第七节(二) 农作均衡学续论

土地有这么一种作用，如果在一块土地上施以一定量的植物所需的养分，例如一车肥料，这块土地的收成就比另一块好些，我把这项作用称之为土地的性质(或土质)，我用黑麦若干斗来表示土质的高低度数，即农田消耗一车肥料可以生产黑麦几斗。黏土地比沙土地质量高些，上等小麦地的土质为3.8°至4°，而上等燕麦地的土质仅为2.5°左右，土中含沙量越高，土质越劣，散砂之地则肥力降到零度。

经验告诉我们，两块土质不同的土地，如果同样耕作，不继续施肥，则以后相继的收成相对减少的数量是很不相等的，沙土地比黏土地收成减少得多。

土地引起这种现象的作用，被冯·武尔芬先生称之为“土地作用”。然而在其他条件相等的情况下，产量的降低是由于土中植物所需的养分降低之故。对统计学作出杰出贡献的冯·武尔芬先生就这个问题说过这样的话：地力应该被看作是两种因素的产物，即土地的作用和土地的肥力。地力的大小可以在产量上看到。今设土地的作用为T，土地肥力为R，收成为E，则E=TR。土地的作用表示，土地中植物所需养分有几分之几转入收成，亦即是有多少养分被产量所吸收。土地的含砂量越多，则土地的作用越大，就这一点而言，土地的作用的大小与土质的好坏成反比。现在假设土地在纯休闲以后，黑麦的收成作为土地作用量的尺度，则作用量在大麦地为1/6至1/5，而在黑麦地则上升到1/4至3/10。

今以等量的植物所需的养分，例如10车肥料，施于土质不同的土地，例如一块为3.8°黏土地，一块为2.5°沙土地，则第一块土地增加地力的公式为10×3.8=38斗黑麦；第二块土地为10×2.5=25斗黑麦；或者说前者土地肥力增加38°，后者增加25°。所以说，土地肥力本身是两种因素的产物，如果我们把土地所含的肥料和腐殖质的量称为H，把土质称为Q，则R=HQ。

土地的肥力不是物质，而是生产能力。肥料不是肥力，必须通过土地的作用才变为肥力。等量的肥料施于不同的土地，产生的肥力的度数也不相同。

在同一块土地上，肥料的含量，或者说能被植物吸收的养分的含量，同土地的肥力或生产的能力成正比。所以人们可以把“土地肥力”这个词同两种概念，即物质的概念和生产能力的概念结合在一起，这不会产生不良的结果，本书也是这么做的。

但是，只要是全面地讨论以各种土地作为考察对象的均衡学，那么应把物质和生产能力两者区别开来。

我称“腐殖质”为“土地的肥力”，与冯·武尔芬同一意思。但是我并不把腐殖质理解为一切可能的存在于土中的可以被焚毁的物质，例如树根、草根、腐草和腐土等等，而是把“腐殖质”这个词的意义局限于上次施用粪肥的残留部分和两年至多三年的休闲地所残留的腐草。因此，我在研究地力均衡状态时先决定有一块土地，这块土地已经百年的种植，一切原来所含的植物质已经完全消耗殆尽，只含有粪肥，这块土地每次轮作为牧场从不超二、三年。

今将R=QH值代入方程式E=TR，则得E=TQH。

以此来表示收成，那么T和Q两个因素属于土地本身，即矿物质的成分，而H因素则是腐殖质，是动植物残留物质。

所以，土地对于收成的全部作用可见于T和Q之中，或者说是T和Q两种因素的产物。

今以任何一块土地A为观察之点，与另一块自然性质不同的土地B作比较。这两块土地所含的腐殖质的量相等，质也相等，而且来源也相同。如果对这两块土地施以完全同等的耕作，而收成则不等，那么我们应把收成不等的原因归于土地的自然性质的不同。

一块土地的全部作用对收成的多少产生影响，与另一块选作观察点和观察单位的土地作比较，我和冯·福格特男爵 ^[15] 把土地的全部作用称为“土地的能力”(das Erdvermögen)，简称为V。

