一、化肥施用的基本知识

（一）高效施肥原理
1．作物生长需要哪些养料？
  农谚说：“一粒入土，万粒归仓”。那么，作物是吃什么养料长大的呢？人们通过反复研究发现，有17种元素是作物生长所必需的。其中，碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)等9种元素需要量大，可占植株干重的千分之几到百分之几，称为大量元素；铁(Fe)、硼(B)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、氯(Cl)、镍(Ni)等8种元素需要量少，只占植物干重的千分之几到十万分之几，称为微量元素。这些必需营养元素，虽然在植株体内的含量有多有少，但各有其独特作用，彼此不能替代。
    那么，作物生长发育过程中所需的养分从何而来呢？研究表明，作物需要的氢、氧主要来自水(H20)，碳则来自空气中的二氧化碳(CO2)。氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、锌、铜、铝、氯、镍等元素一般可由土壤供给。然而，作物对氮、磷、钾需要量大，而土壤的供应量往往不能满足需要，通常要增施氮、磷、钾肥。所以，人们把氮、磷、钾称为“肥料三要素”。钙、镁、硫虽然也属于大量元素，但这三种元素在土壤中含量较多，一般也能满足作物生长需要。当然，在缺少时也需施用。至于微量元素，由于作物对它们的需要量少，一般土壤中的含量已能满足要求。不过，随着作物高产、优质品种的种植和氮、磷、钾肥料用量的增加，作物微量元素缺素症也日益增多，如缺硼引起棉花“蕾而不花，花而不铃”、油菜“花而不实”、萝卜“黑心病”、芹菜“茎裂病”、苹果“缩果病”、柑橘“石头果”、油橄榄“多头病”、菊花“扫帚病”、唐菖蒲“叶焦病”等；缺铁引起玉米新叶失绿发白、梨树枝尖叶片脉间失绿出现“顶枯”、桃树“白叶病”、苹果新梢顶端叶片黄白化，出现“梢枯”，栀子花、杜鹃幼叶失绿黄化等；缺锌引起水稻“倒缩病”、菠菜“黄化病”、苹果“小叶病”、柑橘“绿肋黄化病”等；缺铜引起小麦叶尖干卷及穗不实、花椰菜“开裂病”等；缺锰引起小麦“褐线黄萎病”，美洲山核桃叶片形成“鼠耳”等；缺钼引起花椰菜“鞭尾病”、柑橘下端叶片形成杯状或筒状等。因此，要对症下药，补施相应的微量元素肥料，才能保证作物的正常生长。现将作物所需养分来源归纳在图1中。
2．作物必需的营养元素有哪些主要生理作用？
作物所含的必需营养元素，在作物体内的含量差异十分悬殊，相差可达数倍、数百倍、乃至几十万倍。但是，尽管数量有多有少，但它们各自都有其特殊作用，彼此间都是同等重要的，不能互相代替。现将作物必需的17种营养元素的主要生理作用列于表1中，供施肥时参考。 
          
       图1作物养分来源示意图
                
               表1  作物必需营养元素的主要生理作用
营养元素                     主  要  生  理  作  用
碳、氢、氧（C、H、O）    作物在光能的参与下进行光合作用时，用碳、氢、氧制造碳水化合物 — 糖类。糖进一步形成淀粉、纤维、蛋白质、脂肪等重要化合物。氧和氢在作物体内生物氧化还原过程中也起着重要的作用
氮(N)      氮是构成蛋白质的主要元素，而蛋白质又是细胞原生质组成中的基本物质。氮也是叶绿素、酶（生物催化剂）以及核酸、维生素、生物碱等的主要成分  
磷(P)      磷是核酸及核苷酸的组分，是组成原生质和细胞核的主要成分。核苷酸及其衍生物是作物体内有机物质转变与能量转变的参与者。作物体内很多磷酯类化合物（磷的一种贮藏形态）和许多酶分子中都含有磷，它对作物的代谢过程有重要的影响  
