土壤与植物相互作用研究的历史发展营养篇 [复制链接]

1.5.4肥料

在二十世纪和二十一世纪的头几年，全球肥料的使用量大大增加，导致农作物产量大幅度提高。根据库克（）的数据，到年全球氮，磷和钾肥料的使用量分别为1.4、0.9和0.7Mt。到年，消费量增加到82.1、14.2和18.0（粮农组织，年）。到年，全球肥料总消费量估计为吨（粮农组织，年）。这些增加是由于农民顾问对研究工作的应用所引起的，该研究确定了土壤和农作物中主要营养素的不足。

与其他营养素的施用相比，无论是在世界范围内还是在英国，氮素的使用量占主导地位。这种营养素占了全球农民肥料成本的主要部分（在英国，肥料总支出的四分之三用于氮肥）。年代开始并持续进行的肥料使用情况调查显示了农民改变特定作物的肥料使用方式的程度。在其他一些国家也进行了类似的调查。尽管二十世纪的肥料使用量显示每公顷肥料使用量稳步增加，但年至年间英国的肥料使用数据显示出一种“使用量趋于平稳”的模式，而在最近几年，每公顷土地上的N，P和K施用量总体减少（表1.5）。这部分可以归因于我们对作物管理知识的提高和肥料管理精度的提高，但是引入强制实施硝酸盐脆弱地区的法规产生了重大影响（参见DEFRA，年）。

1.5.5生态系统服务

《千年生态系统评估》（年）的出版使生态系统服务的概念脱颖而出。这些服务被广泛定义为“提供服务”，例如食物和水；“调节服务”，例如洪水，干旱，土地退化和疾病的调节；“支持服务”（例如土壤形成和养分循环）和“文化服务”（例如娱乐，精神，宗教和其他非物质利益）。

土壤被广泛认为是自然和农业生态系统的重要组成部分。人们日益认识到，土壤的作用是提供生态系统服务的关键。这些生态系统服务在自然生产系统和受管理生产系统中，在土壤所组成的生态系统的功能中发挥着关键作用。土壤通过在土壤形成，养分循环和初级生产中发挥作用而提供有益的服务。在某些方面，土壤的调节作用为系统的其他组件提供了关键服务；但是这些经常被忽略。这些措施包括缓冲降水输入与输出之间的水通量，如径流，通流和地下水补给；通过呼吸和固碳产生的二氧化碳排放以及对土壤中添加的有害物质进行过滤和排*，在碳循环中发挥关键作用。当然，土壤在支持娱乐空间，对建筑物和基础设施的支持以及实际上许多人类活动方面提供文化服务。

表1.5-年英国耕地和草原的肥料用量（千克/公顷）。

年份

全氮N

95

97

全钾K2O

45

42

40

37

40

36

37

35

34

32

27

22

25

全磷P2O5

35

32

32

29

31

28

28

27

25

24

20

15

19

1.5.6对土壤-植物生长相互作用的未来研究的需求

所有农业生产都起源于在土壤中生长的植物。最终的潜在产量取决于所种植作物的遗传能力以及该作物在该地点接收的太阳辐射。通过基于植物生理学的模型已经建立了这些潜力。粮农组织记录的全世界平均单产由于各种限制而低于公认的潜力。某些限制是由病虫害引起的，但许多与土壤条件有关。化学限制可能是由于营养缺乏或*素的存在；物理限制是由于缺水或过量或机械阻抗导致根系生长而引起的。当不利条件抑制微生物的存活和有益运行时，就会出现生物限制，这对养分的转化和可利用性至关重要。因此，为进一步提高农业产量而开展的科学工作必须集中在查明制约因素以及克服这些制约因素的投入和/或管理做法的进一步发展上。测试这些克服限制手段的多因素田间试验必须涉及与作物生长有关的所有学科，并且目标必须是在所有地点可靠地产生公认的潜在产量。

在考虑未来实验工作的性质时，我们应注意汉弗莱·戴维爵士在其著作的年版中提出的建议，因为这仍然有意义。他讨论了用合理和合理的原则代替“模糊，流行的偏见……”的必要性。在农业中，最需要的是对所有情况都进行了详细而科学的详细描述的实验。在农业化学方面进行真正的哲学实验所得到的结果，比仅仅以经验为基础进行的不完善试验的最大可能积累，对启蒙和使农民受益更具价值。’

土壤科学在其中发挥着基础性作用的多学科实验需要负责农业改良的人们提供足够的支持。因此，可以援引19世纪另一位巨人的著作：约翰·贝内特·劳斯（JohnBennettLawes）于年发表论文，总结了有关植物养分对水分利用效率的影响的第一篇著作，这些词语是：

如果农业的伟大赞助者社会允许其科学干事拥有更大范围的自由裁量权和更自由的手段来选择和开展明确的研究问题，那么农业的利益和进步将得到更加肯定和持久的服务。这种结果的确是正确的，但是没有立即和实际应用的前景，但是在它们的帮助下，无论是经验，理论还是推测，不确定的指示都可能长期被正确的原则所取代。;然后只有合理地预期，杂项和部门分析才能找到其真正的解释，并获得应有的实际价值。来源植物抗你从营养做起