化肥的施用技术
第一章 化肥施用的基本知识
第一节 矿质营养理论与化肥
1.1植物矿质营养理论与化肥的“诞生”
农业生产中施用肥料已经有数千年的历史，主要是施用有机肥料，也施用一些天然的无机肥料如智利硝(硝酸钠)、石膏、硫磺等。人们开始施用人工化学合成的无机肥料，并把施肥真正建立在科学的基础上，使之有突飞猛进的发展，只有150多年的历史，这是以德国人李比希1840年提出植物矿质营养理论和1842年英国人劳斯成功地生产出首批过磷酸钙为标志的。长期以来人们经历了许多困难，探索植物生长发育到底从土壤中吸取了什么营养物质，也试图阐明肥料的本质作用。17世纪中叶就有人做过这样一个试验，在一个陶瓷容器中装入200磅干土，然后用雨水湿润，往里插入一根5磅重的柳树枝条，经过5年后，柳树长大了，而容器中的土壤几乎没有减少。那么柳树增加的重量从何而来？只有来自平时浇的雨水了。这就是植物靠水来营养的理论。随着化学的发展，人们确定植物的化学成分主要由碳、氢、氧组成。氢、氧可以从水中获得，碳又从何而来？于是又有人认为腐烂的动、植物残体在土壤中形成腐殖质，为植物提供了碳源。因此，认为水和腐殖质是植物的“食物”。这就是植物营养的腐殖质理论。直到1840年德国化学家李比希发表了“化学在植物生理和农业中的应用”的报告，提出植物从土壤中吸取矿物质作为营养的论断，并为随后的实验所证实。这就是植物矿质营养理论产生的简要过程。同时，法国学者布森高于1834年建立了第一个农业试验站，着重分析了各种轮作制度中的作物产量和成分。根据试验结果，他指出作物中的碳来源于空气中的二氧化碳，而不是来源于腐殖质。轮作中有豆科作物，则收获物中总氮量超出肥料中的含氮量。豆科作物有利用空气中氮的能力，不久也被其他学者所证实。因此，李比希的植物矿质营养理论和布森高的植物碳、氮营养学说，为植物营养和肥料科学的发展奠定了基础。自19世纪下半叶开始，欧洲一些国家相继布置了一些肥料长期试验，以进一步验证肥料的作用，其中首推英国的洛桑试验站，自1852年开始在冬小麦上的试验一直延续至今，150年的结果，说明合理施用化肥确实能长期增产，并保持地力不衰。因此，生产和施用化肥成为20世纪发展农业的一项重大措施。
国外发展化肥是从磷肥开始的。用硫酸处理骨粉大约始于1830年。约在1840年发明了用硫酸处理磷矿石的方法，1842年劳斯在英国成功地生产出首批过磷酸钙商品。到1870年英国有80多个磷肥厂在生产过磷酸钙。高浓度的重过磷酸钙的生产历史与磷酸的生产紧密相联。首次商业性生产大约在19世纪70年代在德国进行，但规模很小，直到20世纪中期才成为一种重要的磷肥。磷酸铵则到20世纪60年代才得到普遍施用。钾肥主要是从钾盐矿中制取的。1860年德国发现了钾盐矿，1861年开始开采光卤石(氯化钾和氯化镁的复盐)，并垄断世界市场长达70余年。早期的产品如肥料钾盐只含钾(K2O)20～25%。以后精制出含K2O 60%的氯化钾。此后法国(1910年)、西班牙(1925年)、苏联(1930)、美国(1931)、加拿大(1960年)也相继发现钾盐矿藏，并开始开采。目前加拿大、俄罗斯和德国是主要钾肥生产和出口国。钾肥品种也生产出硫酸钾、硝酸钾等不含氯根的钾肥，由于生产成本较高，只在对氯敏感的“忌氯作物”上施用。生产合成氨的方法是1904年德国人哈伯发明的，1913年建成了日产30吨合成氨的工厂。在此之前，在挪威有人用电弧法制取硝酸，并与石灰石反应生产出硝酸钙，这是最早的氮肥。与此同期，还有人用电石生产氰氨基钙(石灰氮)，也是一种氮肥。但由于这两种氮肥耗电量大，产品物理性状不良，没有得到发展。用合成氨法大量生产氮肥，是在第二次世界大战以后。所以国外化肥发展的顺序是磷最早，钾次之，氮最后。在相当长的一个时期，世界磷、钾肥的产量高于氮肥，直到20世纪40年代末，氮肥产量超过了钾肥，到50年代后期才超过了磷肥。复混(合)肥料的生产，是在农业生产中需要同时施用氮、磷、钾多种肥料之后。农民觉得分开施用几种单一营养元素的肥料，费时费工。因此各种配比的复混(合)肥料应运而生。但是从生产工艺来看，主要是两大类，一类是磷酸铵，另一类是硝酸磷肥，它们都是含有氮、磷两种营养元素的化肥，钾是在生产过程中加进去的。由提供给农民的肥料形态看，主要也分两大类：一类是散装掺混肥(简称B. B.肥)，将粒径和比重相近的氮、磷、钾肥料在施用前掺混，供农民施用；另一类是团粒型复混(合)肥料，在生产过程中将氮、磷、钾养分制造在一个颗粒中。前者主要在北美采用，后者主要在欧洲采用。
我国化肥生产与施用的发展与欧、美不同，是先从氮肥开始，继而发展磷肥，然后发展钾肥。这一发展过程符合我国耕地土壤普遍缺氮，大部分缺磷，部分缺钾的状况，也比较符合我国发展化肥工业的资源状况。新中国成立前我国只有三个小型氮肥厂和两个炼焦副产氮肥车间，产品只有硫酸铵一种。磷肥工业是从50年代初开始发展的，主要产品是过磷酸钙和钙镁磷肥。钾肥因资源所限，1958年在青海察尔汗开始建设钾肥厂，生产氯化钾。
1.2化肥的发展及其在农业生产中的作用
化肥“诞生”于19世纪40年代，已如前述。但在19世纪中到20世纪中的100年中，化肥的增长速度，从绝对数量来看并不快。1950年全世界的化肥总产量为1413万吨① ，总消费量为1361万吨。此后化肥的生产量以每10年翻一番的速度增加，1950～1980年是世界化肥迅速发展的时期，到1988/1989肥料年度② 达到一个高峰，化肥的年产量达到15783万吨，年消费量达到14564万吨。此后全球化肥产量和消费量连续5年下降，到1994/1995年度才逐步回升，但至今没有恢复到1988/1989年度的水平。主要原因是前苏联和东欧地区经济不景气，同时，西欧一些国家从环境保护考虑，对已经是很高的化肥用量加以限制。80年代以来，发达国家化肥的消费量和磷钾肥的比例明显下降，而发展中国家则呈相反的趋势：化肥单位面积消费量(千克/公顷)和氮磷钾比例(N: P2O5: K2O, 以N为1)
| 1980/1981 | 1990/1991 | 2000/2001 | ||
| 发达国家 | 消费量 | 120 | 112 | 81 |
| 氮磷钾比例 | 0.62:0.57 | 0.57:0.50 | 0.39:0.38 | |
| 发展中国家 | 消费量 | 57 | 89 | 116 |
| 氮磷钾比例 | 0.39:0.16 | 0.39:0.16 | 0.40:0.22 |
关于肥料施用的增产效果，根据联合国粮农组织(FAO)的肥料计划(Fertilizer Program) 从1961～1986年曾在亚、非、拉的发展中国家进行过42300多次试验，涉及10余种作物，每千克肥料(养分)可增产小麦4～8千克，水稻、玉米8～12千克，块根、块茎32～48千克，豆类2～5千克，油料作物4～8千克，棉花(籽棉)3～6千克。同样根据FAO的估计，施肥增加单位面积产量50%左右，而总收获量中大约有1/3是施肥增加的。例如不施肥的产量为4000千克/公顷，施肥后的产量为6000千克/公顷，则施肥比不施肥增加了2000千克/公顷，为50%；6000千克/公顷的产量中有2000千克/公顷是施肥的效果，占1/3。这在比较贫瘠的土地上，进行合理施肥，可取得这样的效果。诺贝尔和平奖获得者、美国著名育种家勃劳格认为二十世纪“全世界产量增加的一半来自施用化肥”（1994）。
1978年我国化肥产量只有869.3万吨（折纯），发展最快是氮肥，占当年化肥份额约88%，为763.9万吨。氮肥品种中碳铵产量排名第一，为363.1万吨，占47.5%。其次是尿素175.5万吨，占23.0%。排在第三位的是氨水142.9万吨，占18.7%。其余的10.8%是硝铵、硫铵和氯化铵的总和。由于化肥不能满足当时我国农业用肥的需求，因此每年都要进口大量化肥。1978年我国进口化肥733.33万吨，其中氮肥584.28万吨（实物量）。氮肥进口量最高的是1987年，达1014.88万吨。1978年的合成氨产量为1183.5万吨，其中小型装置产量占61.32%。
经过20年的发展，1997年时，我国氮肥完全能满足国内需要，尿素进口停止，尽管当年仍有342万吨进口量，但那是因为已签合同要执行。到2000年、2001年，尿素基本没有进口。不仅数量可以满足需要，氮肥品种结构也发生了变化。1997年，尿素占氮肥中的比重超过碳铵。到改革开放30年的2007年，尿素产量占氮肥总量的比重已升至60%左右。
2007年我国氮肥产量达到4187.1万吨，是1978年产量的5.48倍；尿素产量2485.6万吨，是1978年产量的14.16倍，占氮肥比重从23.0%上升到59.36%；而碳铵则从47.5%下降至15.6%；合成氨产量增加到5158.9万吨，是1978年的4.36倍，不仅总产量大幅度增长，平均单厂产量也有很大增长。据中国氮肥工业协会公布的数据，1978年合成氨平均单厂产量仅为0.74万吨，到2007年平均单厂规模达到9.4万吨，是1978年的12.7倍，这是合成氨企业30年中不断发展壮大、整合、重组、兼并的结果。随着改革开放进程的加快，民营资本进入氮肥企业，改变了单一的国有体制，绝大部分中小企业都有民营资本参与，民营资本的进入加快了我国氮肥工业发展的速度。
氮肥行业原料结构在这30年中也在不断变化，目前正在向适应中国国情的方向发展，新建产能进一步向原料产地集中。
通过对引进技术的消化吸收，再加上自主创新，改革开放30年，我国氮肥工业生产技术有了很大的提高，实现了大型合成氨装置的国产化，我国大型合成氨装置已跨入国际先进行列。中小型装置经过不断改造、创新，整体水平比改革开放初期有了很大提高。如造气系统热能集中回收利用、变压吸附脱碳、用醇烃化代铜洗、废水零排放……这些技术的应用使得今日的中小氮肥装置与改革开放初期相比已不可同日而语了。
图1 1978—2007年我国氮肥产量变化
我国磷肥工业的起步比氮肥晚，氮肥工业在新中国成立前的1935年就有产品，磷肥工业则是新中国成立后才开始创建的。我国的磷肥工业在改革开放的三十年中走过了从低浓度到高浓度、从单一肥料到复合肥料、从小型装置到大型装置，从净进口到2007年成为净出口国这样一个艰难的历程。
