中国农业化学发展史a history of development on agrochemistry in China

中国从原始农业开始就有施肥技术，长期以来积累了丰富的经验。但作为现代农业化学，其学科的建立与发展，还是鸦片战争以后的事。100多年来，特别是近40多年来，农业化学无论是基础理论还是应用技术，均有长足的发展，为发展中国现代化农业做出了一定贡献。
古代的施肥理论和技术 中国农业有悠久的历史，劳动人民在生产实践中积累了丰富的施肥经验。早在西周时期，反映在《诗经·周颂·良耜》中已有“以薅茶蓼，茶蓼朽止，黍稷茂止”的歌咏。说明那时人们已认识到，拔除的田间杂草，腐烂以后，有促进黍稷生长的效果。3世纪已有栽培绿肥供肥田的记载，西晋的郭义恭在《广志》一书中有云：“苕草，色青黄，紫华。十二月稻下种之，蔓延殷盛，可以美田”。西汉的《氾胜之书》已有基肥和追肥的详细叙述，并强调施足基肥，然后再看情况补施追肥；书中还叙述了“溲种法”，即用牛、马、羊骨汁或蚕矢汁，煮成浆状，用以浸种，使幼苗健壮。其作用如同现在的种肥。堆肥的积制，最早见于《齐民要术·杂说》篇，称之为“踏粪法”，“凡人家秋收治田后，场上所有穰、谷等，并须收贮一处。 每日布牛脚下三寸厚，每平旦收聚堆积之，还依前布之，经宿即堆聚。计经冬，一具牛踏成三十车粪。至十二月正月之间，即载粪粪地……”。一般学者认为《杂说》是后人补入《齐民要术》的，大约在8世纪前后。唐朝的韩鄂撰有《四时纂要》，其中记载了施用基肥和种肥的作用。所涉及到的作物包括果蔬药材共计十三种以上。唐宋以后，由于长江流域水稻生产的发展，反映在肥料施用上的经验更加丰富。南宋陈旉的《农书》(1149年)中提到了制造火粪（即焦泥灰）、堆肥发酵和沤池积肥等技术，并引证当时的农谚，把施肥比作“粪药”。认为用粪尤如用药，强调合理施肥的重要性。书中还指出，土壤可以通过施用适合的肥料来改良；提出了“地力常新壮”的理论。元代王祯在《农书》“粪壤篇”中把肥料分成六大类：大粪、踏粪、苗粪（绿粪）、草粪（野生绿肥）、火粪(草木灰、焦泥灰、石灰)、泥粪。明末的《沈氏农书》介绍了水稻看苗施肥的经验：“下接力须在处暑后苗做胎时（指单季晚稻），在苗色正黄之时，如苗色不黄，断不可下接力；到底不黄，到底不可下也。……切不可未黄先下，致好苗而无好稻”。水稻在处暑后孕穗时，如苗色黄，须追施氮肥，能促使谷粒饱满。 清代杨屾在《知本提纲》中还指出，施肥应与耕、灌相结合，要“因时制宜”、“因地制宜”，做到天尽其时、地尽其利、物尽其用。这就是当今农业生产上应用的“三看”——看天（气象和季节）、看地（土壤）、看苗（作物）施肥法的前身。由此可见，中国历史上劳动人民对于肥料的施用，无论在理论上还是在实践上均有独特的创造。特别是就地取材，施用有机肥料、循环利用养分等，不仅保证了农业生态系统的平衡，维护了土壤肥力，而且使作物产量逐年提高，使中国在有限的土地上养育了世界上最多的人口，成为世界农业史上罕见的成就。
近代农业化学的兴起 1840年鸦片战争以后，中国近代农业化学开始兴起。1901年从日本输入化学氮肥，首先在台湾省甘蔗田上施用。1905年以后，外商又陆续向中国大陆沿海地区销售化肥。1909年，清政府所设的北京农事试验场开始进行化肥的肥效试验。当时的氮肥增产率水稻为20%，小麦为30%。1936～1940年，前中央农业实验所首次进行了全国规模的氮、磷、钾三要素肥效试验，当时称为地力测定。根据当时在14个省68个试验点，对8种作物所作的156个试验结果表明，作物对氮肥的需要程度约占80%。其中水稻为93%，小麦为66%，油菜为81%，棉花为53%，玉米和粟为100%。说明当时中国的耕作土壤普遍缺氮；施用磷肥显著增产的占20%；钾肥一般无增产效果。施用的化肥主要靠进口，自己生产的化肥数量很少，1949年全国生产的化肥只有几万吨。
农业化学的发展 1949年，中华人民共和国成立后，农业化学进入新的发展阶段。1950年，农业部召开第一次全国土壤肥料工作会议。1956年1月，国家颁布了《农业发展纲要（草案）》，深耕改土、增施有机肥料是其中重要的一项。1957年，成立全国化肥试验网。1959～1962年，开展了全国规模的第二次氮、磷、钾三要素化肥肥效试验。试验结果表明，当时中国农田土壤约有80%缺氮，50%缺磷，30%缺钾。1981～1983年，进行第三次全国规模的化肥肥效试验。对其中4943个试验点的资料统计分析表明，肥效的总趋势是氮肥肥效大于磷肥，磷肥肥效大于钾肥。氮肥肥效在不同地区不同作物上有不同程度的下降；磷肥的效果在南方水稻上下降，而在北方小麦、玉米上还有所上升；钾肥的效果在南方趋于明显，而在北方的大部分粮食作物上还未显效。与开展化肥试验网工作的同时，各省市于50年代对氮肥、60年代对磷肥、70年代对钾肥和微量元素肥料的肥效也作了广泛的研究，80年代后期又开始了复合肥料的肥效研究。红壤地区开展的磷钾肥料长期定位试验所取得的结果，推动了中国磷肥和钾肥的发展与应用。
化肥施用量有了大幅度提高，化肥施肥量（有效成分）50年代为0.054千克/公顷，1989年上升到平均120千克/公顷；肥料结构也有显著的变化，化肥比重上升而有机肥比重下降。

