为作物直接或间接提供养分的物料。施用肥料能促进作物的生长发育、提高产量、改善品质和提高劳动生产率。有机肥料的施用，还可改良土壤结构，改善作物生长的环境条件，为对作物持续、稳定增产起着重要作用。

中国使用肥料有悠久的历史。关于中国古代肥料的起源，有两种看法。一般认为起源于殷商，但有文字记载的是在诗歌总集《诗经·周颂·良耜》中有“萘蓼朽止、黍稷茂止。”记述了当时人们对杂草腐烂肥田的认识。另一认为起源于战国时期（公元前475～前221年），这时期出现了“粪种”概念，即有意识地往地里施肥，而且在《吕氏春秋·任地》、《孟子·万章下》及《苟子·富国篇》中均有施肥技术萌芽的论述，已明确使用“多粪肥田”等词汇。《氾胜之书》的记述内容说明，中国汉朝在施肥技术方面已有基肥、追肥之区别和粪种、溲种等方法，这时已知道使用骨肥，提倡除草肥田。3世纪，晋代已开始在稻田种植红花草绿肥，北魏的《齐民要术》更明确指出“凡美田之法，绿豆为上，小豆、胡麻次之”。在家畜粪尿及土杂肥的积制和利用方面也有许多记载。唐代（618～907年）更加广泛使用农家肥，不但提倡民间养猪，而且官府也大量养猪，丰厚的肥料基础给盛唐农业带来“稻米流脂粟米白，公私仓廪具丰实”的繁荣景象（杜甫《忆昔》）。宋元时期（960～1368年），中国在肥料的理论和施肥技术上有较大的发展，创立了“地力常新论”，首创火粪（熏土）、发酵堆肥和沤肥等积肥方法，并提倡“粪屋”等保肥措施。这是中国历史上最早认识到粪尿受日晒、风吹、雨淋等会导致肥分损失的道理。明清时期，中国肥料已发展到与农业多种经营相结合的阶段，如“田猪互养”、“羊桑互养”和“水陆互养”等。在肥料分类上，杨屾把肥料划分为十大类，即人粪、畜粪、草粪、苗粪、火粪、泥粪、骨蛤灰分、渣粪（菜籽饼、棉籽饼）、黑豆类（黑豆碎后浇以粪尿）和毛皮粪等。

20世纪初，中国开始进口少量的化学肥料。据记载，当时山东济南创办的“济农公司”，专门从事美洲化肥的贸易。之后，工业国家的化肥商将“肥田粉”（即硫酸铵）倾销于中国。至1949年累计进口量约为300万吨，品种主要有硫酸铵、智利硝石和少量的过磷酸钙及氯化铵等。

中国的氮肥工业始于20世纪30年代，当时主要的氮肥厂只有永利宁化学公司硫酸铔厂（后改为南京化学工业公司氮肥厂）。日本在大连开办的满洲化学工业株式会社（后改为大连化学厂）和鞍山、抚顺的两个炼焦副产硫酸铵车间，产品仅有硫酸铵一种，年产量只有20多万吨。1949年以后，在扩建大连化学厂和永利宁等老氮肥厂的同时，由苏联引进成套氮肥装置，开始了吉林、太原、兰州等3个化工区新氮肥厂的建设，并在吸收消化引进技术的基础上，自行设计和建造了几十个中型氮肥厂和1000多座生产碳酸氢铵的小型氮肥厂。1973年又从美国、荷兰、日本和法国引进了十几套日产1000吨合成氨和1660～1700吨尿素的大型氮肥生产装置。至80年代，进入了一个遍布全国的大、中、小型氮肥企业同步发展的新时期。1983年，氮肥产量跃居世界第二位，80年代末，氮肥的总消费量居世界第一位。但低浓度的碳酸氢铵占总氮肥量的60%。中国合成氨和氮肥产量的发展情况见图1。

中国磷肥工业始于1942年，当时昆明裕滇磷肥厂，日产过磷酸钙约1吨左右。因此，1949年之前，农业需要的磷肥，主要还是靠土壤中的磷和农家肥料供给，沿海少数地区的经济作物，靠少量的骨粉和进口过磷酸钙。1953年开始利用国产锦屏磷矿试制过磷酸钙，50年代后期，南京化学公司磷肥厂、哈尔滨化工总厂、山西磷肥厂以及衡阳化工厂等一些磷肥厂（车间）相继投产，形成了中国磷肥工业的初期布局。与此同时，开发了高炉法熔融生产钙镁磷肥的方法。中国磷矿多数品位低，低浓度的过磷酸钙和钙镁磷肥占磷肥总量的95%左右，所以磷肥发展速度比氮肥慢。