1978年统计数据显示：磷肥折成100% P2O5的数量是103.3万吨，其中普通过磷酸钙为47.8万吨，占当年磷肥总量的46.27%；钙镁磷肥52.4万吨，占50.73%；磷铵只有0.7万吨，仅占0.68%。可以这样说，改革开放的第一年，磷肥产品基本上都是低浓度的钙镁磷肥和普通过磷酸钙，高浓度肥料非常少。经过改革开放三十年的努力，磷肥工业取得了巨大成绩，2005年磷肥产量位居世界第一位。2007年我国磷肥产量达到1351万吨（折P2O5 100%，磷肥协会数据），其中磷铵为673.5万吨，占磷肥总产量的45.6%；磷铵、重钙、硝酸磷肥等高浓度磷复肥产量占总产量的73.4%；而普钙和钙镁磷肥等低浓度磷肥为359万吨，只占磷肥总量的26.6%，从上面所列的数据可以计算出，2007年磷肥的产量是1978年的13.1倍；磷铵产量是1978年的962倍；低浓度磷肥从1978年占磷肥总产量的99%下降到2007年的26.6%；可见高浓度磷肥发展速度之快。
从改革开放的1978年算起，一直到21世纪的2006年，我国都是磷肥净进口国，尽管2005年产量已排在世界第一位，但仍满足不了我国对磷肥的需求。直到2007年，我国首次实现了磷肥出口量大于进口量，成为了磷肥净出口国。因此2007年也成为磷肥工业发展史上具有标志性的一年。
改革开放以来，我国从国外引进技术和设备，建成多家大中型装置，为我国高浓度磷复肥生产能力、产量、装备水平、技术水平的提高提供了非常有利的条件，大大缩小了我国与世界先进水平的差距。此外，我国还自主开发了料浆法磷铵、快速萃取磷酸、硫基NPK、磷石膏制硫酸联产水泥等技术。这些技术的成功开发，为我国磷肥的发展提供了良好的支撑。近两年胶磷矿的采选也取得了突破性的进展，这为我国大量难以利用的磷资源开辟了一条通道，大大延长了我国磷资源满足需求的时间。由于磷资源是不可再生的，这一突破更显得意义重大。
图2 1978-2007年我国磷肥产量变化
钾肥是农作物生长所需的三大主要营养元素之一，由于受资源条件的限制，我国钾肥远远不能满足农业生产的需要，不得不大量从国外购买。
在我们能查到的化肥产量统计数据中，钾肥的产量最早出现在1958年，产量为0.1万吨（折K2O下同），到改革开放春风吹起的1978年产量只有2.1万吨。这与我国每年需求七、八百万吨钾肥相比，应该可以看成是从零起步。从改革开放开始的1978年算起，又经过了二十年的努力，到1998年钾肥产量也不过117万吨。我国钾肥行业发展进入快车道是从“十五”期间实施西部大开发战略开始的。我国钾资源集中在西部，在西部大开发战略推动下，国家对钾肥工业投入力度加大，2000年青海盐湖集团百万吨级氯化钾工程开工建设，该工程为当年西部大开发十大工程之一。经过几年的奋斗，盐湖集团已形成百万吨能力，到改革开放三十年的2007年，氯化钾产量达到195万吨。2005年、2006年又陆续有青海中信国安硫酸钾镁肥百万吨级工程、国投新疆罗布泊120万吨硫酸钾工程开工建设。目前青海中信国安钾镁肥已形成30万吨/年能力，新疆国投年产硫酸钾120万吨装置一期工程已于2008年12月18日成功投产。
2007年我国钾肥产量为252万吨，与改革开放之初的2.1万吨产量相比，几乎是“天文”数字。尽管我国钾肥在改革开放大潮的推动下快速发展，但与我国的需求相比还是有较大差距。目前国产钾肥大约只能满足我国需求的三分之一，资源限制这种状况还要继续下去，在国际氮、磷肥价格都下滑的情况下，钾肥依然坚挺，短期内还难看到下降的趋势。
图3 1978-2007年我国钾肥产量变化
关于我国施用化肥的增产效果，已先后进行过三次全国规模的试验。从第三次(1981～1983)5000多个试验的结果与第二次(1958～1962)试验的结果比较，氮肥肥效有下降的趋势；磷肥肥效在南方水稻上明显下降，在北方小麦上还有所上升；钾肥肥效趋于明显。第三次试验结果显示，每千克氮肥和磷肥可分别增产稻谷9.1和4.7千克，小麦10.0和8.1千克，玉米13.4和9.7千克，高粱8.4和6.4千克，谷子5.7和4.3千克，棉花(皮棉)1.2和0.68千克，大豆4.3和2.7千克，油菜籽4.0和6.3千克，花生6.3和2.5千克，甜菜41.5和47.7千克，马铃薯58.1和33.2千克等。钾肥在水稻上有明显肥效，每千克钾肥增产稻谷4.9千克，在甜菜、马铃薯上也有较明显的肥效。近年没有进行过全国规模的试验，但从部分地区的结果看，氮、磷肥肥效，特别是氮肥肥效有下降趋势，而钾肥肥效由南往北日趋明显。施用化肥与不施比较，水稻增产40.8%，小麦增产56.6%，玉米增产46.1%，棉花增产48.6%，油菜增产64.6%，大豆增产17.9%。按1983年粮食总产计算，施用化肥的增产量，约占当年粮食总产量的33.9%。这些结果与国外的化肥增产效果大致相当。因此，国内外的实践证明，施用化肥，不论在发达国家和发展中国家，都是最迅速、最有效、最重要的增产措施之一。
第二节 植物营养基本知识
2.1植物必需的营养元素及其基本功能
植物正常生长、发育需要水分、养分、空气、光照和热量。施肥是为了调控植物需要的养分。植物正常生长、发育需要哪些养分呢？新鲜的植物体一般含水70%～95%，因植物的不同种类、年龄、部位而有较大差异。幼嫩的茎叶含水量高，老熟的茎秆含水量较低，种子的含水量更低。新鲜的植株干燥后是干物质，干物质中含有无机和有机两类物质。当燃烧干物质时，有机物氧化，散发到空气中的主要元素是碳、氢、氧和氮。残留下来的是灰分，一般只有干物质重量的5%左右，经分析其中含有几十种元素。几乎地壳中含有的元素，在灰分中都能找到，只是有些元素的含量极低。植物体内含有的化学元素，并非都是植物必需的营养元素；在植物体内含量的高低，也不能作为植物是否需要的标准。1860年前后萨克斯和克诺普发明了用矿质盐类配制的营养液栽培植物的方法，为研究植物营养元素提供了重要的手段。这种方法称为溶液培养。在不供给某一元素的条件下进行溶液培养，根据植物的生长、发育状况，可确定该元素是否为植物所必需。经过将近一个世纪的研究，目前国内外公认的高等植物必需的营养元素有16种，它们在植物体内的平均含量及植物获得这些元素的来源列于下表：高等植物干物质中营养元素的平均含量
| 元 素 | 符 号 | % | 毫克/千克 | 来 源 |
| 碳 氧 氢 氮 钾 钙 磷 镁 硫 铁 氯 锰 锌 硼 铜 钼 |
C O H N K Ca P Mg S Fe Cl Mn Zn B Cu Mo |
45 45 6 1.5 1.0 0.5 0.2 0.2 0.1 0.01 0.01 0.005 0.002 0.002 0.0006 0.00001 |
100 100 50 20 20 6 0.1 |
空气和水 土壤和空气 土壤 |
确定某种化学元素是否为植物所必需，前人根据研究，提出了三条标准。这就是：①这种元素对所有植物不可缺少。缺少这种元素植物就不能完成由种子萌发到再结出种子的生命过程。②缺乏这种元素，植物会出现特有的症状，补充其他元素均不能代替其作用。③这种元素必须参与植物的新陈代谢，起直接营养的作用。不符合以上三条标准，一般就认为不是植物必需的营养元素。但是在非必需的营养元素中，有一些元素对植物生长有益，或为某些种类的植物所必需，例如水稻需要硅(Si)，藜科植物(甜菜等)需要钠(Na)，豆科植物需要钴(Co)，茶树需要铝(Al)等。这些元素统称为植物的有益元素。随着科学技术的进步，可能证实某些有益元素是必需的营养元素，也有可能发现一些新的营养元素。
每一种营养元素在植物体内的含量差异很大，但都有各自独特的生理功能，对植物生长、发育来说都具有同等重要和不可代替性。某一种营养元素的生理功能，将在以后各讲中叙述。现就它们在参加植物体构成和代谢方面的基本作用，归纳为以下三方面：①参加植物体的构成，是植物体的结构物质或生活物质的构成部分。例如作物体内的各种糖、淀粉、纤维素等，通称碳水化合物，由碳、氢、氧三元素构成。蛋白质、核酸、叶绿素等，除碳、氢、氧外，还有氮、磷、硫、镁等元素参加。②促进植物体内新陈代谢作用。如各种微量营养元素和部分大量营养元素(如氮、磷)，它们参加植物体内各种生理功能的活化剂——酶和辅酶的组成，或存在于维生素、生长素中，从而调节植物体的新陈代谢作用。③对植物体生命活动具有特殊功能。例如钾在植物体内不是某种物质的组成分，以无机的离子状态存在。它能使细胞充水膨胀，有利代谢作用进行，减少植物的水分蒸腾。它还能提高光合作用强度，有利糖和淀粉的合成，增加植物的抗旱、抗寒能力等。钙、镁在植物体内也有一些调节生命活动的特殊功能。
2.2植物根系对养分的吸收及其需求的阶段性
植物的根是吸收水分和养分的主要器官，并对地上部起固定和支撑的作用。植物的根系比人们想象的要强大，例如小麦、大麦和黑麦的根垂直的深度可达2米左右，水平方向可展开几十厘米。如果把一株黑麦的根和须根连成一条直线，可长达数万米。这还没有包括寿命短促的根毛在内。但是，根具有吸收养分能力的是没有木质化的幼嫩部分。这部分根只有接触到养分，才能吸收它。据研究养分在土壤中向根系运送主要有三种途径。由于植物地上部的蒸腾作用，使土壤溶液中的养分(溶质)随溶液运送到根的表面，这一过程称为质流。由于植物根系对养分的吸收，造成根表面及其周围(根际)养分的浓度低，而根际外的养分浓度高，两者之间的浓度差可使根际外的养分向根际迁移，称为扩散。这是两种养分向根系运送的主要途径。还有根系本身的生长，新根与土壤粒子及其表面养分的接触，称为截获。这种途径在养分运送中所占比例较少，一般不超过5%。养分到达根系表面后如何进入到根内，又可分为两种情况。一种称为主动吸收，这是养分离子穿过质膜进入细胞的过程。这一过程具有选择性，可以逆浓度梯度进入细胞，即植物吸收根系外的养分是根据自身的需要选择，养分可以由细胞外浓度低的溶液中，进入细胞内浓度高的细胞质中。因此，这是一个耗能过程。选择吸收的机理有多种解释，不在此叙述。另一种称为被动吸收，这是土壤溶液中的养分，通过细胞间的空隙，扩散进入根系的过程，不具有上述主动吸收的特点。
