作物的生長發(fā)育離不開光、溫、水、氣、熱等自然因子，同時(shí)也與肥料類型、施肥制度以及田間管理等環(huán)節(jié)密切相關(guān)。隨著人類對(duì)糧食需求數(shù)量和質(zhì)量等要求的不斷提高、可利用耕地資源的不斷減少以及全球氣候和環(huán)境的不斷變化，在新形勢下研究不同的肥料類型和施肥制度對(duì)作物生長發(fā)育、產(chǎn)量以及品質(zhì)的影響就成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域持續(xù)關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。長期定位肥料試驗(yàn)以信息量豐富、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠、解釋力強(qiáng)，具有常規(guī)試驗(yàn)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，而且通過長期定位施肥研究，可以克服因氣候變化對(duì)作物生長發(fā)育的影響[1]，能系統(tǒng)研究不同的施肥制度對(duì)作物生長發(fā)育以及產(chǎn)量等因子影響，并做出科學(xué)的評(píng)價(jià)，為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供重要決策和依據(jù)等方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。國內(nèi)、外有關(guān)長期定位施肥研究的文獻(xiàn)相當(dāng)多，但主要還是圍繞“作物-土壤”兩大方面進(jìn)行研究，長期定位施肥對(duì)土壤效應(yīng)的研究，另有論述。本文就國內(nèi)、外長期定位施肥試驗(yàn)點(diǎn)的分布情況、長期定位施肥對(duì)作物效應(yīng)的研究進(jìn)行總結(jié)和歸納，以期能為我國長期定位施肥在作物領(lǐng)域開展相關(guān)研究提供參考和借鑒。

1國內(nèi)、外長期定位施肥研究站概述

1.1國外長期定位施肥研究站概述

有關(guān)國外的長期定位研究，我國學(xué)者沈善敏先生等曾經(jīng)做過相關(guān)的論述。國外的長期定位研究開始的較早，法國學(xué)者布森高于1834年建立了第一個(gè)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站。而最早開始長期肥料試驗(yàn)的是英國Rothamsted莊園的繼承人，由J.B.Lawes和化學(xué)家J.H.Gibert于1843年開始的Broadbalk冬小麥肥料試驗(yàn)，以后1848年開始的Agdell作物輪作-肥料試驗(yàn)，以及1852年開始的Hoosfitld大麥肥料殘效試驗(yàn)，當(dāng)時(shí)的試驗(yàn)面積1公頃，各種肥料處理共22個(gè)小區(qū)，1986年到現(xiàn)在，該試驗(yàn)結(jié)果向世界證明了單施化肥作物可以高產(chǎn)，并持續(xù)百年不衰。在其它地方，許多農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站相繼成立，田間肥料試驗(yàn)研究陸續(xù)展開。其它較為有名的如，在法國，1861、1867年由G.Ville、Deherain分別Vincennes、Grignon建立了相關(guān)的長期肥料研究站；在德國，1873年由Drechsler在Gottingen，1878年由J.Kühn在Halle；在丹麥，1894年在Askov建立的著名的長期肥料試驗(yàn)等（表1）。美國于1875年在康涅狄格州建立了第一個(gè)比較規(guī)范的農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站，而比較有名的則是1876年由GeorgeMorrow在伊利諾斯州立大學(xué)建立了Morrow試驗(yàn)站，開始了肥料與輪作的長期試驗(yàn)。這些長期定位肥料試驗(yàn)中的一部分一直保持到現(xiàn)在，如英國的洛桑試驗(yàn)站，美國的Morrow試驗(yàn)站，法國的Grignon和德國的Gottingen長期試驗(yàn)等；其它試驗(yàn)則在持續(xù)一段時(shí)間后先后停止。這些試驗(yàn)到現(xiàn)在有的已經(jīng)成為長期試驗(yàn)的“博物館”，其研究內(nèi)容仍在繼續(xù)擴(kuò)大和不斷深入，并且由歷史最悠久的一批長期肥料試驗(yàn)，相繼成為農(nóng)業(yè)綜合試驗(yàn)站，其中100年以上的有6個(gè)國家的6個(gè)試驗(yàn)站，洛桑試驗(yàn)站是最早從一個(gè)冬小麥肥料試驗(yàn)田間小區(qū)試驗(yàn)發(fā)展起來的，經(jīng)過165年的發(fā)展，由簡單的肥料試驗(yàn)到長期試驗(yàn)站，2004年上升為國際研究中心，研究范圍不僅肥料、土壤、作物，其研究內(nèi)容擴(kuò)大到全球環(huán)境、生態(tài)，由英國國內(nèi)走向國際，不僅是科學(xué)研究機(jī)構(gòu)，也是國際技術(shù)交流、人才交流和技術(shù)傳播的國際機(jī)構(gòu)。