图1 中国合成氨、氮肥产量发展情况

1949年以前，中国没有专业性钾肥生产。50年代在发展氮肥和磷肥的同时，对钾肥矿源进行了大量普查勘探和加工利用的研究，探明了蕴藏在浙江、安徽两省的明矾石的储量。1957年在青海察尔汉发现含低量氯化钾的盐湖；1963年，在云南发现了中国第一个古代钾石盐矿。与此同时，进行了干法水泥窑上进行回收烟灰生产窑灰钾肥的研究。但受钾肥资源的限制，中国钾肥工业的发展远落后于氮、磷肥工业的发展。

50年代初，中国化学工业部就开始安排以湿法磷酸为基础的化成复合肥料的研制，由于国内硫资源的制约，于50年代中期开始探索热法磷酸和硝酸磷肥等其它高浓度复合肥料的研制和生产。中国复混肥料的研究和生产起步较晚，70年代至80年代初，仅有一些低浓度的混合肥料，80年代中期，才有尿素—磷铵体系的试制和各种不同氮、磷比例及不同氮、磷、钾比例的二元、三元复混肥料的生产。至1990年，二次加工的复混肥料占化肥总产量的12.5%。

中国微量元素肥料的生产和应用，始于60年代。1964年首先在吉林锗厂生产钼肥。70年代以后，农业部门相继发现作物有缺锌、硼、铁、锰等的症状，微肥的生产引起了工业生产部门的重视。至80年代末，产量超过2万吨。

1950年以后，中国化肥工业有比较迅速的发展，全国用于化肥工业的投资占化学工业总投资的50%以上，其中用于氮肥工业建设的投资占化肥工业总投资的80%以上。80年代以来化肥的生产量、使用量、进口量和销售量见表1，各类化肥的生产结构б例见表2。化肥品种已由1949年1种硫酸铵发展到现有10多种氮、磷、钾单元和多元肥料，20多种微量元素肥料。各种二次加工的复混肥料、叶面肥和菌肥等新品种也在研制、推广和应用中。以1989年为例，全国施用的化肥量为2357.4万吨（纯养分），其中N 1536.1万吨、P₂O₅418.9万吨，K₂O122.1万吨，复混肥2803万吨，平均每公顷耕地施用国产化肥246.3千克。

表1 1981～1990年中国化肥（纯养分）生产、使用、销售量（kt）

表2 1981～1990年中国各类化肥（纯养分）生产量（kt）和比例

公元前900～前700年，希腊诗人荷马（Homer）在《奥德赛》（Odyssey）史诗中曾提到人们将污泥、垃圾及草木灰用作粪肥。8世纪以后，中欧及西欧盛行“三圃制”，地力恢复主要依靠休闲。到18世纪三圃制逐渐被农牧结合的轮作制所代替，从实践中，人们认识到绿肥，特别是豆科绿肥的价值；19世纪末天然的肥料——智利硝石（NaNO₃）和海鸟粪在世界得到广泛的应用。1840年德国化学家J.von.李比希创建“植物矿质营养学说”和“养分归还学说”，为近代化学肥料的生产和应用奠定了理论基础，从此，世界化学肥料工业相应兴起。

世界化学肥料的生产是从磷肥开始的，并沿着磷—钾—氮的先后顺序而发展。19世纪初，骨粉广泛应用于欧洲，当时李比希证明应用稀硫酸处理骨粉，形成悬浮状的磷肥可以提高肥效。生产磷肥的原料开始用兽骨、粪化石，之后在德国、比利时、挪威、美国及世界各地陆续发现了含磷矿床。1842年英国人J.B.劳斯（Lawes）首次用硫酸酸化磷矿岩生产出商业性的过磷酸钙，并取得了专利，从而建立了磷肥工业。1861年，德国开采了施塔斯富特（Stassfurt）地区的光卤石钾盐矿，并建立大规模的钾肥工业，曾一度保持了世界钾肥生产的垄断地位。20世纪30年代后，苏联和美国等先后发现钾矿并开始生产钾肥，苏联、加拿大的钾矿曾是世界钾肥的重要来源，产量约占世界的60%。西欧一些国家，包括法国、德国、意大利、西班牙和英国也生产大量的钾肥。