植物对养分吸收的数量，总体上是幼苗期少，生长旺盛期多，成熟期又减少。养分吸收量随生长时间的变化呈“S”型曲线。不同生育期养分吸收量与植株干物质累积量的趋势一致。但是，不同植物，甚至同一植物氮、磷、钾养分的吸收高峰并不一致。在一年生作物的一生中，对养分的要求常有两个极其重要的时期，这就是作物营养临界期和作物营养最大效率期。作物在生长过程中常有一个时期，对某种养分的需要量虽然不多，但很迫切，缺乏这种养分对生长发育有很大的影响，导致严重减产，在过了这一时期后再供给这种养分，也难以弥补，这个时期叫营养临界期。另外，作物还有一个吸收养分数量最多，增产作用也最为显著的时期，叫做营养大量吸收期或营养最大效率期。这两个时期往往不在一起。前者多在作物生长发育的转折点，后者多在作物生长发育的旺盛期。例如大多数作物的磷素营养临界期在幼苗期，此时种子中贮存的磷已将近用尽或已经用尽，迫切需要从土壤中吸收磷，但此时作物根系小，吸收能力弱，如果土壤中速效磷供应不足，幼苗生长受抑制。如冬小麦分蘖少，生长慢，形成“小老苗”。因此应当用水溶性磷肥做种肥或底肥。玉米在出苗后一星期进入需磷临界期，棉花的需磷临界期在出苗后10～20天。作物的氮素营养临界期晚于磷素营养临界期，往往在由营养生长转向生殖生长的时期。例如冬小麦是在分蘖期和幼穗分化期(这两个时期都是临界期)，这时供给充足的氮素有利分蘖和形成大穗。玉米的氮素营养临界期是穗分化期，棉花是在现蕾初期。营养最大效率期(大量吸收期)都在作物生长的最旺盛期。例如小麦在拔节到抽穗，玉米在喇叭口到抽雄，棉花在盛花到始铃。这时满足作物养分的需要对提高产量非常显著，可发挥作物增产的潜力。但是，有时同一作物的不同养分最大效率期是不同的。例如甘薯生长前期氮素营养的效率高，在块根开始膨大后，则以磷、钾营养的效果好。了解作物营养的阶段性，对确定施肥时期和肥料种类有重要的指导作用。
2.3主要农作物吸收养分的数量和比例
作物养分吸收量在有的资料中也称为作物养分需要量或消耗量，是指每生产100千克主产品(如籽粒、块茎、块根、果实等)作物吸收的养分千克数。一般由地上部茎叶和籽粒产量，乘以其中的氮、磷、钾养分含量得出。作物成熟后大部分氮、磷养分集中在籽粒中，而80%以上的钾集中在秸秆中。地下部分(根)的数量和养分含量往往没有计算在内(甘薯等除外)。养分的表示方法，氮均以元素氮(N)表示，而磷、钾则有不同。在多数资料中，磷、钾以氧化物(P2O5和K2O)表示，而近年的资料中也有以元素磷、钾(P和K)表示的。这一点要请读者注意，不同来源的资料，为了相互比较或平均，有时需要进行换算。换算的系数为：| P2O5 | × | 0.436 | =P |
| P | × | 2.29 | =P2O5 |
| K2O | × | 0.83 | =K |
| K | × | 1.20 | =K2O |
形成100千克主产品吸收氮、磷、钾的数量(千克)
| 作物 | 收获物 | 氮(N) | 磷(P2O5) | 钾(K2O) |
| 水稻 | 籽粒(风干重) | 1.60～2.60 | 0.80～1.30 | 1.80～3.20 |
| 小麦 | 籽粒(风干重) | 2.80～3.20 | 1.00～1.30 | 2.00～4.00 |
| 春玉米 | 籽粒(风干重) | 3.50～4.00 | 1.20～1.40 | 4.50～5.50 |
| 夏玉米 | 籽粒(风干重) | 2.50～2.70 | 1.10～1.40 | 3.20～3.80 |
| 甘薯 | 薯块(鲜重) | 0.35～0.42 | 0.15～0.18 | 0.55～0.62 |
| 马铃薯 | 薯块(鲜重) | 0.35～0.55 | 0.20～0.22 | 1.06～1.20 |
| 甘蔗 | 茎(鲜重) | 1.60～2.30 | 0.80～1.50 | 2.00～2.70 |
| 甜菜 | 块根(鲜重) | 0.40～0.45 | 0.14～0.16 | 0.55～0.60 |
| 棉花 | 皮棉 | 7.00～8.00 | 4.00～6.00 | 7.00～15.00 |
| 黄麻 | 秆(风干重) | 1.50～2.50 | 0.65～0.95 | 3.80～4.80 |
| 油菜 | 籽粒(风干重) | 6.80～7.80 | 2.40～2.60 | 5.50～7.00 |
| 大豆 | 籽粒(风干重) | 5.00～5.55 | 1.50～1.80 | 2.00～2.50 |
| 花生 | 荚果(风干重) | 4.00～6.40 | 0.90～1.10 | 2.00～3.40 |
| 烟草 | 叶(干重) | 2.40～3.40 | 1.20～1.60 | 4.80～5.80 |
| 茶 | 叶(鲜重) | 1.20～1.40 | 0.20～0.23 | 0.33～0.43 |
| 桑 | 叶(鲜重) | 1.70～2.10 | 0.70～0.85 | 0.90～1.22 |
| 温州蜜柑 | 果实(鲜重) | 0.60 | 0.11 | 0.40 |
| 桃(白凤) | 果实(鲜重) | 0.48 | 0.20 | 0.76 |
| 梨(20世纪) | 果实(鲜重) | 0.47 | 0.23 | 0.48 |
| 苹果(国光) | 果实(鲜重) | 0.30 | 0.08 | 0.32 |
| 葡萄(玫瑰香) | 果实(鲜重) | 0.60 | 0.30 | 0.72 |
| 大白菜 | 叶球(鲜重) | 0.19 | 0.09 | 0.34 |
| 甘兰 | 叶球(鲜重) | 0.30 | 0.10 | 0.22 |
| 菠菜 | 叶(鲜重) | 0.25 | 0.08 | 0.53 |
| 芹菜 | 茎叶(鲜重) | 0.20 | 0.09 | 0.39 |
| 番茄 | 果实(鲜重) | 0.35 | 0.09 | 0.39 |
| 茄子 | 果实(鲜重) | 0.32 | 0.09 | 0.45 |
| 甜椒 | 果实(鲜重) | 0.52 | 0.11 | 0.64 |
| 黄瓜 | 果实(鲜重) | 0.27 | 0.13 | 0.35 |
| 冬瓜 | 果实(鲜重) | 0.14 | 0.05 | 0.21 |
| 架芸豆 | 荚果(鲜重) | 1.00 | 0.22 | 0.59 |
| 大葱 | 茎叶(鲜重) | 0.18 | 0.06 | 0.11 |
| 大蒜 | 鳞茎(鲜重) | 0.51 | 0.13 | 0.18 |
| 胡萝卜 | 根(鲜重) | 0.24 | 0.08 | 0.57 |
2.4植物地上部对养分的吸收及根外施肥
植物除了根可以吸收养分外，地上部的叶片和幼嫩的茎也能吸收喷在它们表面的养分。这种向植物地上部施肥的措施叫做根外施肥或叶面施肥。所用的肥料就叫做叶面肥。植物地上部能吸收养分的现象早在19世纪就得到证实。有人在缺铁黄化的叶片上喷施水溶性的铁制剂，使缺铁症状得到矫治。近年用同位素示踪的方法，证实涂抹在叶片上的养分，短则数分钟，长则1～2天，就可以在植物各个部位检测到这种养分。养分是怎样从叶片表面进入到叶片内部的呢？这首先得了解叶片的结构。叶片表面一般覆盖有角质层，角质层下面是表皮细胞，表皮细胞下面是叶肉细胞。在叶片的上、下表皮上分布有大量气孔，是叶片和外界进行气体交换和水分从植物体内蒸腾的通道。养分只有进入叶片的细胞内，才能进行运转和同化。早期人们认为喷施于叶面的养分是通过气孔进入叶片内部的。但是气孔的直径很小，水的表面张力很大，喷到叶面上的肥料溶液形成一层水膜，很难从气孔进入叶片内部。通过气孔可以吸收外界的气态养分，如二氧化碳(CO2)、氧气(O2)、二氧化硫(SO2)和氨(NH3)等。后来的研究发现了叶面角质层上有许多微细的通道，直通表皮细胞的质膜，称为质外连丝，是叶片吸收养分的主要通道。叶片通过质外连丝吸收养分的过程，是主动吸收，有选择吸收的特点。
叶面施肥与通过土壤的根部施肥比较有以下优点：① 吸收迅速见效快。用放射性同位素磷(32p)示踪表明，涂抹在棉花叶片上的磷，只需5分钟就可以在植株的其他部位出现，尤其在根、茎的顶端和幼嫩的叶片中含量较多。而由根部施磷需要15个昼夜才能达到上述效果。喷施在叶片上的肥料被吸收50％所需的时间，氮肥(尿素)为1－6小时，磷肥为1－5天，钾肥为1－4天，锌、锰肥为1－2天。但钙、硼喷在叶片上的移动性很差，必须喷施在需要补充钙、硼的部位才有较好的效果。② 用量少，利用率高。叶面喷施肥料的浓度只有0.05%(硼砂、钼酸铵、硫酸铜等)到0.2％(硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁等)，最高不过1％～2％(尿素、过磷酸钙、硝酸钾等)。因此，用量很少。由于叶面肥直接施于叶面，不经过土壤，可避免土壤的吸附和固定，提高肥料的利用率，尤以磷、锌等为明显。③ 可在土施肥料不易奏效或不便施用时进行。例如作物根系已经衰老难以吸收养分时，或作物生长茂密，难以土施肥料时，叶面施肥可发挥其独特的作用。叶面施肥虽然有上述优点，但由于用量少，操作比较费工，除了微量营养元素肥料有时作为一种主要的施肥方法外，只能作为根部施肥的一种补充和辅助方法。最好在某一作物的施肥体系中预先做好计划，而不是在已经出现了缺素症状再用叶面施肥弥补。
第三节 土壤肥力（养分）基本知识
3.1土壤肥力与施肥
