曾志偉，周 龍，2，楊德榮，3

（1. 云南云天化股份有限公司，云南 昆明 650228；2. 云南農(nóng)業(yè)大學，云南 昆明 650201；3. 云南省化工研究院，云南 昆明 650228）

我國自春秋戰(zhàn)國時期起就非常重視農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)是國家繁榮昌盛的根本。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)進步，也為農(nóng)產(chǎn)品流通、社會經(jīng)濟發(fā)展、人口增長等方面奠定了堅實的基礎。肥料在古代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。

1 古代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中肥料的應用

古代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，也曾遇到“土敝則草木不長”、“地久耕則耗”的困境，勤勞智慧的國人通過“多糞肥田”、“不違農(nóng)時”、“精耕細作”等方法實現(xiàn)土壤“其力常新壯”。

1.1 多糞肥田

清代楊屾《知本提綱》［1］中指出，“糞壤之類甚多，要皆余氣相培，即如人食谷、肉、菜、果，采其五行生氣，依類添補于身，所有不盡余氣，化糞而出，沃之田間，漸漬禾苗，同類相求，乃培禾身，身能強大壯盛。又如鳥獸牲畜之類，及諸骨、蛤灰、毛羽、膚皮、蹄角等物，一切草木所配，皆屬余氣相培，滋養(yǎng)禾苗?！边@段文字形象地描述了古代農(nóng)業(yè)無廢物排放的農(nóng)業(yè)循環(huán)生態(tài)鏈與物盡其用的古樸智慧，文中的“余氣”、“五行生氣”可理解為從土壤中帶走的營養(yǎng)元素，然后通過“多糞肥田”的方式實現(xiàn)土壤“其力常新壯”，不致出現(xiàn)“地久耕則耗”的困境。這般邏輯與19世紀中葉德國化學家李比希提出的養(yǎng)分歸還學說十分接近。

在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的偉大實踐中，“地力常新”的關鍵在于“糞”，古人眼里的“糞”幾乎等同于今日的肥料［2-3］。古農(nóng)耕文明中，糞不僅僅是牛、羊、豬等畜禽糞便或人的糞便，還包括綠肥、火肥、毛發(fā)肥、灰肥、泥肥等［3］。這些肥料，不能用今日農(nóng)家肥或有機肥來簡單或籠統(tǒng)的定義，其不僅含有培肥地力及作物生長所需的有機質、腐植酸、氨基酸等，也含有一定數(shù)量的礦質營養(yǎng)元素（如灰肥中鉀含量較高）。

1.2 明清時期的肥料革命

殷商時期，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)注重施肥［4］，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和人口數(shù)量的增加，我國農(nóng)業(yè)也從刀耕火種走向精耕細作，在農(nóng)業(yè)技術迭代與效率提升的進程中，作為重要投入品的肥料居功至偉。明清時期人均耕地面積大幅度減少，從明朝洪武二十四年的14.56 畝（9 707 m2），降低至清朝道光時的1.65畝（1 100 m2）［5］，人地矛盾在江南地區(qū)更加突出。土地復種指數(shù)增加、南方冷浸田改良與開發(fā)造就明清時期的肥料革命。這場肥料革命具體表現(xiàn)在如下幾個方面：（1）肥料種類與來源大幅度地增加［6-7］；（2）肥料制造技術進步與普及，煮糞、糞丹等技術被發(fā)掘與推廣［8-9］，肥料商品化流通［10-11］；（3）施肥技術提高，開始注重追肥［12］；（4）石灰、草木灰、骨灰等含有礦質營養(yǎng)的物質被大量應用于南方冷浸田土壤改良［9-10］。

2 古代農(nóng)業(yè)中礦質營養(yǎng)采集與應用的智慧

2.1 大量元素肥料

1） 綠肥 我國綠肥應用的歷史非常悠久?！秴问洗呵铩肪陀小袄詺⒉荨钡挠涊d，可見戰(zhàn)國時期或者之前就已利用綠肥。出土的文物也證實漢代人民開始漚制綠肥，以培肥地力［13］。古代農(nóng)學研究雖無法如今人一般準確了解綠肥肥田的機制及肥田前后土壤理化性質的改變，但通過常年的總結與摸索，亦形成了相對完善的綠肥栽培體系。北魏賈思勰《齊民要術》中指出：“凡美田之法，綠豆為上，小豆、胡麻次之”，不僅肯定了綠肥的作用，還在實踐中總結出幾類綠肥的肥效高低；《齊民要術》還研究了綠肥與其他肥料的肥效對比，指出“其美與蠶矢、熟糞同”。漸漸地綠肥輪作、間作套種等成為古代農(nóng)業(yè)耕作養(yǎng)地的常態(tài)［14］。

綠肥應是古代農(nóng)業(yè)獲取氮素等礦質營養(yǎng)元素的主要方式和手段，從鋤草肥田到綠肥栽培，再到綠肥農(nóng)藝數(shù)據(jù)的收集與提煉，無不體現(xiàn)古代勞動人民用地養(yǎng)地的智慧?，F(xiàn)代農(nóng)學研究發(fā)現(xiàn)，綠肥可有效改善土壤理化性狀［15］，調節(jié)土壤微生物環(huán)境，增加土壤肥力［16］，降低化肥投入量。

2） 骨質磷肥 最早記載用動物骨頭煮汁來處理種子的是西漢的《氾勝之書》，而后北魏《齊民要術》談及石榴種植用骨肥是“樹性所宜”，用了骨肥可使石榴樹科叢旺盛，花實繁茂［17］。

