黄土区氮磷钾化肥肥效研究进展彭琳（中国科学院水土保持研究所，水利部水土保持研究所·陕西杨 陵·７１２１００）黄土区氮磷钾化肥肥效研究开始于本世纪３０年代，据史进元调查，１９３３ ～１９３５年英国博内门肥料公司干事屠启澎将化肥引入黄土区，化肥研究至今６３年中，经历了 三起二落，三起是：１９３３～１９４１年、１９５３～１９６５年与１９７９～１９９５“年， 二落是：１９４２～１９５２年与１９６６～１９７８年。现分三个时期进行论述。１建国前至建 国初期氮磷钾化肥肥效研究进展——肯定氮肥肥效建国前至建国初期１９３３～１９５２年为氮磷 钾化肥肥效研究第五时期。其前期１９３３～１９４１年为化肥研究发展期，当时正值黄土区特别 是关中地区遭受严重旱灾之后，当地政府和人民十分重视发展农业生产，大力发展水利，引进化肥 ，创办农业学校。１９３５～１９４６年何文实屠启海在陕西省任惠灌区连续进行了１０年１５季 棉作物施肥试验。１９３６年西北农林专科学校农艺组农场进行了棉花、小麦氮磷钾三要素试验与 棉花氮磷配合方式与施用量试验以及小麦硫酸按施用量及施用时期试验。该校管超于同年在蔬菜园 艺场还进行了茄子肥料三要素试验。１９３６～１９４０年前农林部中央农业实验所组织进行了第 一次全国性化肥肥效试验，在全国１４个省６８个地点的小麦、棉花、玉米、谷子、水稻、油菜等 作物上进行了１５６个试验，其中：在黄土区山西省的太谷、寿阳２县进行小麦、棉花、谷子化肥 试验７个，在陕西省的武功、径阳、三原、华县等４县进行小麦、棉花、谷子、玉米化肥试验１６ 个，共计在黄土区６县进行化肥试验２３个，试验结果表明，施用氮肥增产显著和极显著试验１６ 个，则氮肥需要度为６９．５７％，施用磷肥增产和减产极显著各１个，余皆不显著，施用钾肥增 产或减产各只ｌ～４ｋｇ，差异均未达到显著标准。１９４１年张乃凤在全国化肥试验总结《地力 之测定》一文中认为黄土区土壤“氮素养分相当缺乏，磷素与钾素养分相当丰富。”还认为“玉米 、小米（谷子）需要氮肥较棉花和小麦为多。”在黄土区进行的试验结果与此结论相符，小麦肥料 试验９个，施氮增产极显著６个，则小麦对氮肥的需要度为６６．６７％，棉花肥料试验８个，施 氮增产极显著４个，则需要度为５０．００％，谷子、玉米对氮肥的需要度均达到１００％。张乃 风在《地力之测定》一文中对黄土区土壤养分的论述，在当时及其以后相当长时间内对黄土区化肥 肥效研究与施用起着重要作用。稍后，李国帧（１９４８）在《陕西小麦｝）一书中也得出相同论 断，他根据金陵大学径阳西北农事试验场（灌溉区）及陕西省农业改进所大荔农场（旱地）进行的 化肥不同用量试验结果指出：“本省土壤栽培小麦以氮肥最缺乏，磷肥次之，钾肥不感缺乏，施用 磷肥适可而止，氮肥在旱地亦不宜施用过多，免致得不偿失，钾肥可不必施用”。在该试验中，灌 区亩施ＮＺ～４ｋｇ，亩产小麦１２０．０～１４８．ｓｋｇ，较对照１１０．ｏｋｇ增产９．０ ９％～３５．０％，旱地分别为８１．１６～８３·６６ｋｇ、７１·６７ｋｇ，增产１３．２４ ％～１６．７３％。１９３９年前农林部中央农业实验所与陕西省合作，在径阳进行的肥料试验结 果表明，亩施Ｎ２～４ｋｇ可增产棉花ＺＩ．０～４４．Ｉｋｇ，则每公斤Ｎ增产棉花１０．５～ １１．ｏｋｇ，武功试验每公斤Ｎ只增产棉花６．