即使不施用任何肥料，也可以获得一定的收成，这是由于土壤本身具有肥力。土壤肥力的狭义定义，就是土壤供给作物所必需养分的能力。而广义的土壤肥力概念，则包括土壤的水、肥、气、热等诸多因素，是在综合观点基础上对土壤肥力的认识。在此，我们只讨论与施肥直接有关的土壤养分。在肥料试验中，不施肥处理的产量， 即表现为该地块的土壤肥力，也是土壤对产量的贡献。在此基础上增施肥料，可提高单位面积产量50%左右，也就是施肥处理产量的1/3是施肥增加的，是肥料的作用或肥料的贡献，其余2/3是土壤肥力的作用或土壤的贡献。这一点我们在前面关于肥料的增产作用已经涉及。由全国化肥试验网的多年多点的肥料长期定位试验结果计算，几种主要粮食作物从土壤和肥料中吸收的养分比例，水稻约为3∶2，玉米约为1∶1，冬小麦约为2∶3。前人曾测定水稻吸收的养分中，来自土壤部分的氮占58%～82%，磷占37%～83%，钾占55%～59%。总之，作物在施肥的情况下，吸收的氮、磷、钾养分仍有一半或一半以上来自土壤，其余部分来自肥料。可见土壤是植物养分的主要来源，土壤肥力的高低是施肥的重要依据。土壤中养分的总量与一季作物的吸收量相比，可说十分丰富。以我国中等肥力的土壤为例，其中养分如果能全部被作物吸收利用，在每亩年产500千克的情况下，氮素可利用15～30年，磷素30～45年，钾素140～300年。实际上土壤中贮存的养分只有一小部分能被作物吸收利用，这就涉及到土壤中养分的形态及其对作物的有效性问题。土壤养分分有机形态和无机形态，按其对作物的有效程度，又可分为三种类型：①速效养分：大多是无机形态，以离子形式存在于土壤水中称水溶性养分，或者吸附在土壤胶粒表面称交换性养分。这两种养分极易被作物吸收利用，称为土壤速效养分或有效养分。②缓效养分：它们主要存在于容易分解的有机物中，也存于一些结构比较简单的矿物中。这类养分不溶于水，也不能被作物直接吸收利用，但在有机物或矿物分解过程中得以缓慢释放出来，供作物吸收利用，是土壤速效养分的补给来源。③难溶性养分：以无机态为主，也包括一些结构复杂的有机物。如磷矿石中的磷，正长石中的钾，腐殖质中的氮等，它们均不溶于水，不能被作物直接吸收利用，只有在长期的风化过程中，方可逐步释放出来，可看作是土壤养分的储备。速效养分、缓效养分和难溶性养分之间没有绝对的界线，可以在一定条件下相互转化。向速效养分转化是土壤养分的有效化过程，反之，是无效化过程。速效养分占土壤养分总量的比例很小，土壤有效氮只占土壤全氮的5%以下，速效磷、钾只占3%～5%，速效微量元量锰、钼、锌、硼也只占总贮量的2%～10%。因此，土壤养分的总量虽然很大，但有效性不高，是作物常感到养分不足，需要施肥的一个重要原因。
我国土壤中养分的分布有其规律性。根据前人的大量研究和第二次全国土壤普查(1979～1994)的结果。总的情况可归结为普遍缺氮，大部缺磷，部分缺钾和微量营养元素。近年由于氮、磷养分的投入超过作物吸收的数量，土壤磷素有明显积累，缺磷的耕地面积缩小；而钾素投入不足，随作物产出的钾大于投入，消耗了土壤中的钾，因此缺钾的耕地面积扩大。中、微量营养元素也是产出多，投入少，缺乏的面积有扩大的趋势。土壤氮素的90%以上存在于有机物中。一般认为土壤有机质＞2.5%为高，1%～2.5%为中等，＜1%为低。根据土壤普查资料，我国耕地土壤有机质＜1%的面积占25.9%，1%～2%之间的占38.25%。因此，土壤氮素含量也普遍较低，施用氮肥一般都有明显的增产效果。施用磷肥的效果与土壤速效磷含量的高低有密切关系。根据土壤普查资料，我国耕地土壤速效磷( P)＜5毫克/千克的严重缺磷面积占50.5%，速效磷5～10毫克/千克需要施用磷肥的面积占31.0%。其中又以黄淮海平原和西北地区土壤缺磷比较严重，施用磷肥有良好的效果。我国土壤钾素含量有南低北高，东低西高的明显分布规律。土壤速效钾( K)＜100毫克/千克的耕地面积占47.1%，但在华南地区占83.5%，而西北地区只占7.7%。因此，在南方施用钾肥的效果好于北方。我国缺锌、锰、铁的土壤主要为北方的石灰性土壤。缺硼的土壤有两大片：一片在东部和南部，包括砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤和黄潮土；另一片为黄土母质和黄河冲积物发育的土壤。黑龙江的草甸土、白浆土也往往缺硼。缺钼的土壤也有两大片，一片在南方的赤红壤和红壤地区，因土壤酸性，有效钼含量低；另一片为北方黄土母质发育的黄绵土、土娄 土和褐土，缺钼的原因是母质含钼量低。我国多数土壤含铜丰富，只有长期淹水的水稻土和草炭土可能缺铜。我国南方高温多雨，土壤中的硫、钙、镁容易淋失，土壤中含量较北方低，是容易发生缺乏中量营养元素的地区。但是，即使在含钙十分丰富的石灰性土壤上，由于作物吸收、运输和分配的问题，仍然可能出现缺钙。
3.2土壤性质对施肥的影响
土壤作为植物生长的基质，除了上面讲到的养分状况对施肥有直接的影响外，其他物理、化学、生物性质对施肥也有重要的影响。土壤由大小不同的颗粒组成，这些颗粒大部分是无机的，也有一部分是有机的或有机－无机结合的。这些颗粒构成了土壤的固相，大约占土壤整个体积的50％。另外一半的体积是大大小小的孔隙，充满着水分(土壤溶液)和空气。对作物生长适宜的水分和空气的比例在这50％体积中最好各占25％。土壤颗粒的矿质部分(即无机部分)可按颗粒大小分为砂粒(直径2～0.05毫米)、粉砂(直径0.05～0.002毫米)和粘粒(直径＜0.002毫米)。不同大小颗粒的组成称为土壤质地，粗略可分为砂土、壤土和粘土。土壤的许多物理性质，如耕作难易，水分和养分的保蓄能力，通气性，水分的渗漏速度等在很大程度上受土壤质地的影响。单位体积的土壤重量称为土壤容重，一般以克/厘米3或吨/米3表示。容重受土壤质地及其组成方式(土壤结构)的影响，一般耕层土壤的容重在1.0～1.6吨/米3。土壤容重大则孔隙变小。由土壤容重，可将土壤水分或养分含量(％)计算为每亩的绝对量(千克)。
土壤的化学特性主要包括土壤的离子交换性能、酸碱度和有机质。土壤的离子交换性能包括阳离子交换性能和阴离子交换性能，前者是由于土壤带有负电荷从而吸引阳离子，后者是由于土壤带有正电荷从而吸引阴离子。土壤负电荷的主要来源是同晶置换作用。土壤的离子交换性能，尤其是阳离子交换性能，与土壤的保肥、供肥性能有密切的关系。被土壤负电荷吸附的阳离子可以被其他阳离子交换出来，所以称为交换性阳离子，其总量称阳离子交换量(CEC)，以每千克土的交换性阳离子的厘摩尔(cmol/kg)表示。我国的土壤阳离子交换量，有从南往北，由西往东逐渐增加的规律性。这种变化主要取决于土壤粘土矿物种类、土壤质地和有机质含量。粘土的阳离子交换量高，有较好的保肥性能，一次可施用较多的肥料。反之，在砂土上肥料应少量多次施用，以免养分流失，也不宜采用一次性施肥的方法。
土壤化学性质的另一个因素是酸碱度。通常以pH表示。土壤pH 4.5～5.5为酸性，5.5～6.5为微酸性，6.5～7.5为中性，7.5～8.5为微碱性，8.5～9.5为碱性。我国土壤由南往北逐渐由酸性往中性到微碱性过渡，有明显的规律性。各种作物虽然有其较为适宜的土壤酸碱度环境，但绝大部分作物在pH6～8的范围生长良好。而土壤酸碱度对养分的有效性有明显的影响。例如磷以pH6～7.5有效性高，大于7.5时磷容易与土壤中的钙结合成为溶解度低的磷酸钙，小于6时磷又容易与土壤中的铁、铝结合，成为难溶的磷酸铁、磷酸铝。土壤中的微量营养元素铁、锰、锌、铜均以pH＜6.5的弱酸性到酸性条件下有效性高，只有钼相反，在pH＞7.0以上的弱碱性到碱性条件下有效性高。而硼的有效范围较宽。另外，在酸性土壤上宜施用碱性肥料，如钙镁磷肥，而不宜施用酸性或生理酸性肥料，如硫酸铵。反之，在碱性土壤上施用酸性或生理酸性肥料有较好的效果。
土壤有机质是氮、磷、硫和大部分微量营养元素的“贮藏库”，也是土壤微生物的“食物”。它对保蓄土壤水分，增加土壤阳离子交换量，改善土壤结构都有重要作用，还能对土壤酸碱度的变化起缓冲作用。因此，人们往往把土壤有机质含量作为评价土壤质量的一个综合指标。
土壤生物，尤其是微生物，在土壤形成和发展过程中起重要的推动作用，对土壤圈的碳、氮、硫、磷等养分的生物循环是必不可少的。植物根际土壤中的微生物数量和种群分布远高于非根际土壤，对养分的有效性和吸收过程，对根系的生长和形态都有明显的影响。有的细菌和真菌还与植物形成了共生体系，如豆科植物的根瘤，某些植物的外生菌根和VA菌根等。
3.3不同性质的土壤的施肥要点
土壤的种类比较多，从质地上分，有砂土、粘土和壤土，从水分状况有旱地、水田，从土壤理化性质上分有盐碱土、酸性土，不同土壤性质不同，施肥要求也不同。砂土是肥力较低的一种土壤。其有机质和各种养分含量均较低。砂土中的黏粒含量少，保肥能力差，养分易流失，肥劲猛却短，没后劲。但砂土却有良好的通透性能，土性暖，供肥好，施肥后见效快的优点。正如人们常说的“砂土发小苗，不发老苗”，确切地反映了砂土的供肥特性。砂土上有机质易分解，所以应大量增施有机肥，提高土壤有机质的含量，改善土壤的理化性状，增强保肥能力，防止作物后期脱肥。砂土施用化肥，因其肥劲猛，缓冲能力差，若1次施量过多，容易引起烧苗或养分流失。因此，砂土施用化肥应“少吃多餐”，分次少量施用与有机肥配合施用，可明显提高化肥利用率。
粘土供肥特性与砂土不同。粘土的有机质含量高，保肥性能强，养分不易流失。但粘土供肥慢，施肥后肥效慢，肥劲长，土壤紧实，通透性差，作物生根也难。群众称这种土壤“发老苗不发小苗”。这种土壤土性冷，有机质分解矿化慢，所以应施用充分腐熟的农家肥料。施用化肥时，因土壤的缓冲容量大，保肥性能强，1次多施不至于造成烧苗或养分流失。但氮肥不能过多施用，以免后期因肥效过分发挥，使作物贪青晚熟，从而导致减产。
粘土土质较粘，粘粒含量高，对养分的吸附固定能力强，而且土壤溶液中的养分扩散速度慢。因此，要掌握好化肥施用的位置，如磷肥和钾肥应尽量靠近作物根系，并且及时浇水，以水调肥，提高肥效。
水田施肥主要掌握选择肥料品种，避免选用养分容易流失的肥料如硝铵、硝酸磷肥等，氮磷钾按比例配合，追肥要及时。
旱地土壤水分供应不足，阻碍养分在土壤溶液中向根表面迁移，影响作物对养分的吸收利用。在施肥的原则上应大量增施有机肥，增加土壤团粒结构，改善土壤的通透性，使土壤内部大小孔隙配合得当。这样既可保留大量有效水分，又可使土壤多余水分及时下渗，还能防止地表雨水的径流损失，从而提高土壤蓄水和保水能力，使得有更多的水分供应农作物。氮、磷、钾肥应配合施用。旱地因水分供应不足，施肥效果差，特别是磷和钾在干旱条件下植物更易缺乏。养料配合适当，能促进作物的根早发、快长和根在土体中的伸展，以及地上部的生长发育，从而扩大根系与土体接触面积，增强作物对水分和养分的吸收能力，使得形成干物质的水分减少，提高土壤水分的利用效率和施肥效果。“撒可富”高效复合肥含有氮、磷、钾三种作物必需的营养元素，在旱地土壤中能够互相协调促进植物吸收，提高化肥的利用率。
盐碱土是盐土和碱土的总称。盐土主要指含氯化物或硫酸盐较高的盐渍化土壤，土壤呈碱性，但pH值不一定很高。碱土是含碳酸盐或重碳酸盐土壤，pH值较高，土壤呈碱性。盐碱土的有机质含量少，土壤肥力低，理化性状差，对作物有害的阴、阳离子多，作物不易出苗。
