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施肥是农业生产中一项十分重要的环节，它对生态环境也具有强烈影响。因此，合理施肥，提高肥料利用率就成为提高植物生产的经济效益，保护生态环境的一个重要研究课题。为此必须了解植物营养规律、肥料性质、土壤肥力以及由此产生的施肥原则。德国化学家李比希（J.V.Liebig)在《化学在农业及生理学的应用》一书中指出，腐殖质是在有了植物以后才出现在地球上，而不是在植物出现以前，因此植物的原始养分只能是矿物质。后来进一步提出了养分归还学说，他认为：随着作物每次种植与收获，必然要从土壤中取走大量养分，使土壤养分逐渐减少，连续种植会使土壤贫瘠；为了保持土壤肥力，就必须将植物带走的矿质养分和氨素以施肥的方式归还给土壤，对恢复和维持土壤肥力有积极意义。虽然李比希的归还学说有一定的局限性，如对有机肥的作用重视不够，但至今仍是指导施肥的基本原理之一最小养分律是李比希在总结了德国学者Carl S.Sprengel等人研究成果的基础上，于1843年提出的。大意是：植物生长发育需要吸收各种养分；然而，决定作物产量高低的是土壤中有效含量相对最小的那种养分；在一定范围内，产量随着这种养分的增减而升降。无视这种最小养分，继续增加其他任何养分，都难以提高作物产量。最小养分与产量的关系，可以用数学式Y=a+bX表示，式中a>0,表示不施肥时的产量，X为最小养分的有效数量。对最小养分的理解应注意下面几个问题：①决定作物产量高低的是土壤中某种对作物需要量来说是最少的，而不是绝对量最少的那种养分。若某田块的速效磷和有效锌分别为10mg/kg和1.5mg/kg,则最小养分为磷，而不是锌。②最小养分不是固定不变的。当土壤中原有的最小养分因施肥而得到补充，它就不再是最小养分；而其他养分，因作物需求的增加，而变成了最小养分。③最小养分是作物增产的显著因素，要想提高产量，必须补充最小养分。若忽视最小养分，而继续增加其他养分，不但产量不能增加，反而造成肥料浪费，降低施肥经济效益。如在中低产田，氮素不足是影响产量的限制因子，而在高产田块上，不补充钾肥而继续加大氮肥用量，不但不会增产，反而造成减产1905年英国布来克曼（Blackman)把最小养分律扩大到养分以外的生态因子，如光照、温度、水分、空气和机械支持等，提出了限制因子律。其含义是：增加一个因子的供应，可以使作物生长增加；但在遇到另一个生长因子不足时，即使增加前一个因子，也不能使作物增产，直到缺少的因子得到满足，作物产量才能继续增长。限制因子律是最小养分律的扩大和延伸，它包括养分以外的各种因素，如土壤性质、气候条件、栽培技术等，都可能成为限制作物生长的主要原因，因此施肥时，不但要考虑各种的养分供应状况，而且要注意与生长有关的环境因素。如在我国北方地区，冬季设施栽培中温度和光照就是限制大棚蔬菜生长的限制因子之一。报酬递减律是指在其他经济技术条件不变的情况下，随着某项投资的增加，每单位量投资的报酬是递减的。德国的农业化学家米采利希（E.A.Mistcherlish)等人于20世纪初，在总结前人工作的基础上，以燕麦为供试材料，研究了施磷肥量与产量的关系，得到了与报酬递减律相似的规律，即在技术条件相对稳定的情况下，随着施肥量的增加，作物总产量是增加的，但单位施肥量的增产量是依次递减的，即ΔY1/ΔX1>ΔY2/ΔX2>…>ΔYn/ΔXn(如图)。在数学家布尔的协助下，提出了第一个肥效递减方程式，其指数式为：Y=A(1-e-cx),式中X为养分供应量，Y为产量，A为供足养分时的最高产量。 
米氏学说和米氏方程式的意义在于：①揭示了作物产量与施肥量之间的一般规律；②第一次用函数关系反映了肥效递减规律；③米氏方程的应用使得肥料施用由经验性、定性化走向了定量化。然而，米氏方程式未能反映施肥过量时引起的总产量下降的现象。费佛尔提出的抛物线式反映了这一现象。其一元二次函数的模式是：Y=b0+b1x+b2x2,式中b0为不施肥时的基础产量，Y为产量，x为施肥量；b1、b2是肥料效应系数，b2<0。当施肥量较低时，随着施肥量的增加，作物产量几乎呈直线上升；施肥量增加到某一程度，肥效递减明显；当施肥量达到最高产量施肥量以后，再增加施肥量时总产量下降。由于在一定的时期内生产条件是相对稳定的。因此，肥料报酬递减律是普遍规律，是合理施肥的基础之一。【1】陆欣.土壤肥料学【M】.北京：中国农业大学出版社，2019.181-183.
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