钾(K)      钾能促进光合作用以及多种酶类的活化剂，有利于碳水化合物、脂肪和蛋白质的合成，因而能改善品质
钙(Ca)      钙对作物体内碳水化合物和含氮物质代谢作用有一定的影响，并能消除一些离子（如铵、氢、铝、钠）对作物的毒害作用。钙主要是呈果胶酸钙的形态存在于细胞壁的中层，能增强作物对病虫害的抵抗力  
镁( Mg)      镁是叶绿素和植酸盐（磷酸的贮藏形态）的成分，能促进磷酸酶和葡萄塘转化酶的活性，有利于单糖的转化，因而在碳水化合物代谢过程中起着很重要的作用  
硫(S)      硫是组成氨基酸、蛋白质、维生素和酶的成分。硫还参与叶绿素形成和体内的氧化还原作用
铁(Fe)      铁是叶绿素形成不可缺少的条件，直接或间接地参与叶绿体蛋白质的形成。作物体内许多呼吸酶都含有铁，能促进作物呼吸，加速生理的氧化  
硼(B)      硼参与分生组织的分化、花器官的发育和种子的形成
锰( Mn)      锰是酶的活化剂，与作物的光合、呼吸及硝酸还原作用有密切的关系
铜(Cu)      铜是作物体内各种氧化酶活化基的核心元素，在催化作物体内氧化还原反应方面起着重要作用。铜能增进叶绿体的稳定性。含铜酶与蛋白质的合成有关  
锌(Zn)      锌是作物体内碳酸酐酶的成分，能促进碳酸分解过程，与作物光合、呼吸以及碳水化合物的合成、运转等过程有关。作物体内生长素的形成也与锌有关
钼(Mo)      钼是作物体内硝酸还原酶的成分，参与硝态氮的还原过程。钼还能提高根瘤固氮菌的固氮能力
氯(Cl)      氯参与光合作用，调节细胞的渗透压，并能增强作物对某些病害的抗性等
镍(Ni)      镍是脲酶、氢化酶及苹果酸脱氢酶等的组分或活化剂，与作物氮代谢、呼吸作用及硝酸还原有密切关系；镍为DNA和RNA生理功能正常发挥所必需；镍还能促进种子萌发和延缓衰老   
 
 3．作物根部能吸收肥料吗？怎样提高根部吸肥效果？
    作物根部吸收养分主要依靠其庞大的根系，如一株成熟水稻的根部，就有200～300条根，多的有600～700条，每条根上都有许多支根，支根的尖端又有根毛，用以扩大根系对水分和养分的吸收面积。作物从幼苗开始，根系就具有吸收水分和养分的能力。要想使作物多吸收养分，就应促使根系生长好，否则土壤中养分再丰富也“吃”不进去。在生产中，人们采取耕翻土壤、中耕松土、增施肥料、合理排灌等措施，就是要让作物形成庞大的根系和健壮的植株，使庄稼“吃饱、喝足、住得舒服”，从而达到多开花、多结实、多增产的目的。
4．叶面施肥有何优点？它能代替土壤施肥吗？
    叶面施肥可使养分从叶中进入体内，参与作物的新陈代谢与有机物的合成。它和土壤施肥比较具有以下五个优点：①吸收快。用尿素喷施苹果、菠萝叶片，1～4小时后可吸收50%;用尿素喷施黄瓜、蚕豆、番茄、香蕉的叶片，l～6小时后也可吸收50%。而土施尿素一般需3～5天才能见效；②肥料利用率高。据研究，叶面喷施硼肥的利用率约为作基肥的8倍左右；③可避免磷、铁、锌等肥料在土壤中的固定；④当作物根系受到环境胁迫（如盐害、水害、干旱等），或作物某一时期有特殊营养要求时，能及时补充养分；⑤可改善农产品品质。
    尽管根外追肥有许多优点，但受到适宜浓度范围较低，花费劳动力较多等因素的限制，当作物需肥量大时，还得靠土壤施肥来供给，才能满足作物整个生育期对养分的要求。所以，根外施肥只能是一种辅助的施肥措施。
5. 怎样提高叶面施肥的效果？