盐碱土的施肥原则是以施有机肥料和高效复合肥为主，控制低浓度化肥的使用。有机肥含有大量的有机质，对土壤中的有害阴、阳离子起缓冲作用，有利于发根、保苗。高浓度复合肥无效成分少，残留少，化肥的用量每次也不能过多，以避免加重土壤的次生盐渍化，施过化肥后应结合灌水，以降低土壤溶液浓度。
盐碱土在有灌溉的条件下选择硫基或氯基的复合肥产品是有一定的区别的，氯基的产品盐分更容易被洗掉，而硫基的盐分虽然不易洗掉，但硫基的危害相对较小，总体评价硫基和氯基的产品对大多数作物生长而言影响很少。
酸性土是指土壤溶液pH< 5.5的土壤，主要分布在我国南方，东北也有少量分布，酸性土地区一般为降雨量较多的地区，南方地区酸性土壤有效磷含量普遍较高，而速效钾含量较低，施肥应该注意：①有机肥配合化肥一块使用，以提高化肥的利用率；②避免施用生理酸性肥料，如硫铵、氯铵，增强土壤酸性；③避免施用单一肥料，氮、磷、钾配合使用，最好使用三元素复合肥；④施用石灰调节土壤pH。
第四节 对化肥认识的误区
随着社会经济的发展，化肥工业在提高农业产量、农产品品质、人民生活水平等方面发挥了重要的作用。今天在人们提倡绿色、环保的同时，对化肥的误解也较多。对化肥认识的误区主要表现在以下几方面：误区一：在无公害农新产品生产过程中不能施用化肥，认为施用化肥与化学农药一样，担心施用化肥后农产品中也有某些有害物质的残留。这个认识是片面的。植物生长所必需的各种营养元素，除大气、水、土壤提供的之外，其余的要靠施肥来提供。《无公害农产品(食品)安全标准》要求的无公害农产品(食品)粮食安全指标中，与施肥有关的指标仅仅是要控制亚硝酸盐和铜的含量，其他如镉、铬、铅等安全指标基本上与施用化肥无关；同样，蔬菜、水果安全指标要求控制的与施用化肥在关的是硝酸盐、亚硝酸盐以及铜的含量，茶叶要控制铜的含量，淡水鱼、鲜蛋、肉类要控制亚硝酸盐的含量。其他如植物油、鲜奶、蜂蜜、食用菌安全指标涉及的内容也基本与施用化肥无关。当前农民常规施用的化肥主要是：氮肥，包括普通过磷酸钙、粒状过磷酸钙、重过磷酸钙、沉淀磷肥、钢渣磷肥、钙镁磷肥、脱氟磷肥、磷矿粉肥等；钾肥，包括氯化钾、硫酸钾、窑灰钾肥、钾镁盐、光卤石等；复合肥，除混合肥NPK外，磷酸一铵、磷酸二铵、硝酸磷肥、硝磷铵、硫磷铵、聚磷酸铵、偏磷铵、焦磷酸三铵、尿磷铵、磷酸二氢钾、聚磷酸钾、焦磷酸钾钙、钾硝石、硝磷钾等；中量元素包括硫酸镁、氯化镁、含硫的大量元素肥料、含钙的大量元素肥料；微量元素肥料主要有硫酸锌、氯化锌、硼酸、硼砂、钼酸铵、钼酸钠、硫酸锰、氯化锰、硫酸铜、硫酸亚铁、螯合铁等。这些肥料只要达到国标或行业、企业所规定的标准，常规使用时，有毒有害物质如重金属等均不会影响无公害农产品的质量。因此，只要控制氮肥和铜肥的用量，在无公害农产品生产过程中化肥不仅是可以施用的，而且是必须施用的，因为大多数营养元素的缺乏会使农产品品质下降，而每一种营养元素的缺乏都会影响植物的生长和作物的产量、品质。
误区二：认为生产无公害农产品只能施用有机肥，施用有机肥多多益善。这也是存在片面性，关键是有机肥的质量是否符合要求。具体来说，特别是以生活垃圾、污泥、畜禽粪便等为主要有机肥原料生产的商品有机肥或有机无机肥。其重金属含量有可能超标。
误区三：认为只要合理使用肥料和农药，生产出的农产品就能达到无公害农产品标准。其实不然，因为农作物的生长环境是农产品能否达到无公害标准的基础。如果农田灌溉水的质量达不到要求，土壤中重金属或残留农药超标，大气环境质量恶劣，农产品的质量就绝不能达到无公害农产品的标准。只有切断污染源、净化空气和水、改良土壤环境，才能生产出达标的无公害农产品。
误区四：化肥使用会造成土壤板结。“连年施用化肥，环境被污染了，土地也板结了”，这是当前很多人的观点，而且由于我国农民普遍存在信息和知识的匮乏，久而久之形成了一种陈见，认为化肥是土壤退化、作物品质下降的罪魁祸首，这是一种误导。2008年9月25日—27日，由中国农业大学承办的中国土壤学会第十一次全国会员代表大会暨第七届海峡两岸土壤肥料学术交流会在北京举行，出席大会的土壤学专家们专家分析，土壤板结是由几个方面的原因造成的。一是农田土壤质地太粘，造成土壤表层板结。粘土中粘粒含量较多，因而土壤中孔隙较少，致使土壤通气、透水性较差，一旦下雨以后，容易造成土壤表层结皮。二是由于镇压、翻耕等农耕措施导致上层土壤结构破坏，而有机质投入过少，致使表层土壤容易板结。三是由于我国部分地方地下水盐分含量高，长期利用这种地下水灌溉也容易引起表层土壤板结。四是秸秆及有机物还田量减少，使土壤有机物质补充不足，土壤结构变差，从而在遇到灌溉和强降雨等情况下，土壤表层容易板结。对于化肥是否会造成土壤板结，与会专家指出，经过全球1个多世纪使用肥料的历史证明，化肥施入土壤会提高土壤养分含量、增加有机质、改良土壤结构，不会发生板结。
误区五：否认化肥对农业生产的作用。认为自然界中既然有氮、磷、钾等元素，就不需要施用化肥。自然界中的营养元素不全面，也不完全是植物所需要的。如果在天然土地上种植，一个季节的耕种就可能消耗掉土地几十年的养分积累。所以，施用化肥是补充土壤中养分的必要手段。
误区六：认为化肥施用多了会使地力变馋。地力变馋意思是说，头1～2年增施氮肥，能明显多打粮食，往后如果还施那么多氮肥，增产的粮食就减少了，往往只有进一步提高施肥量，才能维持原来的产量或略有提高。这句话听起来似乎有一定道理，但绝不是地变“馋”了。这是由于施肥不当造成的。许多农民只知道每年增施氮肥用量求得增产，而不知道养分平衡才是提高肥效的关键。举个例子来说，在供磷不足的情况下，偏施氮肥，氮磷养分不平衡，作物不能充分地吸收氮素，致使氮肥的利用率明显下降，因而误以为“地变馋”了。
第二章 施肥的基本原理和技术
肥料是以提供植物养分为主要功能的物料。从这一定义出发施肥的基本原理包括：①养分归还：作物从土壤中吸收了大量养分，应当通过施肥“归还”，以恢复地力，不搞掠夺性经营。②最小养分：作物生长发育需要16种养分，但是决定产量高低的是土壤中相对含量最少的养分。因此，施肥要有针对性，要抓住关键问题，③报酬递减：作物产量随施肥量增加而增加，两者间是一条抛物线的关系，每增加一个单位的施肥量，所增加的产量超过一定量后是递减的。因此，肥料有一个适宜用量，不宜过多。④因子综合作用：作物产量的形成是多种因子综合作用的结果，养分只是其中之一。要获得高产，必须各种因子相配合，要发挥施肥与其它措施间的正的交互作用。
施肥方法包括：施肥期、施肥方法和肥料用量，三者相互配合，以满足作物整个生育期养分的充分供应。
第一节 施肥的基本原理
用于指导施肥的基本原理，最早是由植物营养理论的奠基人之一，德国的李比希提出来的，近年又有发展和完善，可归纳成以下几点：1.1 养分归还学说
这一学说是李比希首先提出来的。他认为每种植一次作物，必然从土壤中取走一定的养分，土壤中的养分就会愈来愈少，土壤肥力就会逐步下降，因此，要恢复土壤肥力，就应当归还从土壤中取走的全部东西，否则产量就会逐步下降。归还的方式是施肥。他特别强调归还土壤各种灰分元素，而忽视了氮素。因为他误认为作物需要的氮是从大气中获得的。归还学说作为施肥的基本原理是正确的。它指出了种植业不能进行掠夺性的经营。一般来说，要有高的产量，就要有高的投入，否则是难以办到的。同时，通过肥料的养分投入，可以改变过去局限于农业内部的生物循环，从而提高土壤肥力和产量。但是从现在来看，它也有片面和不足的地方。例如强调全部归还往往是不经济和不必要的。如果在土壤中已经积累了丰富的养分，在一段时间就可以少归还或不归还。目前，在我国施肥上还是应当强调土壤缺什么，补什么；缺多少，补多少。而且在农业内部的养分循环中，氮是最容易损失的养分，归还氮素是最为重要的。
平衡施肥技术正是以养分归还学说的基础上建立起来的科学合理的施肥技术，依据作物需肥规律、土壤供肥特性与肥料效应，在施用有机肥的基础上，合理确定氮、磷、钾和中、微量元素的适宜用量和比例，并采用相应科学施用方法的施肥技术。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化。微量元素与大量元素同等重要，不能因为需要量少而忽略。
为了更准确地知道植物体内各种养分是否平衡，人们发明了植株分析和土壤分析方法。按照目前的技术水平，大多数情况下，各种养分测定方法测出的结果还只能定性地对施肥做出推荐。
1.2 最小养分律
作物需要的各种营养元素，在作物内都有一定功效，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。最小养分律也是李比希最早提出来的，意思是：作物生长发育需要各种必需的养分，但决定作物产量高低的，是土壤中那个相对含量最少的养分。人们往往用一只木桶来进行图解。
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氮
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磷
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钾
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硫
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木桶盛水的高低，取决于最低的那一块木板。要提高木桶的盛水量，首先要加高最低的那块木板。但是必须指出以下几点：第一，由于作物对各种养分的需要量不同，最小养分是指对作物需要来说，相对含量最少，而非绝对含量最少的养分。第二，最小养分不是固定不变的。例如我国20世纪50年代氮素最感不足，施用氮肥作物产量迅速提高；60年代土壤磷素不足，成为某些地区的最小养分，施用磷肥增产明显；70年代中期以后，土壤缺钾在南方开始又突出地表现出来。某些地区锌、硼、锰等微量营养元素也成为最小养分。因此，要不断研究最小养分随条件的变化规律。第三，增加最小养分以外的其他养分，不但难以提高产量，而且会造成浪费，降低经济效益，甚至对环境产生不良影响。
