養(yǎng)理論（一）養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)51（二）、最小養(yǎng)分律最小養(yǎng)分律是李比希在1843年提出。在作物所需的養(yǎng)分中，相對(duì)含量最缺少的那種（土壤供應(yīng)能力）稱為最小養(yǎng)分，它決定作物產(chǎn)量的高低。作物的產(chǎn)量受土壤中相對(duì)數(shù)量最少的養(yǎng)分控制，產(chǎn)量隨這種養(yǎng)分的多少而變化，這個(gè)定律稱為最小養(yǎng)分律。

（二）、最小養(yǎng)分律最小養(yǎng)分律是李比希在1843年提出。52三、限制因子律

限制因子律是由最小養(yǎng)分律引伸和發(fā)展的。1905年美國(guó)布克萊曼（Blackman）把最小養(yǎng)分律引伸擴(kuò)大到養(yǎng)分以外的生態(tài)因子、如光照、溫度、水分、空氣、養(yǎng)分和機(jī)械技持等，提出了限制因子律。

其內(nèi)容是：增加一個(gè)因子的供應(yīng)，可以使作物產(chǎn)量增加，但遇到另一因子不足時(shí)，即使增加前一因子也不能使作物產(chǎn)量增加，直到缺乏的因子得到補(bǔ)充，作物才能繼續(xù)增長(zhǎng)。限制子律可用木桶形象地示意說(shuō)明

三、限制因子律限制因子律是由最小養(yǎng)分律引伸和發(fā)展的。1953（四）、報(bào)酬遞減律與米采利希學(xué)說(shuō)報(bào)酬遞減律是在18世紀(jì)后期，首先由歐洲的經(jīng)濟(jì)學(xué)家提出的。主要內(nèi)容是，投人到一定土地的勞力和資金所得到的報(bào)酬，隨勞力和投資量的增加而減少。即最初的勞力和投資所得到的報(bào)酬最高，以后遞增單位投資和勞力所得到的報(bào)酬是漸次遞減的。

（四）、報(bào)酬遞減律與米采利希學(xué)說(shuō)報(bào)酬遞減律是在18世紀(jì)后期，54燕麥?zhǔn)┯昧追实膱?bào)酬遞減趨勢(shì)磷肥施用量燕麥干物質(zhì)重燕麥?zhǔn)┯昧追实膱?bào)酬遞減趨勢(shì)磷肥施用量燕麥干物質(zhì)重55米采利希的試驗(yàn)證明：（1）在其他技術(shù)相穩(wěn)定的前提下，隨著施磷量的漸次增加，燕麥的干物質(zhì)量也隨之增加，但干物質(zhì)的增產(chǎn)量卻隨施磷量的增加而呈遞減趨勢(shì)，與報(bào)酬遞減律相一致；（2）如果一切條件都是理想的，作物就會(huì)出現(xiàn)某一最高產(chǎn)量；相反，只要某一主要因素缺乏時(shí)，產(chǎn)量便相應(yīng)減少。米采利希的試驗(yàn)證明：（1）在其他技術(shù)相穩(wěn)定的前提下，隨著施磷56三.肥料的合理分配與施用（一）、按作物和輪作特點(diǎn)施肥（二）、按土壤條件施肥（三）、按肥料的特性施肥（四）、按氣候條件施肥

（五）、按農(nóng)業(yè)技術(shù)水平施肥

（六）、按經(jīng)濟(jì)條件施肥

三.肥料的合理分配與施用（一）、按作物和輪作特點(diǎn)施肥57四.平衡施肥（一）定義(發(fā)達(dá)國(guó)家）指按照植物的生理需求補(bǔ)充養(yǎng)分，以達(dá)到最佳生長(zhǎng)的養(yǎng)分比例。在某些情況下，這一平衡施肥的概念被引深為確定合適的養(yǎng)分比例和施用正好能獲得目標(biāo)產(chǎn)量那么多的肥料。四.平衡施肥（一）定義(發(fā)達(dá)國(guó)家）58英國(guó)把平衡施肥叫養(yǎng)分管理和推薦施肥：Theessenceofgoodnutrientmanagementandfertilizeruseistoensurethatthenecessaryquantitiesoftheessentialcropnutrientsareavailablewhenrequiredforuptakebythecrop,andthatlossesofnutrientstotheenvironmentareminimised.英國(guó)把平衡施肥叫養(yǎng)分管理和推薦施肥：Theessen59中國(guó)的平衡施肥概念：平衡施肥在我國(guó)的叫法很多，主要有以下幾種稱謂：