叶面施肥效果与喷施作物种类、喷施部位、喷施浓度、喷施时间等因素有关。①喷施怍物种类。棉花、烟草、桑树、马铃薯、蚕豆、番茄等双子叶植物的叶面积大，角质层薄，溶液中的养分容易被吸收，常有较好的效果；水稻、大麦、小麦、韭菜等单子叶植物的叶面积小，溶液中的养分较难被吸收，其喷施效果则相对较低；②喷施部位。应喷在新陈代谢旺盛的幼叶及功能叶片上。由于叶片背面气孔比正面多（表2），溶液易被吸收，所以应多喷些；③喷施浓度。不同肥料种类，其喷施浓度各异。尿素为0.5%～1%，硝酸钾为0.5%～1%，磷酸二氢钾为0.2%～0. 5%，硫酸钾为0.5%～2%，微量元素通常在0.1%～0.2%左右；④喷施时间。叶片对养分吸收取决于肥料在叶片上的停留时间。中午温度较高，溶液中水分容易蒸发，不利于对养分吸收；露水未干时，也不宜施用。通常以下午3点后喷施为宜。在溶液中加入0.1%～0.2%洗涤剂，可减少溶液表面张力，增加溶液在叶片上的滞留时间，从而增加养分吸收量。
       表2 几种果树、蔬菜作物叶片上的气孔分布
种    类    平均气孔数目（个／厘米2）
    上 表 皮    下 表 皮
苹果    0    29400
胡桃    0    46000
樱桃    0    24900
桃    0    22500
番茄    1200    13000
 
6．哪些肥料不能用作根外追肥？
    根外追肥具有见效快、用肥省等优点，被农户普遍采用。然而，并不是所有化肥都适用于叶面喷施的。不能作叶面喷施的化肥有：①不溶于水的化肥，如钙镁磷肥、氧化锌、锰矿渣等；②具有挥发性氨的化肥，如氨水、碳酸氢铵以及磷酸二铵等；③含有毒物质的化肥，如石灰氮、含三氯乙醛的磷肥等。此外，对氯敏感的作物不要用含氯化肥作根外追肥，以免引起氯的危害。
7．什么是营养临界期和营养最大效应期？它们与施肥有何关系？  
  作物营养临界期是指营养元素缺少或营养元素之间比例不平衡，对植物生长发育起着显著不良影响的那段时期。作物营养临界期对养分需要量并不大，但要求很迫切。如果缺乏此种营养元素，就会明显抑制作物正常的生长。一般认为，作物磷素营养临界期多在幼苗期，棉花在二、三叶期，玉米在三叶期，小麦在分蘖初期；氮的营养临界期，水稻在三叶期，棉花在现蕾期，小麦、玉米在分蘖期；钾的营养临界期，水稻在分蘖期。
  作物营养最大效应期，是指作物需要养分最多，且施肥能获得最大效应的时期。如水稻氮肥最大效应期在幼穗分化期，玉米在喇叭口至抽雄初期，大、小麦在拔节至抽穗期，大豆、油菜在开花期，棉花在花铃期。所以必须施足基肥，并在此时期到来之前，追施相应的肥料，以满足作物对养分的需求。
    总之，营养临界期和最大效应期均是施肥的关键时期，必须保证养分供应，才能提高作物产量和改善品质。
8．土壤保肥性和供肥性与施肥有什么关系？
    土壤的保肥性是指土壤对养分的吸附和保蓄能力。土壤的供肥性是指土壤释放和供给作物养分的能力。一种好的土壤应该是保肥与供肥协调，能随时满足作物对养分的需求。土壤质地较黏重、有机质较多的土壤，保肥性能好，施入的肥料不易流失，但供肥慢，施肥后见效也慢；砂性土壤、有机质含量低的土壤，施入的硫酸铵、尿素、氯化钾等速效性肥料易随雨水和灌溉水流失，虽然供肥性好，但无后劲，结果“发小苗、不发老苗”，作物产量也较低。因此，保肥、供肥能力不同的土壤，施肥上应有区别。保肥力差的砂性土壤和有机肥含量少的土壤，除基肥中多施有机肥料外，施用化肥要“少量多次”，以免一次用量过多引起“烧苗”和养分流失，并防止后期脱肥引起的早衰；对保肥性能较好的黏性土壤，或有机质多的土壤，因保肥性好，化肥一次用量多一些，也不致造成“烧苗”或养分流失，但这种土壤“发老苗，不发小苗”，在作物生长前期，应施种肥或早期追肥，以促进早发，生长中、后期应控制氮肥用量，以免引起作物贪青或疯长，造成减产。