９０ｋｇ。因此认为“灌溉与氮肥间有显著之反 连应，以施用氮而不灌溉之产量最佳。”对磷肥肥效则认为“施磷与不施磷无显著之差别，可见武 功土壤中磷质并不缺乏，此点与以往实验结果至为符合。”由于当时研究者一致认为黄土区土壤“ 氮素养分相当缺乏，”最需氮肥，因而前农林部中央农业实验所对“我国各省氮磷化学肥料需要量 之估计”中，对黄土区的山西、陕西２省估计了氮肥需要量，未估计磷肥与钾肥的需要量。１９４ ６年径阳开始购进化肥，１９４７年任阳、三原、高陵在主要棉花产区大田施用硝酸铰化肥７９９ ８３ｋｇ（合７９．９８ｔ）。当时有些试验结果证明磷肥与钾肥肥效明显，但未受到研究者重视 ，例如，径阳灌区与大荔旱地的小麦肥料试验，施磷处理较对照增产１２．１３％～１５．２２％ ，平均为１３．９３％，每公斤Ｐ。Ｏ。增产小麦２．７４～７．５０ｋｇ，平均为４．３５ｋｇ 。与施用氮肥肥效相近，施氮处理较对照平均增产１６．１３％，每公斤Ｎ增产小麦５．０２ｋｇ 。还有茄子三要素肥料试验的钾肥效果也十分显著，施钾处理的茄子果实重量较不施钾处理高３２ ．８０％～３６．１３％，单施钾肥较无肥对照增产３３．４４％，较施氮处理增产１６．２８％ 。作者在结论中指出，“钾质肥料为茄子最感需要之肥料，用之能使株体强壮，果数增加，果实肥 大。氮质肥料对于茄子占三要素中之次要地位，对于株之发育较为重要。”可惜这些重要结论未能 受到当时及其后的一些研究者重视，以致磷肥特别是钾肥研究长期停滞不前，从而阻碍了这两种肥 料在农业生产中广泛应用。这一时期氮磷钾化肥研究的主要成就是肯定了氮肥在黄土区施用的效果 ，指出黄土区土壤普遍缺氮，急需补充氮肥。有些地区农田开始施用氮素化肥。但广大农村仍施用 农家肥而未用化肥。此期的后期（１９４１～１９５２年）为氮磷钾化肥肥效研究停滞期，由于战 争连绵不断，社会动荡不安，以致黄土区化肥肥效研究日渐减少，发展停滞。２建国初期至全国科 学大会氮磷钾化肥肥效研究进展——肯定磷肥肥效建国初期至全国科学大会（１９５３～１９７８ 年）为氮磷钾化肥肥效研究第２时期，此期前１３年（１９５３～１９６５年）为研究发展期，后 １２年（１９６６～１９７８年）为研究停滞期。针对以往关于黄土区磷肥肥效试验结果以及对土 壤磷素的论述，从１９５３年开始，黄土区各地广泛开展了磷肥肥效试验研究。但试验结果“非常 混乱”，除少数试验施用磷肥增产外，大多数不增产，甚至减产，使磷肥研究陷入困境；在此期间 ，笔者与彭祥林在中国科学院土壤研究所黄土试验站进行了以研究磷肥肥效为主的化肥田间试验， 设计５４个处理，共２１６个小区。１９５３年开始，１９５８年中止，持续进行了５年定位试验 。根据５年田间试验结果与土壤植物分析资料，对黄土区土壤肥效作了肯定结论。在本试验中，小 麦施用磷肥的增产率每年均随用量增加而增加，而且施用年限愈长，增产率亦愈大。经济效益也很 明显，每亩施Ｐ。Ｏ。ｌ、２、４、ｓｋｇ，平均增产小麦３３．９３ｋｇ、５２．１４ｋｇ、７ ５．５０ｋｇ、９０．３１ｋｇ，则每公斤Ｐ。Ｏ。可增产小麦３３．９３ｋｇ、２６．０７ｋｇ 、１８．８８ｋｇ、１１．２９ｋｇ。因而明确指出：在黄土区土壤上“施用过磷酸钙是有效的， 而且是必要的。”