我们在上文已经指出，土地的全部作用等于TQ，因此V=TQ，或者说，土地的能力等于土地的作用乘以土地的质量。

土地B尽管腐殖质与土地A相等，假定它的收成仅为土地A的十分之九，那么土地对收成多少的影响，或者说A地的土地能力与B地的土地能力相比为1∶9/10。

1与9/10之比等于10∶9或100∶90。由于计算分数很不方便，这里只求比例相同，所以我们可以任意将A地的土地能力与B地之比，看作10∶9或100∶90。

冯·福格特男爵假定土地能力为一个整数，也得到这里的证实。只是不应忘记，唯有在对两块土地作比较时，才允许对土地的能力任意假定为一整数。如果没有比较，任意假定数字则毫无意义，计算也不可能清楚。

例如。今有土地一块，土地作用=1/6，土质=3°；另一块的土地作用=1/8，土质=3.6°，那么第一块土地的能力=1/6×3=0.50，第二块的土地能力=1/8×3.6=0.45，两者土地能力之比为0.50∶0.45=10∶9。

土地D与土地A的自然性质相等，两块土地所含的腐殖质不等，因此，尽管耕作完全相同，结果收获量并不等。

假设。土地所含的植物养分性质相同而数量不等，虽然土质、气候、上期种植、耕作、表土层的深浅，以及一切与植物有影响的作用都相同，但收获量则与土地所含的植物所需的可溶性养分的多少成正比。

如果农田A和农田D，其自然性质相同，腐殖质的含量为1∶8/10，那么根据上述假设，A和D的收成同样应为1∶8/10或10∶8。

习题。今有农田A和农田B，土地能力不等，但所含腐殖质相等；农田B和农田D则反之，土地能力相等，而所含腐殖质不等，试求A和D收成的比例。

农田B的土地能力与D相等，假定为A的9/10。D所含的植物养分与B和A比较，假定为8/10∶1，则收成的比例如下：

A∶B=1∶9/10

B∶D=1∶8/10

因此A∶D=1∶9/10×8/10=1∶72/100。

一般可作如下的表述：

因此各农田的收成如下：

A∶B=V∶v

B∶D=H∶h

因此A∶D=VH∶vh。

农田D的收成亦即是vh/HV乘农田A的收成，或者说x=(vh/VH)×E。

用文字来叙述这一比例，即，两块农田收成的比例，仿佛是土地能力和腐殖质含量的乘积之比。

(vh/VH)×E这一式子，可以由下列各式表叙，其值不变：

(vh/VH)×E=vh×(E/VH)=vh∶(VH/E)。

最后一个公式的意思是：

农田A的两个因数(V，H)的乘积除以该田的收成(E)，得出的商数即为：生产某一标准数量的黑麦，例如一斗黑麦，需要这两个因数的乘积若干单位。再用这个商数去除农田D的两个因数(v，h)的乘积，便得农田D的收获量。

这一方法最初由冯·武尔芬先生应用，后又被放弃，但以后为冯·福格特先生所接受，尽管遭到许多非议，他始终没有放弃。

这一方法是否正确，经过上述推断，无可怀疑。但冯·福格特先生把土地的腐殖质含量同土地的肥力混淆了，因为福格特先生所称的肥料能力(Dungvermögen)，根据上述方法的性质不可能是R=QH，而是H，在他看来，土地的能力也不是TQ，而是T乘以60。为了使福格特先生的公式同这里所述的方法协调起来，则以度表示的肥料能力必须除以Q，但土地能力应乘以Q，除以60，因为福格特先生为了取得整数曾增加到60倍。

对土质不同的土地，其土地能力的大小至今还很少研究。我觉得，土地能力的最高点既不在沙土地，也不在黏土地，而在所谓适中的土地，也许在第二等的大麦地。如果能将新鲜肥料的两种作用，一种使土中所含的腐殖质发酵，另一种是直接滋养植物，加以区别，而对后者的作用予以阐述，那么在施以一车肥料之后，在下次收获时增产的数量就是土地能力的尺度，今有这么一块土地，施肥以后，在下次收获中增产最多，那么这块土地同时具有最高的土地能力。

