第5版()
专栏：
什么是合成蛋白质的“密码”？
谈家桢
据新华社报道，外国科学家研究生物体中用来决定蛋白质生物合成的“密码”问题已有成果（人民日报1962年6月14日）。国外电讯也报道了美国科学家谈蛋白质“密码”发现经过的新闻。究竟什么是合成蛋白质的“密码”，已引起了广泛的兴趣和议论。关于这个问题，我在1959年7月24日人民日报上曾发表过《遗传的分子基础和生物学的任务》一文，有所阐明。但时隔三年，这方面的研究工作在国际上又有了新的重大的进展。这一问题的研究，正如前苏联科学院院长涅斯米扬诺夫院士所说：“是现代科学的一项战略任务”，它是“位于化学、物理学、生物化学、生物学和控制论的接触面上的综合性问题”。现在，对这方面的工作作一个扼要而尽可能通俗的介绍。
问题的提出
蛋白质在生物体内的合成问题一直是个难题。为什么一种生物体内只能合成某些蛋白质而不能合成另一些蛋白质则更是一个难题。它与碳水化合物、脂肪及各种小分子的合成有根本的区别。
首先明确地提出“密码”问题的，是有名的理论物理学家盖莫夫（Gamow，1954）。他根据那时遗传学上已证明蛋白质分子的专一性决定于DNA（脱氧核糖核酸）分子的专一性的资料，根据瓦特森和克里克（Watson和Crick，1953）研究出的DNA分子结构模型，DNA分子专一性取决于其中四种核苷酸排列次序的专定性，根据桑格尔（Sanger，1954）第一次测定一种蛋白质（胰岛素）肽链中氨基酸次序而证明蛋白质专一性取决于氨基酸次序专定性的资料，提出：
可以把DNA看作一种“文字”，其中只有四个字母（即四种核苷酸，写成1、2、3、4）；蛋白质也是一种“文字”，其中有二十个字母（即二十种氨基酸，写成a、b、c、d……）。蛋白质合成中的根本问题，就是DNA文字如何“翻译”成为蛋白质文字。好比我们在翻译电报密码时，把“·”、“——”、“一空格”、“二空格”等符号译成“0、1、2、3……”等符号一样。
蛋白质中氨基酸种类其实比二十略为多些，但乌塞司（Yěas，1958）根据生化资料论证：基本的只有二十种，其余几种不过是这基本的二十个“字母”加一些“变音符号”而已，譬如德文中的?，而打字机上是只有二十个字母的。这二十个“字母”是：
（1）丙氨酸 （2）精氨酸
（3）天冬氨酸 （4）天冬酰氨
（5）半胱氨酸 （6）谷氨酸
（7）谷氨酰氨 （8）甘氨酸
（9）组氨酸 （10）异亮氨酸
（11）亮氨酸 （12）赖氨酸
（13）甲硫氨酸 （14）苯丙氨酸
（15）脯氨酸 （16）丝氨酸
（17）苏氨酸 （18）色氨酸
（19）酪氨酸 （20）缬氨酸
盖莫夫（1954）最初提出在密码翻译时三个核苷酸“决定”（即“译成”）一个氨基酸，因为二个核苷酸只能有42＝16种排列，最多只能相当于16种氨基酸，三个核苷酸能有43＝64种排列，刚好是二十种组合，即：
111 112 223 334 123
222 113 224 441 124
333 114 331 442 134
444 221 332 443 234
所以他认为这种“三字经”密码有“简并”（Degeneration），即112、121、211三种都是同一“意义”（决定同一个氨基酸）。由于二十这个数字刚好巧合，所以盖莫夫甚为得意，他把“20”称为“生物学上的神奇数字”——在原子物理与原子核物理上，2×2n＝2，8，16，32……等都称为“神奇数字”。
密码传递的物质基础
人们不久就确知蛋白质并不是在细胞核内染色体上DNA附近合成，而是在细胞质内微粒体颗粒上合成。以后又知道有二十种分子量较小的RNA（即所谓可溶性核糖核酸，简称sRNA）。每种各带一定的氨基酸，在微粒体颗粒附近排队，一个个氨基酸排成一串，联成一个多肽链，以后就成为蛋白质。最后又知道其排队时的次序决定于微粒体颗粒中一部分RNA（所谓信息RNA）分子中四种核苷酸的排列次序，而这种信息RNA是从细胞核内染色体上DNA附近合成后，从核进入细胞质的。染色体上DNA分子中核苷酸次序决定信息RNA分子中核苷酸次序，后者又进一步决定多肽链中氨基酸次序。所以密码问题就成为信息RNA中四种核苷酸的次序如何决定多肽链中氨基酸次序的问题。RNA的四种核苷酸一般简写为A、U、C、G。
几个原则问题
自从盖莫夫首次提出他的密码之后，有许多人对这问题发表了意见，其中最重要的是英国剑桥大学的物理学家克里克等（1957）所提出的一个问题：密码翻译时如何保证不读“破句”？因为信息RNA是长长的一条“多核苷酸链”，sRNA把氨基酸一个个接上去时，如果读了破句，那就不能保证专性蛋白质的正确合成。用我们的《三字经》作一个譬喻，设信息RNA为如下的一段：