根据土壤养分的丰缺，紧紧抓住最小养分进行施肥，称为补偿施肥。补偿施肥考虑的，是土壤中最缺的某一个养分。而在生产实际中往往不止缺乏一种养分，有时也很难断定哪一种养分最为缺乏。例如我国北方的一些农田既缺氮，又缺磷；南方的一些农田既缺氮，又缺钾，或氮磷钾俱缺。这时就要根据土壤中多种养分丰缺情况和种植的某种作物达到高产、优质的要求，均衡供应多种养分，这就是平衡施肥，是充分发挥肥料作用的一项重要措施。这也是补偿施肥的进一步发展。
通常我们施肥，只考虑当季作物，其实不同作物对同一种肥料反应不同，有的肥料还有较长的后效，如磷肥和有机肥。因此，施肥只考虑一季作物是不够的，应当结合当地的种植制度(轮作制度)，考虑一个轮作周期的各种肥料安排，称为施肥制度。近来，国际上考虑农业的可持续发展和环境的保护，进而提出了植物养分综合管理系统(Integrated Plant Nutrient Management System)的概念。 平衡施肥技术既可以归还由于作物生长从土壤中带走的养分，而且可以避免作物生长限制养分因子的发生，实现用地养地相结合，保障农业生产长期有效地发展。
1.3 报酬递减律
这原是经济学上的一条定律，反应在技术条件不变情况下投入与产出的关系。报酬递补减率首先是欧洲经济学家杜尔哥和安德森提出来的，它反映了在技术条件不变的情况下投入与产出的关系。它的意思是：从一定土地上所得到的报酬随着向该土地投入的劳动和资本的增多而有所增加，但随着投入的增加每单位劳动量或资本量的报酬却在逐渐减少。例如在施肥上，某种养分的效果，以其在土壤中越不足时效果越大，但若逐渐增加该种养分的施用量，那么，每单位养分的增产量就逐渐减少。所以，获得最高产量的施肥量不一定是最佳施肥量，因经济效益下降使得增产不增收。所以不要盲目加大施肥量。前人在肥料用量试验中也证实，随着肥料用量的增加，作物产量也相应增加，但两者不是直线关系，而是一条抛物线的关系。
产量
施肥量
图1施肥量与产量关系图 图2 施肥量与产量关系图
中国农业科学院土肥所20世纪70年代在山东胶南县做过一个冬小麦的氮肥用量试验，结果见表2，试验说明，当尿素用量达每亩30千克，小麦亩产达最高点(479.3千克)，再增加尿素用量导致减产。每千克尿素增加的小麦产量随着用量增加，由10.4千克降到1.8千克。此时，边际产量已为负值。由于农业生产在短期内条件改变不大，施肥的报酬递减现象值得重视。
表2 不同尿素用量的小麦产量 单位：千克/亩
| 试验处理*施氮量kg/亩 | 籽粒产量 | 增产量 | 每千克尿素增产量 | 边际产量** |
| 0 | 353.5 | |||
| 7.5 | 431.8 | 78.3 | 10.4 | 78.3 |
| 15 | 470.6 | 117.1 | 17.8 | 38.8 |
| 22.5 | 469.5 | 116.0 | 5.2 | -1.1 |
| 30 | 479.3 | 125.8 | 4.2 | 9.8 |
| 40 | 461.8 | 108.3 | 2.7 | -17.5 |
| 50 | 445.2 | 91.7 | 1.8 | -16.6 |
** 指每增施7.5千克(或10千克)尿素所增加的产量。
1.4 因子综合作用规律
作物产量的形成，是各种因子，如水分、养分、光照、温度、品种等综合作用的结果。首先，不同养分之间有相互作用的效应。例如，黄淮海平原的有些地块，土壤既缺氮，又缺磷，与不施肥比较，单施氮肥可增产30%，单施磷肥可增产20%，氮肥和磷肥同时施用，可增产50%以上，这就是氮磷养分之间的相互作用效应，数理统计学上称为连应或交互作用。以上例子是正的交互作用。有时可能没有交互作用，甚至有负的交互作用。但不同养分之间的配合，往往有正的交互作用。肥料与水分(灌溉)、肥料与作物品种、肥料与种植密度之间，都有相互作用效应。利用养分之间和养分(肥料)与其他农业措施之间的正的交互作用，以充分发挥肥料的作用，是经济合理施肥的重要原理之一。尤其是在当今，由于农业科技的进步，最小养分往往已经得到补偿，平衡施肥也较为广泛采用，施肥效果的进一步提高，有赖于发掘肥料与其他措施间的正的交互作用。目前在国外进行的MYR(最高产量研究)和MEY(最经济产量)的研究工作，就是在这种思路上发展起来的。
在实践中应用因子综合作用律，就是不仅要考虑各种元素之间的平衡，还要考虑它们之间是否存在拮抗（互相抑制）或协同关系。如果存在拮抗，要想办法消除这些拮抗，这样才能使每一种元素都能发挥其最大的作用。各种养分元素之间要平衡，养分和其它产量形成因素之间也要保持平衡，这样作物才能取得最大产量和最大利润。
植物组织中不同养分之间具有相互促进或相互抑制的作用，对作物吸收养分、生长发育和产量形成有较大的影响。如有两种养分限制 作物的生长时.仅补充其中一种养分则对生长没有什么影响，而两种养分一起加入时，则将产生极大的影响.养分之间的相互作用一般存在3种情况。①两种养分之间有正的相互作用。即作物对两种养分配合施用的增产效应大于对每种养分单独施用时的增产效应之和。②两种养分之间没有相互作用。即两种养分配合施用的增产效应等于对每种养分单独施用时的增产效应之和。③两种养分之间有负的相互作用。即两种养分配合施用的增产效应小于每种养分单独施用时的增产效应之和。
养分间的相互作用包含有协合作用和拮抗作用。施用氮肥通常促进植物对磷的吸收，反之亦然。氮磷一起施用往往促进作物体内氨基酸、核酸和蛋白质的合成，有利于地上部和根系生长。其增产效果一般超过单独施用，或者两者增产的总和，表明为明显的协合作用。氮钾之间也有密切关系，K+能促进NH4+和 NO3-离子吸收，促进作物体内氨基酸运输和蛋白质合成，因此它们一般也表现为正的相互作用。 不同阳离子之间存在拮抗作用，如Ca2+对Mg2+、 K+对Mg2+吸收有抑制作用；过量的磷会钝化铁离子的活性，而铁直接影响植株对钾的吸收，特别是在长期淹水条件下及Fe2+含量高的情况下。农业生产中在有效镁缺乏的土壤上，施用钾肥往往会引起植株中镁含量明显降低，导致果树、蔬菜等作物患缺镁症。同样，在土壤含有效钾或镁低时，大量施用石灰也可能引起缺钾或缺镁。
养分之间的相互作用比较复杂，在不同土壤、不同作物、不同施肥条件下，其效应不完全相同。英国洛桑试验站试验表明，在不施厩肥的情况下，马铃薯对氮、 钾两种肥料具有正的相互作用效应。在施用厩肥的情况下，氮钾的相互作用效应很小，氮和厩肥之间没有相 互作用效应，钾和厩肥之间则为负的相互作用效应，这是由于厩肥提供了马铃薯所需要的足够的氮和全部的钾。
了解和掌握养分离子间的相互作用，对维持农田养分的平衡，提高作物产量，改进作物品质和增强作物的抗逆性皆有重要的影响。它是合理施肥的重要原理，也是选择配制复合肥料的重要依据。
第二节 肥料使用的技术
2.1确定施肥品种及施肥量的方法
确定施肥量应当考虑作物产量、土壤供肥量、肥料利用率和经济效益，以及当地的气候特征、土壤类型和农业技术等相关农业自然条件。确定施肥肥料品种以及数量的方法主要有以下几种：2.1.1 地力分区（级）配方法
地力分区（级）配方法的作法是，按土壤肥力高低分为若干等级，或划出一个肥力均等的田片，作为一个配方区，利用土壤普查资料和过去田间试验成果，结合群众的实践经验，估算出这一配方区内比较适宜的肥料种类及其施用量。
地力分区（级）配方法的优点是具有针对性强，提出的用量和措施接近当地经验，群众易于接受，推广的阻力比较小。但其缺点是，具有地区局限性，依赖于经验较多。适用于生产水平差异小、基础较差的地区。在推行过程中，必须结合试验示范，逐步扩大科学测试手段和指导的比重。
2.1.2 目标产量配方法
目标产量配方法是根据作物产量的构成，由土壤和肥料两个方面供给养分原理来计算施肥量。目标产量确定以后，计算作物需要吸收多少养分来施用肥料。目前有以下两种方法：
①、养分平衡法
以土壤养分测定值来计算土壤供肥量。肥料需要量可按下列公式计算：肥料需要量= （作物单位产量养分吸收量×目标产量）-（土壤测定值×校正系数）肥料养分含量×肥料当季利用率
注：（1）式中作物单位吸收量×目标产量=作物吸收量
（2）土壤测定值×0.3（校正系数）=土壤供肥量
（3）土壤养分测定值以mg/kg表示，0.3为养分换算系数。
这一方法的优点是概念清楚，容易掌握。缺点是，由于土壤具有缓冲性能，土壤养分处于动态平衡，因此，测定值是一个相对量，不能直接计算出“土壤供肥量”，通常要通过试验，取得“校正系数”加以调整。
②、地力差减法
作物在不施任何肥料的情况下所得的产量称空白田产量，它所吸收的养分，全部取自土壤。从目标产量中减去空白田产量，就应是施肥所得的产量。按下列公式计算肥料需要量：肥料需要量=作物单位产量养分吸收量×（目标产量-空白田产量）养分含量×肥料当季利用率
这一方法的优点是，不需要进行土壤测试，避免了养分平衡法的缺点。但空白田产量不能预先获得，给推广带来了困难。同时，空白田产量是构成产量诸因素的综合反映，无法代表若干营养元素的丰缺情况，只能以作物吸收量来计算需肥量。当土壤肥力愈高，作物对土壤的依赖率愈大（即作物吸自土壤的养分越多）时，需要由肥料供应的养分就越少，可能出现剥削地力的情况而不能及时察觉，必须引起注意。
2.1.3 肥料效应函数法
通过简单的对比，或应用正交、回归等试验设计，进行多点田间试验，从而选出最优的处理，确定肥料的施用量，主要有以下三种方法：
①、多因子正交、回归设计法
此法一般采用单因素或二因素多水平试验设计为基础，将不同处理得到的产量进行数量统计，求得产量与施肥量之间的函数关系（即肥料效应方程式）。根据方程式，不仅可以直观地看出不同元素肥料的增产效应，以及其配合施用的联合效果，而且还可以分别计算出经济施用量（最佳施肥量）、施肥上限和施肥下限，作为建议施肥量的依据。
此方法的优点是，能客观地反映影响肥效诸因素的综合效果，精确度高，反馈性好。缺点是有地区局限性，需要在不同类型土壤上布置多点试验，积累不同年度的资料，费时较长。
②、养分丰缺指标法
利用土壤养分测定值和作物吸收土壤养分之间存在的相关性，对不同作物通过田间试验，把土壤测定值以一定的级差分等，制成养分丰缺及施用肥料数量检索表。取得土壤测定值，就可对照检索表按级确定肥料施用量。