如果我们将类似上述的方法，用于不同土质和不同土地作用的地块上，所得的结果如下：

农田A和农田B，土地作用T和腐殖质含量H相等，但土质之比为Q∶q。

农田B和农田C，土质q和腐殖质含量H都相等，土地的作用为T∶t。

农田C和农田D，土质q和土地作用t都相等，腐殖质含量之比为H∶h。

于是各田收成之比为：

A∶B=Q∶q

B∶C=T∶t

C∶D=H∶h

因此A∶D=TQH∶tqh。

或者说A和D收成之比为两块农田的三个因数，即土地作用、土质和腐殖质含量的乘积之比。

然而土质乘腐殖质的含量等于土地肥力，如果我们以R代QH，r代qh，则A和D的收成之比为TR∶tr，而x或者说D的收成=tr/TR·E。

亦即是，我们通过自己的研究得到了冯·武尔芬的公式，他的公式说明，两块农田的收成之间存在着一种比例，即土地作用和土地肥力两种因素的乘积之比。

D的收成为x，现在有三种表述方式，即：

Ⅰ. x=vh/VH·E

Ⅱ.x=tqh/TQH·E

Ⅲ.x=tr/TR·E

x的三种表述方式，其根源是一个，因此都是正确的；三式的不同仅仅在于，第Ⅰ和第Ⅲ式中的三个因素T、Q、H已与别数相联结。在第Ⅰ式中T和Q相联结，乘积为V；在第Ⅲ式中Q和H相联结，其积为R。

均衡学者历来很少合作，问题不在于他们对事物本身的看法有过多的分歧，而是对应用的方法有不同意见。我认为主要原因在于，他们没有将对收益力有关的一切因数都列入他们的公式，而且联结的方式也不一致。

著者希望对调解这些意见分歧有所贡献，因而从对形式的讨论导致对事物本身的讨论，我较详细地讨论这一问题，似已超出了一本并非为均衡学所著的书籍的范围。

除了上述三项可能的因素，土地的作用、土质和腐殖质的含量之外，前茬作物和土地耕作两项对收获量的影响也十分重大。

我们知道，冬麦播种于谷物田内，较之种于经过纯粹休闲之后而土地肥力相等的土地，其收成不过为70%—80%，种于豌豆地收成为80%—85%；此外，我们知道，将燕麦种于苜蓿或豆荚作物之后，比种于谷类之后，在土地肥力相等的条件下，产量也高些。

我把前茬作物的影响——它与前茬作物所要求的不同耕作有关——看作是一个独立的因数，我称之为“种植和耕作因数”(Faktor der Kultur)，用“K”表示，我把这个因数设为1，代表纯粹休闲之后第一次种植。

由此得出下列方程式，可用以计算中等年成的收获量。

E=TQHK

冯·武尔芬先生将因数T作了改动，表示前茬作物的影响，因此也常常遭受非议，因为T是土地的作用，这一因数在同一块土地不允许有不同的量。

如果我们将前茬作物和耕作的影响——亦即是田庄主所掌握的因素——看作是一个独立的因数，我觉得事情就清楚了；但土地的作用可以视为是土地所固有的一种特性。天气对各年收获量的影响，对农作均衡学无关紧要，正如这种影响对收成的估计、对根据收成估计而订的购买田庄和租用田庄的价格无关紧要一样。在关于均衡学的一切研究中，总是以中等年成为前提条件，多年的平均产量就是中等年成的标准。

中等年成一块土地的产量我们称之为该土地的收益力。

历来农作均衡学的一切体系都有这么一个前提，即土地的收益力与该土地的肥力——因此也与该土地的腐殖质的含量——成正比，因此，具有两倍腐殖质的土地也就能提供两倍的产量。