明代《天工開物》中提到“土性帶冷漿者，宜骨灰蘸秧根”?！巴列詭Ю錆{者”即指南方冷浸田，這類田地呈現(xiàn)土壤偏酸性、土溫低、缺磷鉀養(yǎng)分等特點，不利于水稻的生長［18］。明代骨肥［7］有10種，主要為鳥、獸、魚骨焚燒后的骨灰及杵細的骨粉。該類肥料的主要成分是磷酸三鈣，含有作物生長所需的磷、鈣、硼、鐵等礦質營養(yǎng)元素，作用于冷浸田，可有效補充磷等礦質營養(yǎng)，培肥地力，促進水稻生長。現(xiàn)代農(nóng)學研究發(fā)現(xiàn)，磷素直接影響水稻植株新陳代謝、養(yǎng)分的吸收利用及其產(chǎn)量（每穗粒數(shù)和結實率）［19-20］。時至今日，部分農(nóng)村地區(qū)仍使用骨肥，在玉米及豆類等作物上都取得了不錯的效果，可使糧食作物增產(chǎn)12.8%～19.5%［21］，提高蘋果［22］、柑橘［23］產(chǎn)量及品質；南京農(nóng)學院研究人員采用骨汁處理小麥種子，出苗早、生長快［24］。

動物骨骼是重要的磷肥，俄國農(nóng)業(yè)化學的創(chuàng)始人普里亞尼施尼柯夫認為中國是最早將動物骨骼作為肥料應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的［25］。我國明清時期骨肥應用較為廣泛，煮糞、熟糞制作中也加入一定數(shù)量的動物骨骼，以增強肥效。

3） 草木灰 在古代農(nóng)業(yè)中，人們采用石斧或鐵具將地面上的草木砍伐并曬干后，用火焚燒。為了規(guī)范刀耕火種行為，還進行了一定的限制，如《淮南子·主術訓》：“昆蟲未蟄，不得以火燒田”。古人還將草木灰用于根外施肥［26-27］，元代魯明善《農(nóng)桑衣食攝要》有言：“布葉則刪耘，宜帶露撒灰……”，葉片展開時節(jié)，在帶有露水的葉片上撒草木灰。草木灰因成本低、來源廣、肥效顯著，被許多的農(nóng)戶所青睞。

如今在長期單施化肥造成土壤理化性質惡化及微生物活性降低的背景下，許多種植大戶依然沿用草木灰這一古老的肥料來改良土壤與培肥地力。草木灰的主要成分是碳酸鉀，呈堿性，礦質營養(yǎng)豐富，w（鉀）5%～18%［28］，還包含磷、鈣、鎂、硫、鋅、鐵等礦質營養(yǎng)元素?，F(xiàn)代農(nóng)學研究發(fā)現(xiàn)，草木灰于根部施肥，可提高作物產(chǎn)量［29］、改善土壤微生物群落結構［30-31］；葉面噴施草木灰浸出液，不僅可以補充鉀等礦質營養(yǎng)元素，而且可以提高果實品質、降低病蟲害［29，32］。安徽省青陽縣農(nóng)業(yè)試驗表明，在水稻葉面上撒施草木灰可使水稻增產(chǎn)14.4%～36.9%，并可減輕稻瘟病的危害，防止倒伏。

2.2 中微量元素肥料

1） 鈣 古代農(nóng)學著作中有關石灰的應用，多是圍繞暖土、中和土壤酸性等方面。江南地區(qū)冷浸田，因光照不足，土壤偏酸，如不采取有效措施改良，難以獲得理想的產(chǎn)出。冷浸田施用石灰，暖土的同時，改善土壤理化性質，并補充鈣等礦質營養(yǎng)元素，為作物創(chuàng)造良好的生長環(huán)境，故“土暖而苗易發(fā)”。此外，石灰在古代還作為一種農(nóng)藥，用于除草、殺蟲、滅菌［33-34］。

古人在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中給作物補充鈣元素的另一途徑是施用鐘乳石（碳酸鈣）。鐘乳石在促進果樹開花結果、提高果實品質、使果樹更新復壯方面具有重要作用。

2） 硫 明代一種新型肥料——糞丹，其中一原料即為硫黃［8］。糞丹中的硫黃成分，一方面可以減輕病蟲害，另一方面，亦可為作物補充礦質營養(yǎng)元素——硫。硫可以促進花卉開花［35］。

3） 鐵 元代魯明善的《農(nóng)桑衣食撮要》指出鐵對治療皂莢不實癥具有特別作用［36］。糞丹制作原料的其中之一為黑礬［8］，黑礬即為硫酸亞鐵，也是一含鐵及硫的中微量元素肥料。

3 結語

古人雖不知氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫等礦質營養(yǎng)元素之于植物的營養(yǎng)機制，但在實踐中摸索與總結出許多含有礦質營養(yǎng)物質的應用經(jīng)驗。今人借鑒古代農(nóng)業(yè)礦質營養(yǎng)元素采集與應用的智慧，傳承和創(chuàng)制了許多實用的肥料開發(fā)與田間農(nóng)技方法，如高效骨粉復合肥、草木灰功能肥料、含硫復合肥等，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中綠肥輪作與套種、石灰改土、草木灰藥肥并舉等。

古代農(nóng)業(yè)中綠肥、骨肥等肥料大量應用，本質上是以“多糞肥田”構建的土壤養(yǎng)分循環(huán)生態(tài)鏈，體現(xiàn)著國人樸素的循環(huán)觀，這般智慧與行為也為今人在無廢物排放的農(nóng)業(yè)循環(huán)生態(tài)建立、肥料的就地取材等方面提供了許多寶貴的啟示。