此方法的优点是，直观性强，定肥简捷方便。缺点是精确度较差，由于土壤理化性质的差异，土壤氮的测定值和产量之间的相关性很差，一般只用于磷、钾和微量元素肥料的定肥。
③、氮、磷、钾比例法
通过一种养分的定量，然后按各种养分之间的比例关系来决定其它养分的肥料用量，例如，以氮定磷、定钾，以磷定氮等。
此方法的优点是，减少了工作量，也容易为群众所理解。缺点是，作物对养分吸收的比例和应施肥料养分之间的比例是不同的，在实用上不一定能反映缺素的真实情况。由于土壤各养分的供应强度不同，因此，作为补充养分的肥料需要量只是弥补了土壤的不足。所以，推行这一定肥方法时，必须预先做好田间试验，对不同土壤条件和不同作物相应地作出符合于客观要求的肥料氮、磷、钾比例。
平衡施肥的这三类方法可以互相补充，并不互相排斥。形成一个具体配方施肥方案时，可以一种方法为主，参考其它方法，配合起来运用。这样做的好处是：可以吸收各法的优点，消除或减少存在的缺点，在产前能确定更符合实际的肥料用量。
2.2 施肥时期
作物从种子萌发到种子形成这一整个生长周期内，要经历许多不同的生长发育阶段，在这些阶段中，除前期种子营养阶段和后期根部停止吸收养分阶段以外，其他阶段都要通过根系从土壤中吸收养分。作物通过根系从土壤中吸收养分进行营养的整个时期，就叫作物的营养期。作物营养期包括几个不同阶段，每个阶段对营养条件，如营养元素的种类、数量、比例等，都有不同的要求，这一特性叫做作物营养的阶段性。研究、掌握作物不同营养阶段的特点，对指导合理施肥意义重大。作物的营养特点是合理施肥最重要的依据，只有了解了作物在不同生育期对营养条件的要求，才能根据不同的作物，在不同的时期，有效地运用施肥手段调节营养条件，达到提高产量和改善品质的目的。
2.2.1 基肥
基肥是播种(或移栽)前结合土壤耕作施用的肥料。
施用基肥的主要作用是培养地力，改良土壤，并能较长时间供给作物所需的养分。一般基肥的施用量大，主要施用的是有机肥料和氮、磷、钾等化学肥料。
基肥的施用原则主要有：
（1）结合深耕施肥，把缓效肥料施于土壤耕层的中下部，土壤耕层的上部施用速效肥料，做到分层施肥，缓效与速效肥料结合，充分发挥肥料的增产作用。对挥发性氮肥应深耕施用，磷、钾肥要深施、条施或穴施。可提高氮肥利用率20%左右，磷、钾肥利用率8%左右。
（2）集中施用，施肥应尽量采取集中条施或穴施在播种行内，以提高肥效。
（3）多种肥料混合施用，按照各种作物的营养特性和土壤供肥特点，推广多种肥料混合使用，调整肥料中的养分比例，以相互促进，提高肥效。
一般来说，复合肥作为底肥施用，较其他肥料单独施用或混合施用有一定的优势。
复合肥具有养分含量高、副成分少且物理性状好等优点，对于平衡施肥，提高肥料利用率，促进作物的高产稳产有着十分重要的作用。养分比例灵活多样的，可满足不同土壤、不同作物所需的营养元素种类、数量。
随着粮食产量的提高，土壤缺素的现象已经表现出来，现在农民开始更多地选用多元复合肥。有针对性地补充作物所需的营养元素，作物缺什么元素就补充什么元素，需要多少补多少，实现各种养分平衡供应，满足作物的需要；达到提高肥料利用率和减少用量，提高作物产量，改善农产品品质，节省劳力，节支增收的目的。
虽然，现在大多数复合肥都必须是多元的，但仍然不能完全取代有机肥，有条件的地方应尽量增加腐熟有机肥的施用量。复合肥与有机肥配合施用，可提高肥效和养分的利用率。有机肥的施用，不仅改良土壤，活化土壤中的有益微生物，更重要的是节省能源，减轻环境的污染。使用一些生物有机肥，不但可免去传统制作有机肥的繁琐过程，而且可为土壤提供大量的有益微生物活化土壤养分，减少连作障碍。
复合肥肥效长，宜做基肥。大量试验表明，不论是二元还是三元复合均以基施为好。这是因为复合肥中含有氮、磷、钾等多种养分，作物前期尤其对磷、钾极为敏感，要求磷、钾肥要作基肥早施。控释复合肥在生产过程中采用了包衣、造粒等工艺，肥效缓慢平稳，比单质化肥分解慢，养分淋失少，利用率高，适合于作基肥。一般亩用量为30至40千克。复合肥不宜用于苗期肥和中后期肥，以防贪青徒长。
复合肥浓度差异较大，应注意选择合适的浓度。目前多数复合肥是按照某一区域土壤类型平均养分善和大宗农作物需肥比例配置而成。市场上有高、中、低浓度系列复合肥，一般低浓度总养分在25%至30%之间，中浓度在30%至40%之间，高浓度在40%以上。要因地域、土壤、作物不同，选择使用经济、高效的复合肥。一般高浓度复合肥用在经济作物上，品质优、残渣少、利用率高。
复合肥浓度较高，要避免种子与肥料直接接触，会影响出苗甚至烧苗、烂根。播种时，种子要与穴施、条施复合肥相距5到10厘米左右，切忌直接与种子同穴施，造成肥害。
复合肥配比原料不同，应注意养分成分的使用范围。不同品牌、不同浓度复合肥所使用原料不同，生产上要根据土壤类型和作物种类选择使用。含硝酸根的复合肥，不要在叶菜类和水田里使用含铵离子的复合肥，不宜在盐碱地上施用；含氯化钾或氯离子的复合肥不要在忌氯作物或盐碱地上使用；含硫酸钾的复合肥，不宜在水田和酸性土壤中施用。否则，将降低肥效，甚至毒害作物。
2.2.2 种肥
种肥是指播种时施于种子或幼株附近，或与种子混播，或与幼株混施的肥料。
施用种肥是为种子萌发和幼苗生长创造良好的营养和环境条件。尤其是土壤贫瘠和作物苗期低温、潮湿、养分转化慢的区域，苗期作物幼根吸收力弱，影响根系生长和作物前期的营养生长。一方面表现在供给幼苗养分特别施满足植株营养临界期时养分的需要；另一方面腐熟的有机肥料坐种肥还可以改善种子床和苗床物理性状的作用。
在春播的同时，肥料的施用对粮食的丰产丰收起到一定的作用，而种肥是最经济有效的施肥方法。它是在播种或移栽时，将肥料施于种子附近或与种子混播供给作物生长初期所需的养料。由于肥料直接施于种子附近，要严格控制用量和选择肥料品种，以免引起烧种、烂种，造成缺苗断垄。
种肥的施用方法有多种，如：拌种、浸种、条施、穴施或蘸根。如蘸根是指对水稻及其他移植作物，在插秧或移栽前，把肥料稀释成一定浓度(一般是0.01-0.1%)的溶液，把作物的根部往肥液中蘸一下即插栽。成活率高、操作方便、效果良好。开沟或挖穴后将肥料施入耕层3-5厘米的沟、穴中，再在肥带附近拌种，种肥距保持在3厘米以上。用作种肥的肥料要求养分释放要快，不能过酸、过碱，肥料本身对种子发芽无毒害作用。 常用作种肥的肥料有腐熟的有机肥料、腐殖酸、氨基酸固体、液体肥、微生物肥料、速效性化肥。
一般来说，碳酸氢铵、氯化铵、尿素原则上不宜作种肥。如果尿素中的缩二脲的含量偏高，将会对种子、幼芽产生毒害作用，若用作种肥，要严格控制施用量和选用缩二脲含量小于2%的尿素，每亩用量2.5千克。 速效氮肥每亩用量2.5-5千克；磷铵或三元素复合肥2.5-5 千克；腐植酸、氨基酸类液体肥稀释600-800倍；微肥一般稀释浓度到0.1%-0.05%之间。
2.2.3 追肥
在作物生长发育期施用的肥料称作追肥。作物的营养临界期和最大效率期与施肥效果关系最密切。
营养临界期是指作物在某一个生育时期对养分的要求虽然数量不多，但如果缺少或过多或营养元素间不平衡，对作物生长发育生成显著不良影响的那段时间。对大多数作物来说，临界期一般出现在生长初期，磷的临界期出现较早，氮次之，钾较晚。所以在生产中常用磷肥作种肥以保证作物生长初期获得足够的磷素。氮的营养临界期，水稻在三叶期和幼穗分化期；小麦、玉米在分蘖初期和幼穗分化期。钾的营养临界期，水稻在分蘖初期和幼穗形成期。据研究，水稻分蘖期钾含量在1.0%以下时则分蘖停止；在幼穗形成期如含钾量在1.0%以下，则每穗粒数显著减少。
临界值是作物体内养分低于某一浓度时，它的生长量或产量显著下降，并表现出养分缺乏症状，此时的养分浓度称为“营养临界”值。如上述的水稻分蘖期和幼穗形成期钾的临界值就是1.0%。
在不同时期所施用的肥料对增产的效果有很大的差别，其中有一个时期肥料的营养效果好，这个时期称为营养最大效率期。也就是各单位养分获得的经济产量最高。最大效率往往与作物需要养分最多的时期相一致。据研究，豌豆最大效率期是在它生长15~40天时间；茄子是从开始结果到盛果期；玉米在喇叭口形成至抽雄时是氮、钾最大效率期限 ，开花至乳熟是磷的最大效率期。
各种作物的营养最大效率期是不同的，我们可通过田间试验确定。方法是将作物生育期划分成几个明显不同的阶段，然后每个阶段施同量的肥料，看哪个阶段的经济产量最高，那个阶段就是营养最大效率期。
例如：（1）小麦追肥应在3叶期，每亩追施9~12千克尿素。小麦后期根系从土壤中吸收肥力能力减弱，故应在抽穗开花期根外追肥一次，每亩可用磷酸二氢钾150克，三十烷醇原液1.5毫克对水20千克配制成混合溶液喷雾；也可每亩用磷酸二氢钾200克，加尿素1千克，对水30千克喷雾。（2）玉米在拔节后至大喇叭口期，是吸收营养的高峰期，在拔节前后追施第一次肥，每亩追施尿素或高氮尿基复合肥8~10千克；在抽雄前7~10天，追施第二次，每亩追施尿素或高氮尿基复合肥10~12千克。如果底肥和种肥较充足，土壤又很肥沃，可集中一次追肥，结合第二次中耕深施肥。（3）水稻对氮肥的吸收是从返青后开始逐渐增加的，分蘖盛期才达到吸肥最高峰。为了促进水稻早发棵、早分蘖，应早施和重施分蘖肥。可在插秧后7~10天，每亩追施尿素5~10千克，抽穗时再追尿素7千克。也可考虑按比例混合复合肥作追肥，提供磷钾养分。（4）花生在出苗后15天左右，花芽开始分化，根瘤开始形成。在植株出现两对侧枝时，应及时追施一次氮肥，每亩追施尿素8千克。（5）一般来说，马铃薯开花期以前进行追肥，早熟品种则在苗期追肥为宜，中晚熟品种以现蕾前追肥较好，每庄园追施尿素10~12千克。（6）为了满足高粱从拔节至抽穗时的养分需要，应于拔节时追施第一次肥，每亩强追施硫酸铵10~15千克或尿素8~12千克；在孕穗期再追施第一次肥，每亩追施尿素5~7千克。
2.3 施肥方式
施肥方法就是将肥料施于土壤中的途径与方式。科学施肥方法的基本要求是：尽量施于作物根系易于吸收的土层，提高作物对化肥的利用率；选择适当的位置与方式，以减少肥料的固定、挥发和淋失。施肥方法因不同作物、不同施肥时期与肥料的性质而选定。最常用的施肥方法有撒施、条施、穴施、轮施和放射状施肥等。2.3.1撒施