9．土壤酸碱度是怎样划分的？它与作物生长和土壤养分有何关系？
   土壤酸碱度用pH表示。通常按土壤酸碱度的强弱，划分为以下几个等级（表3）。
                   表3 土壤pH和酸碱度反应的分级
PH    土壤酸碱度
<5. 0    强酸性
5. 0～6. 5    酸性
6. 5～7. 5    中性
7. 5～8. 5    碱性
>8. 5    强碱性
 我国北方多为石灰性土壤，一般pH在7～8.5，南方土壤大多数pH在5.5～7.0。pH在6～8的范围，许多作物都能很好生长，现将作物要求的适宜的酸碱度归纳在表4中。当把喜酸的柑橘、马铃薯种在盐土或石灰性土壤上，常会出现缺铁黄化症；把对酸反应敏感的大麦种在酸性红壤上，常会发生酸害。因此，种植作物时应考虑土壤酸碱度。
    土壤的酸碱度还直接影响土壤中养分溶解、沉淀及微生物的活动，从而影响到土壤养分的有效化。土壤中氮素以pH6～8有效性较高。土壤中的磷在pH5.5～6.5有效性较高，当土壤pH大于7.0或低于5.5时，磷就会和土壤中钙、铁或铝离子结合，形成磷酸钙或磷酸铁、铝沉淀，使磷的有效性降低。钾含量在pH6以上时增高。钙、铜、锌、铁等在碱性条件下有效性下降。土壤中锰、锌、铜在pH小于6时有效性高；反之则低。土壤pH小于7时，钼的有效性低；反之则高。硼在pH4. 7～6.7时，有效性最高。可见，土壤养分的有效性受到土壤酸碱度的左右。因此，改造过酸、过碱的土壤，可提高土壤养分的有效性和施肥的效果。
                 表4  常见作物要求的适宜土壤酸碱度
名称（农作物）    PH    名称（果树类）    PH    名称（蔬菜类）    PH
水稻    6.0～7.5    苹果    5.4～6.8    马铃薯    5.0～6.0
小麦    6.0～7.5    梨    5.6～7.2    西瓜    5.0～6.8
大麦    6.5～7.8    桃    5.2～6.8    生姜    5.0～7.0
玉米    6.0～7.5    葡萄    5.8～7.5    大蒜    5.5～6.5
谷子    6.0～7.0    板栗    5.6～6.5    韭菜    5.5～6.5
荞麦    5.0～7.5    枣    5.2～8.0    百合    5.5～6.5
甘薯    5.0～6.0    柑橘    5.5～6.5    花椰菜    5.5～6.8
棉花    6.0～8.0    橙    6.0～7.0    番茄    5.5～6.8
亚麻    6.0～7.0    柿    5.0～6.8    茄子    5.5～6.8
油菜    6.0～7.5    无花果    7.2～7.5    黄瓜    5.5～6.8
花生    5.5～7.0    樱桃    6.5～7.5    南瓜    5.5～6.8
芝麻    6.0～7.0    山楂    6.0～7.5    甘蓝    5.5～6.8
大豆    6.5～7.0    杨梅    4.0～5.0    甜椒    5.5～6.8
蚕豆    6.0～8.0    杏    6.8～7.9    胡萝卜    5.5～6.8
向日葵    6.0～7.5    菠萝    4.5～5.5    芋艿    5.5～7.0
甜菜    7.0～8.0    香蕉    6.0～6.5    草莓    5.8～6.5
