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采用新技术开发肥料新品种提高化肥利用率
作者/来源：孙先良(上海化工研究院，上海200062)日期：2002-07-16点击率：135

1提高化肥利用率的必要性
当今，国内外正掀起一场以提高化肥利用率为主要内容，可持续农业发展战略的绿色文明运动。农业要发展，环境要改善，人类要生存和发展已成为全人类普遍关注的重大问题。
为了寻求新的发展途径，1988年美国开始建立“低投入持续农业”研究计划。此外，农业部农业研究局每年用1100万美元支持“持续农业”的直接研究，花费8300万美元用于相关技术，如害虫综合防治，减少污染和水土流失，废弃物合理利用，施用有机肥等研究。“可持续性”的实际效果，每年耕地水土总流失量减少655Mt。农药和化肥总施用量也分别减少27.7kt／a和2.5Mt／a。由于采取这些措施，使美国农业施肥水平较低，但美国的玉米、大米等谷物平均单产比世界平均值高一倍。化肥利用率平均为50％～60％，是世界上化肥利用率达到较高水平的国家之一。
据报道，我国每年因水土流失，冲走土壤5Gt，相当于全国耕地每年被冲失1cm厚的肥土层，损失NPK肥料达40Mt以上，形成了养分流失和施肥增多的恶性循环。为此，我国也开展了提高化肥利用率和持续农业发展的工作。计划到2010年，我国化肥利用率提高10个百分点，即由目前的30％～35％提高到40％～45％。仅此一项，每年可节省化肥达20Mt以上。如果采用新技术和科学管理等措施，效益还要可观。
因此，开发新型化肥和技术，提高化肥利用率，持续农业发展，保护环境，已成为农业、农林、水利、化肥等行业一项必须长期坚持的战略任务。
2提高化肥利用率的科学理论和依据
2.1养分归还学说
植物从土壤中吸收养分，成为农产品，只有一部分养分能循环返回土壤。为了达到物料平衡，维持和恢复土壤肥力，必须以施肥方式将养分归还或补偿给土壤。此定律即为德国农化学家李比希的矿物质营养理论和养分归还学说。
该学说有四个要点：①一切植物的原始营养只能是矿物质，而不是其他物质，因此，化肥是最适宜的矿物质营养来源；②由于植物不断从土壤中吸收养分，土壤中养分会越来越少；③采用轮作和倒茬不能彻底避免土壤养分的匮乏和枯竭；④要使土壤养分恢复原有水平，必须施肥才能保持土壤养分平衡和提供作物营养。
2.2养分最小定律
作物产量受到土壤中最小养分(不是绝对量，而是缺乏哪种养分)的抑制。植物一般需16种营养元素，这些元素缺一不可，且不可互相代替。
该定律有三个特点：①作物产量高低受缺少的那个营养元素的限制；②最小养分不是固定不变的，而是随土壤、作物、气候、温度等多种因素变化而变化；③如果不针对性地补充最小养分，即使其他养分增加得再多，也难以提高作物产量，只能造成肥料的流失，甚至污染环境。这就是为什么通用型复混肥不能随意施用的原因。开发新型化肥一定要有针对性、专用性，这是提高化肥利用率的重要依据之一。
2.3报酬递减定律
该定律早在18世纪后期，由欧洲经济学家杜尔哥和安德森同时提出。此定律反映了在技术条件不变的情况下，投入与产出的关系。长期以来，作为一个经济法则广泛应用于工业、农业和牧业等领域。20世纪初德国著名科学家米采利通过施肥与作物产量之间的关系得出如下结论：多种条件相对稳定时，在科学施肥范围内，随着施肥递增，农业增产作渐次增加，呈现一条抛物线的趋势。当增加单位施肥量(△X)时，作物增产值(△Y)呈递减趋势，开始是正值，当产量达到最大值时，△Y等于零，此时为施肥极限。若再增加施肥量，△Y出现负值，产量下降，而且造成肥料浪费，甚至污染环境。根据这个理论，一些西方国家提出了最高施肥量的限制政策，防止过量施肥，造成环境污染。
从施肥经济效益来看，施肥后增加农产品所获得的价值与购买化肥开销的比值：

是决定经济效益的重要指标。VCR值随农产品和化肥价格、品种等的不同而变化。一般认为，VCR>2.0才有施肥价值。这是施用化肥的经济效益原则。开发新型化肥、专用肥也应当坚持这个原则，才能使作物增产增收。
2.4因子综合作用定律
作物增产是由许多因子综合作用的结果。农作物在一定施肥量下，利用多种因子之间的交互作用，提高肥料的增产效果。这不仅是因为营养元素种类、浓度适合于不同土壤和作物，而且营养元素之间有交互作用。如单施尿素，氮素利用率仅为16.3％，而将尿素与磷铵配合使用，可使氮素利用率提高到39.6％。
施肥与灌溉、作物品种、耕作制度等综合因子有关，不能充分发挥综合因子对施肥的交互效应，也是化肥利用率低的原因之一。例如滴灌与施氮相结合，可使氮素利用率高达80％～90％。这就是肥水交互作用的结果，它既可提高化肥利用率，又可节省水资源，此技术应大力推广。这也是液体肥料利用率高的原因之一。近年来，美国大力发展液体复合肥料(约占总量40％以上)的原因也在于此。
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