1949～1983年中国肥料结构的变化
(郭金如等，1989)

年份	肥料投 入总量 (kt)	有机肥所占比例(%)				化肥所占比例(%)
		总量	N	P2O5	K2O	总量	N	P2O5	K2O
1949 1957 1965 1975 1980 1983	4285 6948 9129 16033 24003 28617	99.9 91.0 80.7 66.4 47.1 42.0	99.9 88.7 70.8 53.0 30.6 26.2	100 96.0 71.5 54.6 41.8 35.5	100 100 99.9 97.3 92.8 88.5	0.1 9.0 19.3 33.6 52.9 58.0	0.1 11.3 29.2 47.0 69.4 73.8	0 4 28.5 25.4 58.2 64.5	0 0 0.1 2.7 7.2 11.5

随着化肥用量的提高，作物微量元素养分的缺乏症逐渐显现。1954～1958年中国科学院沈阳林业土壤研究所的试验结果表明，大豆施用钼肥增产效果显著。此后，大量严格的微量元素肥效试验在60年代开始进行；在70年代着重对全国土壤的微量元素含量分布、微肥效应和缺素表现作了研究。1988年全国微量元素肥料施用面积达到630万公顷，90年代初期接近800万公顷。稀土元素在农业上的应用研究虽然起步较晚，但在80年代有了显著进展，在施肥量和施用面积上走在世界前列。
有机—无机结合是中国农业施肥的长期方针。这一方针既有显著的生态效益，也符合中国的国情。50年代开始，对高温堆肥的机理及其微生物作了研究；60年代重点研究内容是有机肥料，特别是城市的人粪尿的无害化处理；70年代，由于世界能源危机的影响，化肥供不应求，开始了有机废弃物的利用研究；到了80年代，对于秸秆还田直接利用的研究又出现了新的高潮。与此同时，施用有机肥料对防治污染、保护农田的作用也开展了研究；对于有机与无机肥料配合施用作了深入研究。结果表明，对氮素来说，有机、无机为3∶7～7∶3都是适宜的。80年代以来，对有机肥的有机营养、改土及供肥机制进行了深入研究。
绿肥一直是中国传统的重要有机肥源。50年代，绿肥种植只限于南方几省，面积仅为170万公顷。60年代，绿肥种植面积迅速扩大，70年代达到高峰，全国绿肥种植面积已有1300万公顷。80年代，绿肥的种植面积有所下降，转向肥（料）饲（料）、肥（料）粮（食）、肥（料）菜兼用型发展。与此同时，不少研究机构对于共生固氮(包括豆科作物接种根瘤菌、红萍养殖等)和自生固氮作了广泛研究。据统计，全国每年由大豆、花生等豆科绿肥和红萍等以及其它固氮作物所固定的氮素有160万吨。
土壤肥力研究一直是中国基础科学研究中的一项重点课题。在全国二次土壤普查的基础上，针对中国黄淮海平原，南方丘陵和长江三角洲、珠江三角洲三大主要产粮区的巨大生产潜力和存在问题，对盐渍土、红壤和水稻土长期进行了试验研究。在黄淮海平原，开展了旱涝盐碱结合治理研究，提出了井灌井排治理盐碱土的措施；探讨了种稻改良盐渍土的机理和熟化土层对控制返盐的作用等。中国科学院沈阳林业土壤研究所等单位运用土壤生物化学的手段，以土壤酶活性来衡量土壤的生物活性，表征土壤肥力的研究也取得较大进展。
在改良低产土壤提高肥力的研究中，明确了肥沃土壤的条件。旱地肥沃土壤的条件是地面平坦，土体结构好，活土层深厚(20～30厘米)，通透性良好，腐殖质含量丰富，结构性能好(>0.25毫米水稳性团粒结构含量在19.0%以上)，蓄水、保墒及生物活性强；养分含量充足，比例协调，供应及时，自控能力强，水热条件适宜。丰产水稻土的条件为适度的土壤渗漏，良好的土体结构，适量和协调的土壤养分。
植物营养元素的土壤化学方面的研究也取得了较大进展。如在石灰性土壤无机磷的分级研究中，对其中的磷酸钙盐区分成磷酸二钙型、磷酸八钙型和磷灰石型3级，这不仅是关于化学形态分离技术的进展，而且对石灰性土壤的施磷水平与作物磷素营养之间的相互关系以及磷肥的经济施用等问题的深入研究提供了重要手段。同时，在土壤氮素转化、氮钾肥的有效施用条件等方面的研究也都取得了一定的进展。
在施肥技术方面，在全国范围内普遍推广了诊断测土施肥，氮、磷、钾、微量元素及有机一无机相结合的平衡施肥，以及配方施肥。有些单位还进行了应用电子计算机推荐施肥，均表明中国的农业化学事业有了新的发展。
随着中国传统的生态农业观点的继承和发扬，农业化学将为我国“一优两高”(优质、高产、高效)、“一低两高”(低投入、高产出、高效益)持续农业的建立和发展起到积极的推动作用，学科本身的发展也将更为全面和深入。