实际上，如果没有这项假设，也就无法研究均衡学。

下文对这个问题的观察得到的结果如下：

1. 田地多块，土质和肥力相等，每100方丈土地施3车、4车、5车、6车……肥料，每增加一车肥料所提供的增产越来越少；

2. 连续种植吸收地力的庄稼，不补充肥料，产量不会降至零，根据土地的不同自然性质逐渐接近到一个稳定不变的状态。

后一种情况得到特洛田庄明显的证实。特洛田庄有一块耕地，在一次施肥以后，连续种了十二茬，除了暂时用作牧场以外，未曾施过任何肥料，而收获还很可观，后面六茬的产量没有发现减少。

如果说，用数学方法来肯定构成事实的一系列环节中的某个有普遍意义的环节，或者说一系列环节据以运动的规律，已有充分的事实根据，那么至于那种现象是什么原因产生的，这对均衡学本身来说，是无关紧要的。但是，如果事实不足，数学方法不能应用，那么我们更有必要予以说明，我根据目睹的现象发表过如下的观点：

肥料、腐殖质，甚至整个干草垛，如果多年暴露于空气中，几乎会全部消失，只剩下少量矿物质。这种物质的逐渐消失是有目共睹的。也有我们感觉所不及的，甚至迄今化学分析还没有弄清究竟的，那就是土地能重新从大气中吸收营养植物用的气体，我总称之为“腐殖质气”。这种吸收确实存在，可以得到证明。试从地下掘出原土，起初原土完全没有肥力，但经几年空气的沐浴，就会产生肥力，可以滋生植物。即使从枞树沟中取出的沙子，堆它十年，再填入沟中，就有明显的肥力，但只能维持几年。关于土质原因，均衡学的研究已经先验地同观察自然所得的原则相一致了。

土地和大气之间的湿度和温度有调节作用，久旱的土地会吸取大气中的潮湿，反之，潮湿的土地会蒸发水分，因此，土地和大气之间腐殖质气的容量总是在相互作用，寻求平衡。土中水分蒸发的强度视土中所含水分的程度，但是，如果土中含水量和大气中含水量差距越大，那么干旱土地吸收水分就越多。因此我们可以类似地推论，土地含有腐殖质气越多，向大气散发腐殖质气越多，但是土地含有腐殖质气越少，吸收腐殖质气就越多，所以大气对土地有劫富济贫的作用。

根据这种见解可以想见，土地不断种植谷物，如不施肥料，由于腐殖质含量的减少，吸取大气中物质的能力就会加强，再辅以谷物根和草根腐烂后留下的少量肥力，产量也能维持在一定的程度上，而且长期保持不变。

虽然土地的腐殖质含量与产量没有正比例的关系，但是，由于腐殖质含量的增加能提高产量，所以两者之间必定存在着某种比例关系。

试问这是什么比例呢？

假设。有土地两块，土质相等，但腐殖质的含量不等，施以同样的耕作，产量的比例犹如两块土地的腐殖质含量的平方根之比。

例如。土地A，每100平方丈所含的腐殖质中可供植物营养之量，等于36车肥料，该土地的谷物收益为10斗；而土地B的腐殖质的含量为25车，A和B的产量之比为 ∶=6∶5。

由于A的谷物收益为10斗，则B的收益=10×5/6=8¹ / ₃斗。

使用同样的方法，我们可求得：

腐殖质含量 谷物收益

1610×4/6=6² / ₃斗

910×3/6=5斗

410×2/6=3¹ / ₃斗

大气的作用和植物都不可能将土地中的腐殖质含量吸收至尽。当土地的腐殖质含量减少到一定的程度，供植物吸收的腐殖质，则可由植物的根和草皮补充，这样就出现稳定状态。这时土地的收益力——来自大气中的物质——，我称之为固有的收益力。