还针对当时为防止过磷酸钙被“石灰团结”而作成粒状施用的作法明确指出，“ 作为提高磷肥利用率而把过磷酸钙作成粒状施用是没有必要的。”这与谢建昌用首精及鸡脚草为供 试植物来研究黄土性土壤对磷及钾的供应力所得的结论相一致，他认为，“在黄土性土壤中，磷肥 以粒状施入是不必要的，甚至是不适宜的”。这些研究结果和结论为磷肥推广应用提供了科学依据 ，也促进了磷肥研究工作深入开展。此后，磷肥研究十分活跃，对磷肥的施用条件与施用方法进行 广泛研究。２．１土壤供磷能力与作物需肥特性黎耀辉（１９６３、１９６５）研究表明，在黄土 区土壤上采用Ｏｌｓｅｎ法测定有效磷、硝化力法测定有效氮能较好地反映土壤氮磷供应状况，并 提出有效磷含量和有效氮的比值作为合理施用磷肥的指标，土壤有效磷（Ｐｚｏｓ）含量小于１０ ｍｇ／ｋｇ，施用磷肥有稳定效果，１０～２０ｍｇ／ｋｇ效果不稳定，大于２０ｍｇ／ｋｇ则施 用磷肥难于生效。如将土壤有效氮的影响考虑进去，则为Ｎ／Ｐ比值大于３，施用磷肥有稳定增产 效果，小于１则难于生效，ｌ～３效果不稳定。陶勤南（１９６３）提出植株体内ＣａＯ／Ｐ。Ｏ 。比值大于２、Ｎ／ＰＺＯ。比值大于３可作为“喜磷作物”的指标，这类作物在缺磷土壤上施用 磷肥效果较高，而且肥效稳定。大部分豆科作物以及油菜、养麦均为“喜磷作物”。２．２不同形 态磷肥肥效及磷肥与氮肥有机肥配合施用效果黎耀辉（１９６３ｂ）研究结果表明，磷酸一钙形态 磷肥（过磷酸钙等）肥效最高，磷酸二钙形态磷肥（如沉淀磷酸钙）的肥效与过磷酸钙相近或稍差 （相当于过磷酸钙肥效的８０％），磷酸三钙形态磷肥（如磷灰土粉等）在石灰性土壤施用不显肥 效。热制磷肥中的钙镁磷肥与沉淀磷酸钙的肥效相近（相当于过磷酸钙肥效的７８％），热制磷肥 的碱熔磷肥在玉米上施用相当于过磷酸钙肥效的９４％，热制磷肥中的脱氟磷肥在小麦上施用相当 于过磷酸钙肥效的ｓｌ％。并认为所有热制磷肥的成本均较低，又可不消耗硫酸，在本区土壤上有 应用前途。磷肥与氮肥或有机肥配合施用，并非均能提高磷肥肥效，从当时各地田间试验资料分析 ，连应多不明显。只有在氮磷具缺土壤上，磷肥与氮肥配施方可提高磷肥肥效，并有连应效果。例 如，陕西省土壤肥料研究所于１９６２年在该院农场进行小麦化肥试验结果表明，单施氮肥处理小 麦亩产１０５．７５ｋｇ，较对照６２．６５ｋｇ增产４３．１０ｋｇ，单施磷肥６８．２５ｋｇ ，较对照增产５．６０ｋｇ，磷肥与氮肥配施为１３３．２５ｋｇ，较对照增产７０．６０ｋｇ， 较氮磷单施增产之和（４８，７０ｋｇ）还高ＺＩ．ｇｋｇ，即４５．６３％，磷肥与有机肥配施 交互效应不明显。当时还认为给豆科作物和绿肥施用磷肥，增进豆科作物和绿肥对氮的吸收，用作 绿肥或进行轮作，从而达到“以磷增氮”之目的。陶勤南认为“以磷增氮是一项合理利用磷肥的有 效措施，不仅给磷肥的应用提出了新的途径，也对开辟氮源有一定作用”。２．３磷肥施用与环境条件陕西省土壤肥料研究所田间试验结果表明，磷肥肥效与离村距离成正比，在村边地施磷无效，小麦产量为对照９９．ｌ％，距村２００ｍ施磷增产８．９４％，与氮配施，较对照增产１．１３倍，较单施磷肥也增产将近１倍，彭祥林等研究结果表明，距村远的土壤全磷与有效磷含量均低于
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