甘蔗    6.0～7.5    油梨    6.0～7.0    莴苣    6.0左右
烟草    5.5～7.0    芒果    5.5～7.5    洋葱    6.0～6.8
茶    5.0～5.5    椰子    7.0左右    豌豆    6.0～6.8
桑    6.0～7.5    荔枝    6.0～7.5    菠菜    6.0～6.8
          核桃    6.5～7.5    大白菜    6.0～6.8
          龙眼    5.4～6.5    甜瓜    6.0～6.8
          香榧    5.0～6.5    毛豆    6.0～6.8
          橄榄    4.5～5.0    芹菜    6.0～7.5
          猕猴桃    4.9～6.7    豇豆    6.2～7.0
          枇杷    6.6～7.0    菜豆    6.2～7.0
          银杏    6.5～7.5    芦笋    6.5～7.0
          腰果    6.0～7.5    黄花菜    6.5～7.5
                    大葱    7.0左右
10. 盐碱土施肥应注意哪些问题？
  盐碱土是盐土和碱土的总称。盐土是含氯化物或硫酸盐较高的盐渍化土壤，其土壤pH不一定高；碱土是含碳酸盐或重碳酸盐的土壤，pH较高，呈碱性。盐碱土的共同特点是有机质含量低，理化性状差，对作物生长的有害离子多，作物苗期不发，甚至死苗。
    盐碱土施肥应掌握：①以有机肥为主，化肥用量不宜过多，且需少量多次施用，以避免加重土壤次生盐渍化；②盐碱地含钾高，含磷低，应增施磷肥，适量施用氮肥，可少施或不施钾肥；③施用化肥时应注意灌溉，这样可降低土壤溶液浓度；④由于盐碱土不易发苗，施用种肥要和种子保持一定距离（约5～8厘米），以免影响发芽。
11. 天气条件与施肥有什么关系？怎样根据天气状况对施肥进行预报？
    作物生长情况及施肥效果与天气条件有密切关系。光照影响作物的光合作用，而光合作物的产物——糖，是供给根系呼吸作用的能源，能源不足会影响根系对养分的吸收。所以，在光照不足的条件下，氮、磷、钾、钙、镁、锌、锰等元素的吸收量明显减少。温度既影响肥料在土壤中的转化，又影响作物根系对养分的吸收，如山区水稻常用温度低的水灌溉，容易发生稻瘟病，就是因为低温影响了水稻对硅和钾的吸收所致。水分一方面可加快肥料溶解，促进作物对养分的吸收；另一方面，如水分过多，不仅土壤通气性差，不利作物对养分的吸收，而且还会造成养分的流失，所以在雨天不宜施肥，在晴天施肥也要根据土壤干湿情况决定施肥浓度，如土湿，肥料可用得浓一些；土干，则肥料应稀释后施用。
    人们在长期生产实践中，总结出根据天气状况对作物可能引起的缺素症进行施肥预报。如早春低温年份，水稻容易发生缺磷、缺锌，应注意磷肥或锌肥的使用；在光照不足的条件下，应增施钾肥，可提高作物对光能的利用；在干旱年份，油菜容易出现缺硼，蔬菜（大白菜、萝卜等）容易产生缺钙，应注意硼肥和钙肥的使用；在多雨季节，容易引起土壤中有效铁的淋失，果树常会出现缺铁症。
12. 什么叫肥料利用率？不同种类肥料的一般利用率是多少？
    肥料利用率是指当季作物，从所施肥料中吸收的某一养分占肥料中该养分总量的百分数。在目前的栽培管理水平下，作物对化肥利用率的变动范围是：氮肥为30%～60%，磷肥为10%～25%，钾肥为40%～70%。有机肥的氮素利用率较低，一般腐熟程度较好的厩肥或绿肥约为30%左右，堆肥为20%，泥土肥则不到10%，而有机肥中磷、钾养分的利用率较氮素利用率要高些。可见，肥料利用率是不高的。因此，讲究科学的施肥方法，看天、看地、看作物进行合理施用，是提高肥料效果，降低农业成本的关键措施之一。