固有的收益力与土地的自然性质特别是土地的含水量有密切关系，如在沙地可以降至为零，在黏土地也许为3—4粒，如果大气中含有的腐殖质气丰富，收益力也许还可提高一些。

不同质土地所具有的固有收益力是很不相同的，从这个事实中可以得出一个重要的结果，生长在贫瘠土地上的植物的养分，不仅由枝叶吸收大气中的物质，而且土地也吸收这些物质，数量也很可观。

我很不相信，上述假设——所谓土地收益力与土地的腐殖质含量的平方根成比例——已经发现了观察自然界的规律。但是，用这个假设，再同所谓土地含有腐殖质越贫乏，吸收腐殖质气越多的这个见解相结合，则上述的两项事实虽与理论相矛盾，但由此也就协调了，这种设定在实际中应用也就可以了，待以后经过试验和观察获得新的数据再行调整，那时我们对规律本身有了深一层的认识。

在谷物种植次序与地力关系表中，主要是要解决，所安排的谷物种植次序是吸收地力还是增加地力这一问题，关键是要调查各区土地肥力的状况，因此，产量与土地肥力成正比的假设也是可以应用的，因为各区的土地肥力与平均肥力相差并不很大，不会因使用前面那个假设而产生重大的误解。

但是，如果有人提问，增加土地肥力的报酬有多少，增加土地肥力而无利可图的界限在哪里，那么使用前述的那个假设就完全不许可了，否则会引入歧途。

如果在同一块土地上产量和腐殖质含量不成正比，那么土地的作用、土质、腐殖质的含量，从而土地的作用和肥力相互都不是独立的量，而是相关的量，这里只能意会，无法详细论述。这里有着观察、试验和研究的广阔领域，有待年轻一代学者去探索。只要有了充分的资料，农作均衡学必定也会像几何学那样找到自己的欧几里得。

由于化学的发现——主要是施普伦格尔教授的研究取得了丰硕的成果——，我们知道，一切植物都含有矿物质，例如钙盐(石灰)、钾碱、硫酸、氧化镁等等，这些物质可以认为是植物的养料，农田经常是施了矿肥以后才肥沃起来。

在农业的实践中，灰泥土、石膏等许多矿物质的作用已完全证明了这一点。

然而，我们和冯·武尔芬先生在均衡学中，只把土地看作是提供植物所需养分的工场，把已死的动植物视为植物养分的主要来源。

这里看来土地和腐殖质一定程度上是对立的。经过化学研究，两者的对立又消失了。于是均衡学结构的根基似乎发生了动摇。甚至有人不但否认均衡学的存在，而且认为根本不可能存在。

如此严重的责难是否正确，有待检验；所以我敢把我的关于施用矿物肥料取得巨大成效的条件和情况的经验以及我的由经验而得来的见解陈述如下：

我在特洛田庄取得的经验是，将灰泥土施于干燥的沙地、生黏土地，以及农舍附近百年来种植未息的、地力很强的土地，效果很小，甚至等于零，而施于潮湿的、长酸模(Sauerampfer)的中等地，则效果显著，收成可提高30%—40%。这一经验，以及我发现适当地施用灰泥土酸模会从农田自行绝迹的现象，使我产生这么一种思想，灰泥土的作用与土地中存在酸性有关，1829年我已将这一看法发表在《梅克伦堡农业年鉴》第16卷上，早于施普伦格尔研究成果的发表。

奎策诺的施勒德先生可惜早年逝世，我的见解促使他在各种农田做过一系列的实地试验，他的研究报告载于《梅克伦堡农业年鉴》第16卷第520页上。

以试纸试测各种土地的泥浆，结果如下：

测量田舍附近的肥田，试纸呈红色，然而很弱；离田舍越远，土地肥力越减，试纸所呈的红色越显明，而长期用作牧场的田地，试纸的红色则非常强；在施过灰泥土及灰泥土不起作用的田地，试纸的颜色很少变化或完全没有变化。