撒施是将肥料用人工或机械均匀撒施于田面的方法，属表土施肥，主要满足作物苗期根系分布浅时的需要。一般未栽种作物的农田施用基肥时，或大田密植的粮食作物施用追肥时，常用此法。撒施结合土壤耕作措施，可增加土壤与化肥混合的均匀度，实现土肥相融，且耕耙要有一定的深度，有利于作物根系的伸展和早期吸收。但是，在土壤水分不足，地面干燥或作物种植密度稀，又无其它措施使化肥与土壤混合时，撒施的肥料易于被雨水或灌溉水冲走，导致挥发损失，也易于被地表杂草幼苗吸收。
2.3.2 条施
开沟将肥料成条地施用于作物行间或行内土壤的方式，基肥和追肥均可用的施肥方式。条施比撒施肥料集中，有利于将肥料施到作物根系层，并可与灌溉措施相结合，更易达到深施的目的。而深施是化肥施用时大力提倡的方法。在多数条件下，条施肥料都需开沟后施入并覆土，有力于提高肥效。在干旱地区或干旱季节，条施肥料结合灌水效果更好。
2.3.3 穴施
在作物预定种植的位置或种植穴内，或在作物生长期内的苗期，按株或在两株间开穴施肥称为穴施。穴深一般 5～10 厘米，施后覆土。穴施是一种比条施更能使化肥集中施用的方法。为避免伤害作物根系，一般施用的化肥较少，并与作物根系保持适当的位置和深度，施肥后覆土前结合 灌水，化肥施用的效果更好。
2.3.4 轮施和放射状施
轮施和放射状施是以作物主茎为圆心，将肥料作轮状或放射状施用。一般这种方法用于多年生木本作物，尤其是果树。这些作物密度稀，间隔远，采用条施、撒施、穴施等，很难使化肥与作物根系充分接触，肥料利用率不高。
(1)条沟施肥：对成龄大树，于行间或株间挖长与冠径相同或稍长、深50cm、宽50cm的条沟，将肥料施入后覆土填平；幼树则于树冠外围挖沟（长、宽、深要求同成龄大树），将肥料施入即可。如此，今年于行间、来年于株间交替施入基肥，亦可收到环状施肥的效果。
(2)环状施肥：于树冠外围20～30cm处挖一宽50cm、深50cm的环状沟，将肥料施入即可；此法对水平根的伤害较多，且作用面积较小；一般多用于幼树期。
(3)放射沟施肥：以树干为圆心，等距离挖6～8条放射状沟，深50cm左右（沙地可适当浅挖，以30—40cm为宜），且要求内浅外深，沟长因树冠大小而定，一般以树冠外围为中心，内外各1/2；然后将肥料施入，并注意冠外多施、冠内少施。次年以同样的方法，调换施肥位置；如此亦达到全园施肥的目的。
(4)全园施肥：只适用于成龄梨园；具体方法是将肥料均匀地撒布于全园，之后翻入土中。密植园可采用全园施肥，但因施入深度不够；同时根系又具有向肥性，常会造成根系上浮，降低根系的抗逆性和树体的抗旱耐涝能力。幼树期因根系尚未布满全园，如进行全园施肥，会造成人力物力的浪费，所以不宜采用。
2.3.5 根外追肥
根外追肥又称叶面施肥，是将水溶性肥料或生物性物质的低浓度溶液喷洒在生长中的作物叶上的一种施肥方法。可溶性物质通过叶片角质膜经外质连丝到达表皮细胞原生质膜而进入植物内，用以补充作物生育期中对某些营养元素的特殊需要或调节作物的生长发育。
根外追肥用量少，肥效快，是一种辅助性的施肥措施。对氮、磷、钾大量元素来说，作物生长后期，根系吸收力弱，可以及时补充养分吸收的不足。对微量元素根外追肥更具意义。但是要注意，根外追肥并不能替代土壤施肥，气候状况对根外追肥的效果影响很大。此外，还有浸种、拌种、蘸秧根、灌溉施肥等方法，各有其应用的条件和效果。
根外追肥的特点是：
①作物生长后期，当根系从土壤中吸收养分的能力减弱时或难以进行土壤追肥时，根外追肥能及时补充植物养分；
②根外追肥能避免肥料土施后土壤对某些养分（如某些微量元素）所产生的不良影响，及时矫正作物缺素症；
③在作物生育盛期当体内代谢过程增强时，根外追肥能提高作物的总体机能。根外追肥可以与病虫害防治或化学除草相结合，药、肥混用，但混合不致产生沉淀时才可混用，否则会影响肥效或药效。
施用效果取决于多种环境因素，特别是气候、风速和溶液持留在叶面的时间。因此，根外追肥应在天气晴朗、无风的下午或傍晚进行。
2.3.6 冲施
把固体的速效化肥溶于水中并以水带肥的方式施肥。冲施肥通常用水溶性化肥，主要是氮肥和钾肥，二者的水溶性强，通过肥水结合，让可溶性的氮钾养分渗入土壤中，再为作物根系吸收。冲施肥即灌溉施肥，而灌水方式可分井灌和畦灌，也包括滴灌、喷灌。有的地方管理粗放甚至用大水漫灌来冲施化肥。这种大水漫灌的施肥方式突出了一个“冲”字，冲施肥主要是在蔬菜生长的旺盛季节追肥用的，广泛用于大棚和露地蔬菜上。由于冲施肥的肥效来得快，一般冲后2～5天就可见效，反映在叶色和株高的变化明显，很符合一些急于求成的种植者心理，因此，冲施肥近年来发展很快，被广泛采用，除了蔬菜，其他经济作物也采用。冲施肥单次的养分量一定要规范。在高产蔬菜种植中，每次的纯氮用量应控制在2～4千克/亩，尤其是硝态氮素要控制在2～3千克/亩以下，有限次数的钾肥用量(氧化钾)一般在2～4千克/亩。否则，养分的浪费和损失大，降低利用率，又可造成水质污染。全生育期的冲施肥一般以两次为宜。
冲施肥的时期是在作物大量生长期。例如果菜类在盛果期、采摘瓜果后冲施；又如大白菜的包心期，在秋菜种植中，选择气温下降、土壤矿化作用下降、而蔬菜作物又是大量生长期为宜。灌水量控制。畦灌方式下防止大水漫灌，渠灌时，沟深与水量要相适宜，防止溶于水中的养分随水流失。
2.3.7 不合理的施肥方式
1、施肥浅或表施。肥料易挥发、流失或难以到达作物根部，不利于作物吸收，造成肥料利用率低。肥料应施于种子或植株侧下方16～26厘米的地方。
2、对叶(茎)菜过多施用氯肥。用氯化铵和氯化钾生产的复合肥称为双氯肥，含氯约30%，易烧苗，要及时浇水。盐碱地和对氯敏感的作物不能施用含氯肥料。对叶(茎)菜过多施用氯化钾等，不但造成蔬菜不鲜嫩、纤维多，而且使蔬菜味道变苦，口感差，效益低。尿基复合肥含氮高，缩二脲含氮也略高，易烧苗，要注意浇水和施肥深度。
3、施肥方法不当。由于施用方法不当，可能造成肥害，发生烧苗、植株萎蔫等现象。例如，一次性施用化肥过多或施肥后土壤水分不足，会造成土壤溶液浓度过高，作物根系吸水困难，导致植株萎蔫，甚至枯死。此外，土壤中铵态氮过多时，植物会吸收过多的氨，引起氨中毒。
4、过多使用某种营养元素。这样，不仅会对作物产生毒害，还会妨碍作物对营养元素的吸收，引起缺素症。例如，施氮过量会引起缺钙；硝态氮过多会引起缺钼失绿；钾过多会降低钙、镁、硼的有效性；磷过多会降低钙、锌、硼的有效性。
5、鲜人粪尿直接施用于蔬菜。未腐熟的畜禽粪便在腐烂过程中，会产生大量的硫化氢等有害气体，易使蔬菜种子缺氧窒息；并产生大量热量，易使蔬菜种子烧种或发生根腐病，不利于蔬菜种子萌芽生长。
2.4 施肥要讲平衡施肥
测土配方施肥是以土壤测试和肥料田间试验为基础，根据作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，在合理施用有机肥料的基础上，提出氮、磷、钾及中、微量元素等肥料的施用数量、施肥时期和施用方法。通俗地讲，就是在农业科技人员指导下科学施用配方肥。测土配方施肥技术的核心是调节和解决作物需肥与土壤供肥之间的矛盾。同时有针对性地补充作物所需的营养元素，作物缺什么元素就补充什么元素，需要多少补多少，实现各种养分平衡供应，满足作物的需要；达到提高肥料利用率和减少用量，提高作物产量，改善农产品品质，节省劳力，节支增收的目的。测土配方施肥技术包括“测土、配方、配肥、供应、施肥指导”五个核心环节、九项重点内容。
（1）田间试验。田间试验是获得各种作物最佳施肥量、施肥时期、施肥方法的根本途径，也是筛选、验证土壤养分测试技术、建立施肥指标体系的基本环节。通过田间试验，掌握各个施肥单元不同作物优化施肥量，基、追肥分配比例，施肥时期和施肥方法；摸清土壤养分校正系数、土壤供肥量、农作物需肥参数和肥料利用率等基本参数；构建作物施肥模型，为施肥分区和肥料配方提供依据。
（2）土壤测试。土壤测试是制定肥料配方的重要依据之一，随着我国种植业结构的不断调整，高产作物品种不断涌现，施肥结构和数量发生了很大的变化，土壤养分库也发生了明显改变。通过开展土壤氮、磷、钾及中、微量元素养分测试，了解土壤供肥能力状况。
（3）配方设计。肥料配方设计是测土配方施肥工作的核心。通过总结田间试验、土壤养分数据等，划分不同区域施肥分区；同时，根据气候、地貌、土壤、耕作制度等相似性和差异性，结合专家经验，提出不同作物的施肥配方。
（4）校正试验。为保证肥料配方的准确性，最大限度地减少配方肥料批量生产和大面积应用的风险，在每个施肥分区单元设置配方施肥、农户习惯施肥、空白施肥3个处理，以当地主要作物及其主栽品种为研究对象，对比配方施肥的增产效果，校验施肥参数，验证并完善肥料配方，改进测土配方施肥技术参数。
（5）配方加工。配方落实到农户田间是提高和普及测土配方施肥技术的最关键环节。目前不同地区有不同的模式，其中最主要的也是最具有市场前景的运作模式就是市场化运作、工厂化加工、网络化经营。这种模式适应我国农村农民科技素质低、土地经营规模小、技物分离的现状。
（6）示范推广。为促进测土配方施肥技术能够落实到田间，既要解决测土配方施肥技术市场化运作的难题，又要让广大农民亲眼看到实际效果，这是限制测土配方施肥技术推广的“瓶颈”。建立测土配方施肥示范区，为农民创建窗口，树立样板，全面展示测土配方施肥技术效果，是推广前要做的工作。推广“一袋子肥”模式，将测土配方施肥技术物化成产品，也有利于打破技术推广“最后一公里”的“坚冰”。
（7）宣传培训 。测土配方施肥技术宣传培训是提高农民科学施肥意识，普及技术的重要手段。农民是测土配方施肥技术的最终使用者，迫切需要向农民传授科学施肥方法和模式；同时还要加强对各级技术人员、肥料生产企业、肥料经销商的系统培训，逐步建立技术人员和肥料商持证上岗制度。
（8）效果评价。农民是测土配方施肥技术的最终执行者和落实者，也是最终受益者。检验测土配方施肥的实际效果，及时获得农民的反馈信息，不断完善管理体系、技术体系和服务体系。同时，为科学地评价测土配方施肥的实际效果，必须对一定的区域进行动态调查。
（9）技术创新。技术创新是保证测土配方施肥工作长效性的科技支撑。重点开展田间试验方法、土壤养分测试技术、肥料配制方法、数据处理方法等方面的创新研究工作，不断提升测土配方施肥技术水平。