天然矿藏智利硝石（硝酸钠）和工业副产品硫酸铵是早期的氮肥。19世纪末曾研究用电弧法将空气中的氮制成硝酸，1898年，德国发明氰氨法，制造氰氨化钙（石灰氮），建立世界第一座人工合成氮肥厂。但这两种方法生产氮肥耗电量大，一般不便大量生产。直至20世纪初，德国发明了氮、氢直接合成氨法，1913年在德国奥堡（Oppan）首批投产，随后，美国及苏联等国家相继建立了大型合成氨厂，使世界氮肥产量有了大幅度的增加。此后，世界化肥工业不断创新，产量、品种日益增多，并逐渐取代或部分取代了传统的农家自制肥料。

根据联合国粮农组织（FAO）统计，世界化肥平均消费б率N∶P₂O₅∶K₂O为1∶0.48∶0.35。其中发达国家为1∶0.58∶0.54，而发展中国家为1∶0.38∶0.17。世界农业区每公顷平均消费量为31.1千克，发达国家为43.7千克；发展中国家为22.3千克，按可耕地计算，世界平均每公顷消费量为98.7千克。世界人均消费量为28.5千克，发达国家为68.1千克，发展中国家为15.9千克。世界化肥产量及消费量见表3。

表3 世界化肥产量及消费量（kt）

肥料种类很多，其来源、成分、性质、肥效和施用方法各不相同。通常按肥料的作用分成直接肥料或间接肥料两大类。直接肥料主要为作物提供必需营养成分，对作物具有直接营养作用；间接肥料系指用于调节土壤酸碱度、改良土壤结构、改善土壤理化性质、生物化学性质和协调作物生长发育为主要功效的一类肥料。直接肥料又按肥料的性质分为无机肥料（矿质肥料）和有机肥料。肥料分类图解见图2。

图2 肥料分类图解

肥料是农业增产的物质基础，在增加作物产量、改善农产品质量和提高土壤肥力等方面均有重要的作用。

提高农作物产量

施肥是提高作物产量的最重要手段。作物生产是一个物质、能量转化和循环的过程，而肥料所提供的养分是作物产量和品质形成的原料，是作物的结构物质和能源物质，因此作物产量高低与施肥量有密切关系。据1950～1970年统计，世界粮食增加1倍，其中从扩大播种面积而增产的仅占2%，而从提高单位面积产量增加的占78%。在提高单位面积产量的增产中，肥料的增产作用占40%～70%。1950～1989年中国化学肥料的施用量（纯养分）由3.9万吨增加到2357.4万吨，粮食总产量由13212.5万吨增加到41442.2万吨，两者之间有明显的相关性（图3）。据中国化肥试验网1981～1983年的资料分析，在适宜的氮、磷或氮、磷、钾肥料配б下，每千克纯养分可增加10千克左右的粮食。

改善农产品质量

农作物产品的品质主要是受作物的遗传基因所控制的，但在不同生长阶段，通过合理施肥，调节作物体内养分的平衡，有目的地改变作物的代谢进程，便可促进体内的蛋白质、淀粉、脂肪、糖类、生物碱等有较高营养价值物质的积累和转化，以利于改善农产品的商品品质和加工质量。

肥料对农产品质量的影响与施肥量有关。当农作物的养分缺乏时，通过施肥补充养分在适量范围内，多数对品质有良好的影响；当作物体内养分已处于适宜范围时，增施肥料对改善品质往往效果不大；当作物养分由适量增加到过量时，一般施肥会导致产品质量降低，甚至产生毒害，所以平衡施肥是提高品质的重要措施。肥料对品质的影响还与肥料的种类、性质有关。如氮肥影响谷粒、块茎、果实的大小，色泽及产品中含氮物质的含量等；磷肥有利于促进果实和种子的成熟和含磷物质的提高；钾肥通常被称作“品质元素”，适量施用钾肥，有利于产品中蔗糖、淀粉、脂肪的积累，提高维生素和矿物质含量，促进作物成熟，改善蔬菜、果实的色泽和风味，增加农产品的贮藏性能和加工的适应性等；有机肥料对农产品品质的影响是众所周知的，施用豆饼等有机肥料，可明显提高苹果、西瓜等瓜果的糖度和风味，使果实形状良好，营养价值和商品价值均有明显的提高。