由此可见，灰泥土的作用的大小与试纸呈红色的程度，也就是同土地含酸性的量成比例，灰泥土的功能可以在土地对试纸的反应上预先测知。

施勒德先生在继续的试验中发现，将灰泥土施于原先使试纸呈红色反应的土地上，能使试纸恢复呈蓝色；如添加粪肥，呈红色的试纸也能恢复蓝色，虽然程度上不如灰泥土。在这一方面，羊粪的性质最近于灰泥土，马粪次之，牛粪又次之。

施勒德先生由此得出重要结论，粪肥，特别是羊粪能中和土地中的酸性，由此可以说明，灰泥土在粪肥充足的土地上效果很小的原因。

根据这些经验及研究结果，土地中酸性——可能是腐殖质酸——的存在，却是石灰能成为肥料的条件，然而石灰只不过是个媒介物，将腐殖质酸转化为可溶解的、植物所需的养分。

上述这些由使用灰泥土的经验得来的见解，并没有遭到后来研究这一课题的施普伦格尔教授的驳斥，反而得到证实。施普伦格尔认为，腐殖质酸石灰是植物的良好养分，它同粪肥中的氨相化合则易于溶解，而腐殖质酸本身是很难溶解于水的。

此外，矿质肥料和动植物肥料有很大区别，下列事实中也可见到：如果土地中已含有一定量的矿质肥料，额外再添该种矿肥，这对植物的生长丝毫不起促进作用，反之，只要增添动植物肥料，植物长得越茂盛，不过产量不总是增加的。

在特洛田庄和在梅克伦堡其他田庄，在每平方丈土地上施以10方尺、20方尺或40方尺的灰泥土，效果未见有什么区别。再将含11%的灰泥土和含30%的灰泥土等量施于相邻的两块田中，下期谷物生长的情况也没有多大区别。田里第一次使用灰泥土很适当，第二次再用，全无效果，而酸模重又生长，不过潮湿的土地是个例外。

使用石膏也有类似的现象。在特洛田庄做过一次试验，每平方丈土地上施用半磅石膏和12磅石膏，苜蓿生长没有什么区别；而在一块草地，九年来，每平方丈地年年施以半磅石膏，成效越来越减。

这种现象在近代化学中也能找到解释。植物的矿物质含量很微，少量矿物质施于田中足可供植物多年的需要。如果这种物质施于田中超过植物化学构成和中和土地酸性的需要，那么过剩之量对植物的生长关系不大，只不过起物理作用，犹如黏土和沙土。

然而也有几种土地，施以大多数矿质肥料，完全没有效果。 ^[18] 例如在特洛田庄，在靠近田舍的土地施以灰泥土，其中高地完全没有作用，在低地只有非常微弱的作用；施以石膏也只有微弱的作用，而石膏在远离田舍的土地则有很大的效果。在那里施以骨灰和食盐做试验，迄今没有取得任何成效，在整个田庄的土地上也一样。

在远离田舍的土地使用矿质肥料不能提高产量，而应使用粪肥。

尤其是长期耕作、泄水良好、粪肥充足的田地，施以矿质肥料只有微弱的效果，或全无效果。

通过化学分析知道，粪肥中，这里是指干草与牲畜排泄物的混合物，已包含植物所需的一切矿物质。因此，定期在土地上勤施丰富的粪肥，自然不会缺乏那些矿物质，额外补充矿质肥料收不到效果。

根据前述定义，腐殖质就是以前所施粪肥的残余物，因此，腐殖质中，农作物所需的各种矿物质都已应有尽有。

然而，如果频繁地种植吸取腐殖质中某种成分最多的作物，如油菜吸取钾盐量，苜蓿吸取石膏，亚麻吸取氧化镁，能使腐殖质成分的比例失去平衡；或者，如果土地长期休闲，泄水不良，腐殖质可以酸化；最后，如果腐殖质中原有的盐基成分，因灌溉过多而被漂去，那么在这种情形下，按我的看法，增添矿物质将会取得巨大成果。