1）矯正施肥

2）合理施肥

3）配方施肥4）推薦施肥

5）平衡施肥中國(guó)的平衡施肥概念：平衡施肥在我國(guó)的叫法很多，主要有以下幾種60中國(guó)的平衡施肥概念（1）：20世紀(jì)50～60年代,我國(guó)根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況和單產(chǎn)水平的要求,采用“缺啥補(bǔ)啥”、“缺多少補(bǔ)多少”的辦法進(jìn)行施肥。當(dāng)時(shí)稱為“矯正施肥”,應(yīng)當(dāng)說(shuō)這是平衡施肥的初級(jí)階段?！T元琦（2003）中國(guó)的平衡施肥概念（1）：20世紀(jì)50～60年代,我國(guó)61中國(guó)的平衡施肥概念（2）：科學(xué)合理的施肥應(yīng)該是:既能供應(yīng)作物對(duì)各種必須養(yǎng)分的充分需要,又有適宜的肥料比例,做到均衡地或平衡地供應(yīng)作物各種必須的營(yíng)養(yǎng)元素,達(dá)到增產(chǎn)增收的目的。

——王仁如，王海連（2000）中國(guó)的平衡施肥概念（2）：科學(xué)合理的施肥應(yīng)該是:既能供62中國(guó)的平衡施肥概念（3）：

隨著作物產(chǎn)量的不斷提高,肥料用量逐步增加,施肥技術(shù)要求提高到根據(jù)作物需肥的特點(diǎn)、土壤供肥特性和肥料增產(chǎn)效應(yīng)等因素來(lái)決定養(yǎng)分比例和施肥數(shù)量。這樣才能避免由于養(yǎng)分供應(yīng)不平衡而出現(xiàn)諸多如養(yǎng)分利用率不高,肥料資源浪費(fèi),產(chǎn)量不穩(wěn)定,產(chǎn)品品質(zhì)下降,農(nóng)業(yè)成本增加以及引起環(huán)境污染等問(wèn)題。

——馮元琦（2003）中國(guó)的平衡施肥概念（3）：隨著作物產(chǎn)量的不斷提高,肥料63以上平衡施肥概念的共同特點(diǎn)如下：1）作物的營(yíng)養(yǎng)特性（需肥規(guī)律）2）土壤肥力狀況（土壤供肥保肥性能）3）肥料性質(zhì)或肥料效應(yīng)4）以效益、利用率和環(huán)境效應(yīng)為目標(biāo)。以上平衡施肥概念的共同特點(diǎn)如下：1）作物的營(yíng)養(yǎng)特性（需肥規(guī)律64平衡施肥的概念：