13. 怎样提高以肥防病的效果？
    合理施肥不仅能促进作物生长，还能减少病害的发生。如小麦在拔节和抽穗期，分别喷施1%和3%的过磷酸钙溶液，可提高对条锈病的抗性，使病害减轻；增施钾肥可以提高水稻对稻瘟病、稻纹枯病、棉花枯萎病、马铃薯晚疫病、番茄斑枯病等的抗性；铜肥能提高番茄对叶霉病、甜菜对褐斑病的抗性等。
    肥料之所以能够防病，增强作物抗病性，其原因有五个方面。①直接杀伤病原菌。如石灰氮及其转化的中间物质对病菌有特殊毒性；锌有直接毒害病原体的能力，对病毒有固定作用，阻碍病原体向上移动；铜、锰对病原菌也有毒性；②增强寄主作物抗病菌侵染能力，如施用硅肥后，能使表皮细胞硅质化；施用钾肥能促进纤维素和木质素形成，使病菌较难侵入体内；适量的钙、硼、锌能使表皮细胞膜稳定性提高，可减少向外溢泌营养物质，从而能减轻病菌侵染；③促进植物体内酚类化合物的形成。一般认为，凡体内含酚量高的作物或品种，抗病能力强，因为酚有杀菌作用。适施钾肥，可增加谷子叶片内的含酚量，减少蠕形菌危害，但偏施氮肥则含酚量降低，容易感病；④促进蛋白质形成。一般认为，谷氨酸、天门冬氨酸及其酰胺等，是病原菌的良好氮源，有利于病菌繁殖。增施钾肥能促进可溶性氮形成蛋白质，因而作物抗病性提高。许多微量元素如硼、锌、钼、锰等均能促进蛋白质合成，减少体内氨基酸含量，这是适量施用微量元素提高作物抗病性的重要原因；⑤促进淀粉形成。作物抗病性与体内淀粉含量有密切关系，因为淀粉含量高，可溶性氮含量低，碳氮比大，不利于病菌繁殖，因而不易发病。据研究，水稻体内淀粉含量在分蘖期和抽穗期含量最低，而此时正是稻瘟病容易发生的时期。磷、钾肥能促进光合作用和淀粉形成，因而能增强抗病性。微量元素铁、锰、锌、铜等，对光合作用的正常进行是必不可少的。高分子碳水化合物的形成也离不开微量元素，微量元素缺乏时，作物抗病性就减弱。要想提高以肥防病的效果．可从以下三个方面着手：①重视营养元素之间的平衡。氮、磷、钾肥配合，大量元素、中量元素与微量元素配合使用，以增强植株的抗病能力；②增施有机肥料。有机肥料含有大量微生物，对病害特别是土传病害有拮抗作用；③改变土壤的pH。许多土传病原菌是真菌，对氨比较敏感。所以施用氨水对小麦全蚀病菌、棉花黄萎病菌、棉花枯萎病菌具有较强的杀菌防病效果。
14. 怎样提高以肥防虫的效果？
    人们在生产实践中发现，有些肥料不仅能促进作物生长，还能起到防虫的作用，如硅肥对稻螟、稻飞虱、豆螟有较好的防治效果；棉花喷施过磷酸钙后，可防治棉铃虫；施锰能减轻大麦的蚜虫、葡萄蚜和甘蔗根部钻心虫的危害；施硼能减轻螨虫危害；碳酸氢铵也有治虫效果。
    肥料能够防治虫害的原因，主要有以下三个方面：①有些害虫对某些肥料的化学成分有忌避性，如棉铃虫对过磷酸钙中的磷元素就有这种忌避性；②施肥后增强了作物的抗虫能力，如农作物施硅肥后，能使表皮细胞硅质化，虫较难侵入；铜、硼通过参与木质素形成，而增强作物抗虫性等；③有些肥料具有强烈的刺激、腐蚀、熏蒸作用，有杀虫能力。如碳酸氢铵，它极易杀伤一些体形小，耐性弱的害虫。
    以肥防虫也应讲究方法。如用过磷酸钙防治棉钤虫，要根据棉铃虫生长和发生的特点，掌握棉铃虫对磷元素的忌避性是在产卵的时候，所以肥料应在棉铃虫第二、三、四代发生期施用。一般用1%过磷酸钙浸出液进行根外追肥，把棉铃虫驱赶到一处集中产卵，然后再聚而歼灭，这样既可防治棉铃虫，又可促进棉花早熟高产。