农业中均衡学所称的“腐殖质”与化学家所称的“腐殖质”，完全不允许混淆，因为化学家把一切已经腐败的有机物，不考虑其来源，一概称之为“腐殖质”。腐殖质的主要成分是腐殖质酸，泥煤中及残留的粪肥中都存在。然而，土地中的腐殖质酸来自泥煤还是来自以前所施的粪肥，对农作物的繁育有很大的区别，植物对这两种都称为酸的反应说明，这两种酸绝不是相同的。由此可见，化学对植物真正的养分，土中腐殖质酸的分析还没有解释。利比希教授认为，化学家现在已经认识到，从泥煤中提取的或从淀粉中提取的腐殖质酸，碳、氢、氧的成分是完全不同的，这一见解颇为重要，将来也许会带来丰硕的果实。

从农业的均衡意义上说，在正常情况下腐殖质已含有植物所需的一切矿物质，额外增添这种矿物质只起机械和物理的作用，与其他泥土一样，所以说泥土与腐殖质是对立的，也不无道理。

均衡学的任务是：土地经过生产，收益力损失多少，土地施以一定量的粪肥收益力增长多少，对不同类的土地均以数字予以说明。

至于粪肥和腐殖质中哪种成分是植物的主要养分，是否如冯·赫尔蒙特所说的水，哈森弗拉茨所说的碳素，或者如近代化学所说的，粪肥中含有的矿物成分是对植物繁育产生有益影响的原因，这些不是均衡学研究的任务。均衡学关心的仅仅是粪肥中所含的一切肥料成分的总作用量。所以，均衡学与农业化学毫无关系，通过观察和试验获得的一定量肥料的作用的数字是一成不变的，不管现在和将来人们可能认为粪肥中哪种成分是主要养分。

如果要大家一致同意粪肥是如何以及通过哪种成分起作用，才愿去从事农作，那么人类早就饿死了。但是，实用农业和均衡学都不允许把自己的深入研究推延到解决那个问题之后。

但是，化学的应用成效显著，如施普伦格尔教授将化学应用于农业，许多问题，我们如通过单纯地观察也许需要几百年时间才能解决，而化学转瞬间就能解决，因而也大大促进了均衡学的发展。如果腐殖质中各种成分的正常比例遭到破坏，化学就能告诉我们，田地中应该加添什么物质，以使田地更加肥沃，对实际农作最为有利。凡是精明的田庄主都不能忽略化学知识。

根据数量而论，碳素是农作物的主要成分；在粪肥和腐殖质中碳素也占最多的量；土地所施粪肥，亦即为碳素越多，谷物长得越茂盛；土地不断耕作种植，产量将依次不断递减，然而，如果补充粪肥，亦即是碳素，土地又恢复原有的肥力。

从这些简单的事实中可知，作物所需的碳素大部分取自土中。

然而，新近利比希教授在他的《有机化学》一书第56页上，提出了如下的见解：

“一般说来，植物在正常发育的情况下，它的碳素含量并不取自土中；反之，植物使土地含碳量更丰富。”

尽管这种奇特的见解并没有危及均衡学，但是利比希教授的著作却耸人听闻，碳素对于植物养料学的地位是太重要了，这里对这个问题不能不闻不问。

上述见解主要有如下两个依据：

1. 施普伦格尔认为，腐殖质酸一份能溶解于2，500份的水中；腐殖质酸与碱、石灰及苦土相化合，从而构成(利比希教授补充说)具有同样可溶性的化合物。

于是利比希先生计算，多少腐殖质酸连同植物灰中的碱基被植物吸进体内，他发现这种腐殖质酸中的碳素含量与植物的碳素含量相比，微不足道。

利比希先生引用施普伦格尔的观点为依据，然而，施普伦格尔认为，溶解腐殖质酸碱并不需要2，500倍的水，而只需要半倍水。

假设已是错误的，那么直接据此得出的计算，便无价值可言。

2. 根据利比希教授的报告，在2，500平方米(约合115梅克伦堡平方丈)的土地上：

(1)种树，每年可产风干木材2，650磅，其中含碳素1，007磅；

(2)播种黑麦，收获麦粒和麦秸2，580磅，碳素含量为1，020磅；

(3)种植甜菜，可收18，000—20，000磅，不计菜叶，含碳素936磅；

(4)在同样的面积用作牧场，平均可收干草2，500磅，含碳素1，008磅。

2，500平方米的土地用以育草造林，产碳素…1，007磅；

同样面积的农田，种甜菜，不连叶，产碳素………936磅；

种谷物产碳素…………………………………1，020磅。

利比希先生于是作出下列的观察及结论：

“人们不禁要问，牧场的青草，林地的树木，最初没有施肥，从何处获得碳素；为什么土地中的碳素非但没有贫乏，反而年年有所增加。”

