我国植物营养研究现状及发展趋势

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1、第一讲我国土壤-植物营养研究的进展、现状及展望第一节国内外植物营养的研究现状及发展动态我国土壤－植物营养的研究已有几十年的历史。在这几十年中，广大土壤－植物营养工作者通过辛勤劳动研究了我国不同农业生态系统中氮、磷、钾三要素和中、微量营养元素以及一些有益元素的数量、形态和转化规律，探讨了影响其有效性的因子，提出了有效施用这些营养元素的土壤农化指标和农业技术措施，确定了定量施肥的一些措施和方法。与此同时，我国土壤－植物营养工作者探讨了根际微域的营养特点。近几年来，发掘植物潜力，利用植物营养遗传基因型的差异，提高作

2、物对土壤和肥料养分利用的研究工作蓬勃开展。研究工作有所长也有所短，有进步也有不足。本文总结了这一方面的进展，指出了研究中的不足和问题所在，提出了今后研究的几个重点内容。自1840年Liebig的矿质营养元素学说提出以后，研究土壤、植物和肥料中的植物营养元素的形态、转化、动向和归宿以及其在植物体内的功能、代谢和调控，引起了人们极大重视。研究工作如雨后春笋，蓬勃发展，一门新的学科也应运而生：1921年，苏联的普良尼式尼科夫提出了农业化学这一学科，并明确界定它的内容是研究土壤、植物、肥料三者之间的关系。但是，这一界

3、定的农业化学并未被其他国家接受，不同国家对这一术语有不同理解。解放前，我国的农业化学内容主要包括发酵和酿造，现在日本的“农艺化学”也包括着这两方面的内容。即使在前苏联，农业化学的内涵也未完全统一，出版的不少专著中包含着农药在内。在欧美国家，研究土壤、植物、肥料三者关系的内容一直包括在土壤科学之中。直到近二三十年来，才有植物营养的专著问世。解放后我国一直采用普良尼式尼科夫定义，普遍应用农业化学这一术语；直到近几十年，才广泛地应用植物营养这一名词，不管叫农业化学，也不管叫土壤－植物营养，在我国的概念基本是相同的。

4、本节拟对我国土壤－植物营养科学的研究进展作一回顾，并对未来发展作一分析。1我国土壤－植物营养的研究进展1．l植物营养元素在土壤－植物营养中，氮、磷、钾三要素是植物必需而又是限制植物生长的重要养分因子，一直受到研究者的重视。在这三要素中，氮素是植物需要多、土壤供应少，供求之间存在着尖锐矛盾的元素。和植物的需要相比，世界大部分土壤缺氮。因而氮肥的生产和应用开创了农业历史的新纪元，有力地促进了农业生产发展。联合国粮食组织估计，发展中国家粮食的增产作用有55％以上来自化肥，在化肥中氮肥又起着举足轻重的作用。我国也是这

5、样，目前年施氮量已达1347万吨，农业生产的发展和氮肥有不解之缘。氮肥大量使用促进了作物产量大幅度提高，也带来了许多弊端：经济效益下降，利用率降低，环境污染，生态条件恶化。据统计，我国目前氮肥当季利用率为30％～40％，远低于20年前，且呈不断下降趋势：上世纪80年代初与50年代末相比，每kg氮增产稻谷由15～20kg减至9．1kg，小麦由l0～15kg减为10kg，玉米由20～40kg减为13．4kg，1982年至1992年10年间，我国粮食产量增加了27％，单产增加了31．7％，同期化肥用量却增加了93．

6、6％。氮肥利用率不高所导致的环境污染越来越引起人们关注［3］。氮素既是植物的营养元素，也是污染元素。在通气良好的旱地土壤中，施入的铵态或酰胺态氮，均会经硝化作用很快地转变为硝态。硝态氮被作物吸收，进人植物体后大部分被硝酸还原酶作用，还原成铵态氮，参与植物一系列代谢过程。但如果施氮多，土壤供氮量高，就会有一部分氮素以硝态氮的形态存在王植物体内：后一情况在蔬菜更为严重。形成的硝态氮也会随径流或下渗，污染湖泊和地下水源。据估计，流人河、湖中的氮素约有60％来自化肥。水体氮素污染加剧了地面水的富营养化过程。湖泊海洋的

7、富营养化引起藻类大量生长，使水中的氧气耗竭而造成水生生物死亡或绝迹，虽主要由磷素所引起，氮素也肩负着重要责任。硝态氮对地下水的污染更为严重，不少地区地下水硝态氮含量已超过饮水标准。20世纪70年代，化肥N增长6．49％，同期地下水中硝态氮含量增加了约23％。存在于植物或地下水中的硝态氮严重地危害摄食、饮用它的人体健康。进入人体的硝态氮能在体内还原成亚硝态氮NO-2）后迅速进人血液，将血红蛋白中的铁氧化为高铁，便其形成无法运载氧气的高铁血红蛋白，从而影响氧气运载，产生所谓高铁血红蛋白症，婴儿尤多。国外发生的蓝色

8、婴儿（Bluebaby），就是这种病的典型表现。亚硝态氮还可与各种胺类反应，生成致癌的N—亚硝酸胺和次生胺两类物质。氮素硝化与反硝化过程中产生的氧化亚氮是重要的温室效应气体，不但幅射效应高，一个分子的幅射效应相当于150个CO2分子的效果，而且也是臭氧的消耗者。臭氧层中臭氧减少，会增加紫外线透过的数量，增加皮癌发病机率，严重危害人类和动物的生长与健康。在过量施用氮肥的地区，农作物抗病虫能力下降，导致