1.2國內(nèi)長期定位施肥研究站概述

與國外長期定位施肥研究開始的時(shí)間相比，我國的長期定位施肥研究起步較晚，60年代初在全國典型農(nóng)業(yè)區(qū)建立一批肥料試驗(yàn)，但由于種種原因，這些試驗(yàn)有絕大部分半途而廢，只有中國農(nóng)科院劉更另院士于1960年在湖南祁陽建立的紅壤肥料試驗(yàn)站堅(jiān)持了下來，目前是我國歷史最長的長期試驗(yàn)站(61年)，同時(shí)也率先成為我國的重點(diǎn)野外科學(xué)觀測站。其它大部分的長期定位肥料研究開始于20世紀(jì)80年代，當(dāng)時(shí)中國科學(xué)院中國農(nóng)科院以及各省市的農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)大都建有長期的肥料研究站；2005年，由國家農(nóng)業(yè)部[2]組織專家對(duì)農(nóng)業(yè)各個(gè)單位的92個(gè)野外試驗(yàn)站進(jìn)行審查和評(píng)審，最終入選58個(gè)，命名為農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)野外科學(xué)觀測研究試驗(yàn)站，其中與肥料有關(guān)的長期定位試驗(yàn)站有32個(gè)(表2)。2006年國家科技部[2]對(duì)1999～2001分3批從有關(guān)部門遴選了35個(gè)野外站中的29個(gè)野外站進(jìn)行評(píng)估認(rèn)證，最終將“國家土壤肥力與肥料效益監(jiān)測站網(wǎng)”等27個(gè)試點(diǎn)站正式納入國家野外科學(xué)研究站序列。涉及農(nóng)田生態(tài)領(lǐng)域的有6個(gè)長期研究站(網(wǎng))，分別是位于陜西安塞縣、山東禹城縣、河南封丘縣、湖南桃園縣、湖南祁陽市的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站和“國家土壤肥力與肥料效益監(jiān)測站網(wǎng)”；其中只有后者真正以肥料命名，它成立于1987年，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院主持，聯(lián)同分布在河南、吉林、新疆、陜西、重慶、湖南和浙江的8個(gè)土壤肥料研究所，監(jiān)測和研究我國不同土壤長期施肥條件下肥料的農(nóng)學(xué)效應(yīng)、養(yǎng)分利用率、肥力質(zhì)量以及環(huán)境質(zhì)量演變等內(nèi)容；是建設(shè)的國家級(jí)大型土壤肥力和肥料效益長期定位檢測試驗(yàn)站網(wǎng)絡(luò)。

對(duì)長期肥料試驗(yàn)研究的內(nèi)容進(jìn)行概括和歸納，主要有包括以下3個(gè)方面：⑴研究不同營養(yǎng)元素對(duì)植物的相對(duì)重要性；⑵研究施肥對(duì)各種作物的增產(chǎn)效果，比較糞肥和礦質(zhì)肥料的營養(yǎng)價(jià)值；⑶研究施肥對(duì)土壤肥力的影響，特別是長期施用不同類型肥料對(duì)作物產(chǎn)量和土壤肥力的影響等。國、內(nèi)外關(guān)于長期定位施肥的研究中，施肥制度主要包括以下幾個(gè)方面：長期的不施肥(CK)、單施氮肥(N)、氮磷配施(NP)、氮鉀配施(NK)、磷鉀配施(PK)、氮磷鉀配施(NPK)和氮磷鉀配施有機(jī)肥(NPK+OM)等7個(gè)方面；隨著研究的深入，增加了氮磷鉀配施秸稈有機(jī)肥(NPK+S)制度的研究。

1.3國內(nèi)外長期定位施肥研究的文獻(xiàn)分析

對(duì)ElsevierScienceDirect數(shù)據(jù)庫1823至2009年近200年發(fā)表的文章分析(圖1)，可以看出長期定位肥料研究的文章最早發(fā)表在20世紀(jì)60年代，從20世紀(jì)60年代到90年代是緩慢發(fā)展階段，研究報(bào)道的文章和成果相對(duì)較少；從20世紀(jì)90年代至今是長期定位肥料研究的飛速發(fā)展階段，特別是近10年來，有大量的文章和研究結(jié)論被報(bào)道，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和施肥技術(shù)的改進(jìn)提供了寶貴的科技信息和技術(shù)支持。對(duì)中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(1994～2009)中檢索到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中長期定位施肥有關(guān)的文章分析看出(表3)，當(dāng)前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的長期定位施肥研究主要集中在農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科、農(nóng)藝學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域，發(fā)表的文章分別占到了總篇數(shù)的74.8%、72.0%；而在農(nóng)作物和園藝學(xué)科兩個(gè)領(lǐng)域，當(dāng)前的研究所占的比例相對(duì)較小，分別占到了21.2%、3.6%。在農(nóng)作物領(lǐng)域研究中，近年來發(fā)表的文章呈逐年增加的趨勢（圖2），特別是近10年來，在國內(nèi)核心期刊發(fā)表的文章篇數(shù)在飛速的增長，說明在長期定位施肥對(duì)農(nóng)作物的研究正在愈發(fā)受到農(nóng)業(yè)科研人員的關(guān)注和重視。