图3 中国粮食总产量与化肥施用量的相关曲线

提高土壤肥力

肥料不仅可补充土壤中养分的不足，而且可以补充土壤有机质，改善土壤理化性质和生物学特性，调节土壤酸碱度和水、肥、气、热等条件。肥料在提高土壤肥力中有如下作用。①增加土壤养分。土壤养分是作物养料的主要来源，中国耕地土壤普遍缺氮，约有1/3～1/2的耕地土壤缺磷，有1/4～1/3的耕地土壤缺钾，肥料是补充土壤养分不足的主要来源。②补充土壤有机质，改善土壤理化性质。土壤有机质是土壤肥力的重要物质基础，是土壤结构形成和稳定作用的核心。实践证明，补充土壤有机质，增加土壤有机碳的最主要来源，是依靠施用秸秆、绿肥和动物排泄物等有机肥料。据测定，麦秸、玉米秸、草木樨等绿肥施入土壤后，有75%～85%被矿化掉，尚有10%～30%仍残留在土壤中，逐步形成稳定的土壤有机质。③调节土壤酸碱度。据试验，多数的作物适宜生长在微酸性至微碱性的土壤中，土壤过酸或过碱均不利于作物的生长发育，且还会抑制微生物活动，影响土壤有机质转化和矿物质的溶解度，降低土壤中养分的有效性。通过施肥可以调节土壤的酸碱度，如酸性土壤可选用碱性、生理碱性肥料，或施用石灰肥料，中和土壤酸度、增加土壤盐基交换量，促进铁、铝沉淀，消除其毒害；碱性土壤可选用酸性、生理酸性肥料，以降低土壤pH值，使土壤中铁、锰等微量元素的有效性提高；碱土可施用石膏、磷石膏、硫酸亚铁等肥料加以改良土壤，为作物正常生长创造条件。④提高土壤生物和生化活性。施肥可为土壤微生物提供大量的碳养料和碳源，促进微生物的生长和繁殖，增加土壤抗生物质和酶的活性等。

肥料对环境的影响

肥料对农业增产有重要作用，但随着化肥用量的增加和大规模集约化饲养动物强度的提高，肥料的损失、淋失等也随着增加。由肥料在“食物链”和生物循环中导入的有害物质增多，从而影响环境质量和人畜的健康（参见肥料对环境的污染）。

肥料发展趋势与农业发展趋势密切相关。随着世界人口的增长，人类对粮食和农产品需求量增多，农业生产在采取其它增产措施的同时，须要加快发展化肥工业，改进肥料品种，增加有机肥料的投入，才能保证农业生产沿着高产、优质、低消耗和高效益的方向发展。

由于科学技术的进步和化肥工业的发展，使化学肥料的种类、形态、运输及施用方法均有明显的变化。为进一步提高肥料利用率，节约能源，降低成本，方便贮运、施用和不污染环境，20世纪70年代以来，化肥已朝向高效化（即肥料所含的有效养分浓度高）、复混化（所含养分种类多）、长效化（肥料的肥效持续时间长）和液体化的方向发展。如欧美一些国家生产的化肥，其所含的有效养分有逐渐上升的趋势（表4）；同时，含有氮、磷、钾、镁和各种微量元素的多元复混肥料，以及含有农药、激素、除草剂等多功能的肥料也逐渐增多；长效肥料、硝化抑制剂、脲酶抑制剂、有机商品肥料及生物性肥料等也逐渐进入商品市场。同时，现代化农业过多地依靠以石油为原料的化学肥料和农药来提高农业生产，随着能源价格的高涨和来源的不稳定，以及肥料报酬递减等所带来的农业成本急剧上升和环境污染等问题，人们对“有机农业”发生极大的兴趣。为了有利于维持地力、降低农业成本，减少环境污染、维护营养元素在食物链中正常循环和保持农业生态平衡，建立和推进有机肥料和化学肥料配合施用的施肥体系，作物与牧草轮作的耕作制度，秸秆还田及绿肥应用等，是当今农业生产中肥料发展的另一重要趋势。

表4 欧美一些国家化肥氮、磷、钾有效养分平均含量（%）的变化

参考书目

中国科学院土壤肥料研究所主编：《中国肥料概论》，上海科学技术出版社，上海，1962。

Tisdale，S.L.and W.L.Nelson，Soil fertility and Fertilizers，Macmillam publishing Co.，Lnc.，New York，1987.