“肥料对于农作物的发育具有影响，没有人敢于否定，但人们有充分把握断定，肥料对植物产生碳素并不起作用，也没有直接的影响，因为我们知道，施肥的土地产生的碳素并不比没有施肥的土地多。肥料的作用问题与碳素的来源问题，是毫不相关的。植物的碳素必有其他来源，土地既然没有提供，那么来源只能是大气了。”

然而，《有机化学》的作者忽略了一点，牧场如不进行灌溉和施肥，2，500平方米的面积是得不到2，500磅干草的产量的，产量将年年递减，进入稳定状态时产量不过为以往的1/4。

干草产量减少，从而收割的干草中所含的碳素量也减少，因为大气中碳酸气的含量始终未变，所以其原因只能是，前面几茬收成已经将土地中的一部分碳素作为养分吸收了，后面几茬青草只能吸取到土中少量的碳素。

《有机化学》的著者所提出的自己认为正确的根据，恰恰证明其论断的谬误。

植物从大气中也从土地中吸取必要的碳素，两者的比例以植物不同而不同，树木不同于谷物，又不同于豆荚类。这一点在均衡学和实用农业中是早已了解并且承认了的。探求这一比例正是均衡学的最重要也是最艰巨的任务之一。

本卷第一版问世至今已有16年，16年来经过连续不断的仔细观察，我的对非常年轻的科学农业均衡学的见解，有了很大发展，有些观点有了改变，这是在所难免的。我没有充分时间可将本卷中根据农业均衡学原理所作的计算重新改写，但我目前的观点并不曾改变重大的结论，否则本卷不应再出第二版。

幸而本卷中完全没有谈及均衡学中最困难也是最少有定论的原理，即在不同等级肥力的土地上肥力与产量是什么关系，当土地种类发生变化，土地的作用和性质发生什么变化。本卷所谈的始终是相同的土地，即其肥力处于稳定状态，在纯休闲之后谷物收益为8斗。

虽然本卷谈的是相同的土地，收益虽分不同的等级，但不讨论与这些收益等级相应的土地肥力。我们可以把收益多于或少于8斗的土地肥力，设为未知数x，这样不致影响结果。只是在不同经营制度下，关于土地肥力的均衡表中，它才有偏差。我们的计算都以经验中获得的原则为基础，即在谷物收益为8斗的大麦地，1，000平方丈的地面相对吸收为1/5，土地肥力为400°。但是在表格中土地收益不是按8斗，而是按10斗计算，土地肥力则为500°，也就是与产量成正比的。依我现在的看法，这么做并不正确。因为表格仅仅用作比较，从收益为8斗作为依据之点出发，也能得出同样的结果，不会是别的。

如果以8斗收益和400°地力取代原有数字，这很容易，但是，本卷中必有许多处要求修正，而研究的结果则并无变动。

我后来的经验告诉我，本卷中所引用的均衡学的部分，数字比例应作一些修改；但是，这些修改并不会动摇用文字表述的这些研究结论的正确性。

然而，我后来得到的经验，关于油菜的产量和地力吸收的结果，与我以前的假设有很大偏差。所以油菜种植这一章已完全改写。

为了便于读者综观我后来所补充的均衡学的理论，同时说明我的计算方式，所以我在本卷末的附录说明一之后列出最近拟定的十区农作制均衡表一份，这项农作制现已在特洛田庄靠近田舍的一半土地上实施。