所謂平衡施肥就是在一定的氣候條件下，以耕作制為中心，根據(jù)作物營(yíng)養(yǎng)特性、土壤肥力狀況、肥料性質(zhì)，為達(dá)到最大產(chǎn)量、最佳肥料經(jīng)濟(jì)效益、最大肥料利用率和環(huán)境友好應(yīng)而采取的適時(shí)、適量的施肥方法和技術(shù)。平衡施肥的概念：所謂平衡施肥就是在一定的氣候條件下，以耕65發(fā)達(dá)國(guó)家肥料與平衡施肥研究已經(jīng)從單一的產(chǎn)量效應(yīng)，發(fā)展到肥料對(duì)產(chǎn)量、品質(zhì)和環(huán)境影響等多方位；已經(jīng)由定性發(fā)展到定量推薦施肥階段（MAFF,2000）。我國(guó)的現(xiàn)狀如何？發(fā)達(dá)國(guó)家肥料與平衡施肥研究已經(jīng)從單一的產(chǎn)量效應(yīng)，發(fā)展到肥料對(duì)66目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中尚缺乏1.有效的推廣和應(yīng)用平衡施肥成果的應(yīng)用基礎(chǔ)理論體系。2.快速準(zhǔn)確評(píng)價(jià)土壤、植物營(yíng)養(yǎng)狀況的測(cè)試技術(shù)。3.可供復(fù)合肥企業(yè)采用的生產(chǎn)高質(zhì)量的既包容平衡施肥原理與技術(shù)，又便于農(nóng)民使用的復(fù)合肥料生產(chǎn)技術(shù)。目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中尚缺乏1.有效的推廣和應(yīng)用平衡施肥成果的應(yīng)用67當(dāng)前肥料和平衡施肥的現(xiàn)狀和亟待解決的問(wèn)題：1.理論與實(shí)際脫節(jié)2.生產(chǎn)與需要脫節(jié)3.肥料利用率在全國(guó)范圍內(nèi)沒(méi)有明顯提高4.專用肥因其專而產(chǎn)生一系列問(wèn)題當(dāng)前肥料和平衡施肥的現(xiàn)狀和亟待解決的問(wèn)題：1.理論與實(shí)際脫節(jié)68肥料與平衡施肥方面仍然存在許多值得深入研究和探討的問(wèn)題。例如：

1.肥料利用率仍然較低，特別是氮肥的平均利用率遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家。2.平衡施肥理論和技術(shù)研究與推廣應(yīng)用脫節(jié)，或平衡施肥原理和技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的到位率不夠。3.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高投入、低產(chǎn)出；生產(chǎn)中普遍存在偏施氮肥，而磷鉀施用不足等不合理施肥現(xiàn)象。肥料與平衡施肥方面仍然存在許多值得深入研究和探討的問(wèn)題。例如69我國(guó)平衡施肥研究發(fā)展：配方施肥——

1、施肥技術(shù)從單一養(yǎng)分向多種養(yǎng)分配合2、施肥技術(shù)由定性或矯正施肥（需要什么）向定量（施用多少）依據(jù)：作物需肥規(guī)律、土壤供肥能力和肥料效應(yīng)技術(shù)：有機(jī)肥基礎(chǔ)上的氮磷鉀及微量元素的配合和施肥技術(shù)目的：最大的經(jīng)濟(jì)效益、培肥地力、保護(hù)生態(tài)環(huán)境。我國(guó)平衡施肥研究發(fā)展：配方施肥——1、施肥技術(shù)從單一養(yǎng)分向70配方施肥的內(nèi)容——1、配方（確定肥料種類和數(shù)量）2、施肥（合理安排基肥、追肥的比例和施肥的時(shí)間）配方施肥的內(nèi)容——71配方施肥的分類——地力分區(qū)（級(jí)）法

1)地力分區(qū)（級(jí)）法

目標(biāo)產(chǎn)量法：1）養(yǎng)分平衡法2）地力差減法田間試驗(yàn)法：1）肥料效應(yīng)函數(shù)法2）養(yǎng)分豐缺指標(biāo)法3）氮磷鉀比例配方施肥的分類——地力分區(qū)（級(jí)）法72（一）地力分區(qū)（級(jí)）配方法

地力分區(qū)（級(jí)）配方法是根據(jù)土壤肥力高低分成若干等級(jí)，或劃出一個(gè)肥力均等的田片，作為一個(gè)配方區(qū)，利用土壤普查的資料和過(guò)去田間試驗(yàn)的成果，結(jié)合群眾的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，估算出各配方區(qū)比較適宜的肥料種類及其施用量。

（一）地力分區(qū)（級(jí)）配方法地力分區(qū)（級(jí)）配方法是根據(jù)土壤肥73優(yōu)點(diǎn)：有一定的針對(duì)性，提出的肥料種類及其施用量和措施接近當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)，群眾比較熟悉，容易接受，推廣時(shí)的阻力較小。缺點(diǎn)：地區(qū)局限性，依賴于經(jīng)驗(yàn)較多，只適用于生產(chǎn)水平差異小，基礎(chǔ)較差的地區(qū)。

優(yōu)點(diǎn)：有一定的針對(duì)性，提出的肥料種類及其施用量和措施接近當(dāng)?shù)?4

二、目標(biāo)產(chǎn)量配方法根據(jù)土壤供肥能力確定方法的不同分為兩種方法：養(yǎng)分平衡法和地力差減法。1、養(yǎng)分平衡法

養(yǎng)分平衡法是以土壤養(yǎng)分測(cè)定值來(lái)計(jì)算土壤供肥量。

2、地力差減法

地力就是土壤肥力。此法是用空白（不施肥）地的產(chǎn)量作為土壤供肥能力。

二、目標(biāo)產(chǎn)量配方法根據(jù)土壤供肥能力確定方法的不同分為兩種方75三.肥料效應(yīng)函數(shù)法1、多因子、多水平田間試肥法；2、養(yǎng)分豐缺指標(biāo)法；3、氮、磷、鉀比例法。三.肥料效應(yīng)函數(shù)法1、多因子、多水平田間試肥法；76目標(biāo)產(chǎn)量配方法（一）養(yǎng)分平衡法核心是土壤養(yǎng)分測(cè)定。其方法是以每塊地的土壤養(yǎng)分測(cè)定值為基礎(chǔ)，作為計(jì)算土壤供肥量，再按作物目標(biāo)產(chǎn)量的要求，估算出各種肥料的施用量。其計(jì)算公式如下：

目標(biāo)產(chǎn)量配方法（一）養(yǎng)分平衡法77

目標(biāo)產(chǎn)量×單位產(chǎn)量需要養(yǎng)分量—土測(cè)值×0.15×土壤養(yǎng)分利用率施肥量=

肥料養(yǎng)分含量×肥料利用率

目標(biāo)產(chǎn)量：前三年作物平均產(chǎn)量再增加10%-15%。土壤養(yǎng)分利用率=（無(wú)肥區(qū)作物吸收養(yǎng)分?jǐn)?shù)量）/（土壤養(yǎng)分有效含量）*100%天山北麓灰漠土養(yǎng)分利用率：氮素：45%-50%。肥料利用率=（施肥區(qū)作物吸收養(yǎng)分?jǐn)?shù)量-無(wú)肥區(qū)作物吸收養(yǎng)分?jǐn)?shù)量）/（肥料施用量*肥料養(yǎng)分含量）

目標(biāo)產(chǎn)量×單位產(chǎn)量需要養(yǎng)分量—78（二）地力差減法

在不施肥的情況下，作物獲得的產(chǎn)量稱為地力產(chǎn)量。地力產(chǎn)量所需的養(yǎng)分全部來(lái)自于土壤。作物目標(biāo)產(chǎn)量與地力產(chǎn)量之差，就是靠施肥才能獲得的產(chǎn)量。

單位產(chǎn)量所需養(yǎng)分量*（目標(biāo)產(chǎn)量-地力產(chǎn)量）作物施肥量=

肥料養(yǎng)分含量*肥料利用率（二）地力差減法在不施肥的情況下，作物獲得的產(chǎn)量稱為地力產(chǎn)79例題：養(yǎng)分平衡法1、作物目標(biāo)產(chǎn)量的確定某生產(chǎn)單位，小麥前3年平均單產(chǎn)為252kg，若在此基礎(chǔ)上再增加10％，目標(biāo)產(chǎn)量即為252＋（1＋10％）＝277kg。2、計(jì)算作物目標(biāo)產(chǎn)量所需的養(yǎng)分量根據(jù)當(dāng)?shù)卦囼?yàn)，每生產(chǎn)1kg小麥籽粒所需的N為0.03kg，則達(dá)到目標(biāo)產(chǎn)量所需的N為277×0．03＝8．31kg。例題：養(yǎng)分平衡法1、