“……初性本善性相近习相……”其中每个字相当于一个核苷酸。应当是“性本善”成一句（译成一个氨基酸），“性相近”又是一句，依此类推。但如果读了破句，以“初性本”为一句，那就势必译成另一种氨基酸，“善性相”又是另一种氨基酸……如此合成一个多肽链，岂不与正确的多肽链完全不同？而盖莫夫密码不能保证不读破句。所以克里克等提出一个所谓“不需标点的密码”，就是说：有许多三字句是“没有意义的胡说”。如果说“性本善”这样的句子有意义（有相应的氨基酸），则“初性本”这种句子就是“胡说”（没有相应的氨基酸）。所以他们认为像111这种三字句必是胡说，因为如果两个这样的三字句在一起，成为111111，则sRNA就不能断定把标点点在哪里。如果以121为有意义，则21开头的（如211，212…）就都是胡说，以12结尾的（112、312…）也都是胡说。把这些胡说排除之后，能有多少有意义的三字句呢？刚好也是二十个：
121 231 143 244
122 232 144 341
131 233 241 342
132 141 242 343
133 142 243 344
如果信息RNA全由这种三字句组成，那就可以保证不读破句。
这从信息论上的术语来讲叫做“约束”，就是说有些排列是被排除掉的。盖莫夫的密码有简并而无约束，克里克的密码有约束而无简并。乌塞司（1958）认为不必有如此的约束，只要总是从头读起，机械地三字一句，就不读破句。
此外，也有人根据遗传学和生物化学在当时的一些初步资料，认为应当是四字句而非三字句。也有人提出，RNA中只有两种字母而非四种字母（A和C算同一种字母，U和G算同一种字母），那么就至少要五字句。
遗传学方法
克里克等（1961）利用遗传学上最精密的工具来研究这问题，即大肠杆菌噬菌体T—4中的rⅡ基因。这个基因曾为朋才尔（Benzer，1957）用杂交方法分析到最精细的程度，并为弗里斯（Freese）利用来研究基因突变的分子机制而得到极为辉煌的成就：几乎各种天然突变和诱发突变都可判断其分子结构变化的本性，例如究竟是一个核苷酸被另一核苷酸所代替（例如C被A代替），还是多一个或少一个核苷酸。已知原黄素类的化学药品的作用是在一条多核苷酸链上两个邻近核苷酸之间内插一个核苷酸，因而引起突变。克里克等用原黄素所诱发的一个突变品系，研究它天然的“回复突变”，即从突变型回复成与正常型相关无几的类型。他们发现这些回复突变都是在原来所多出来的一个核苷酸附近又少掉一个核苷酸。用《三字经》譬喻来说，原来原黄素引起的突变可以写成：
“人之初，也性本，善性相，近习相……”除第一句之外，底下都是胡说，因此噬菌体就缺失了一种专性蛋白质分子，所以表现为明显的突变；而回复突变则是：
“人之初，性善也，性相近，习相远……”多了一个字又少掉一个字之后，虽然有一句或少数几句略有出入，但全篇意思不错，所以就“回复”了。
这种回复突变可以通过杂交方法而和最初原黄素所引起的突变分开，一分开就又是突变型而非正常型了：
“人之初，性善性，相近习，相远养，……”这种突变叫做“减字突变”。克里克共获得十几种不同的减字突变。
减字突变品系天然地回复成正常型，则这些回复突变必须是再加了一个字：“人之初，方性善，性相近，习相远……”发生回复之后又可与原来的减字突变分开，而得“加字突变”品系：
“人之初，方性本，善性相，近习相……”因此又得到一系列加字突变品系。
凡一个减字突变与一个加字突变用杂交方法组合在一起，都能回复成正常型。但两个不同的加字突变组合在一起却绝不能回复成正常型：
“人之初，方也性，本善性，相近习……”两个不同的减字突变组合在一起也是这样。但妙在任何三个不同的加字突变组合在一起就总是与正常型相差无几：
“人之初，方生也，性本善，性相近，……”三个减字突变在一起也是这样：
“人之初，性相近，习相远，养不教……”
这个试验证明两点：（1）三字一句，而非四字句或五字句；（2）sRNA并无永远不读破句的能力，只能机械地从头读起，三字一句，直至终篇。
这第二点也有生物化学上的证据。定杰斯（Dintzis，1961）证明血红蛋白分子合成时，的确总是从一端开始，一个个氨基酸接下去的。
人造密码
美国纽约大学的奥巧阿（Ochoa）早在1957年已能用四种核苷酸合成RNA，但人力只能控制核苷酸成分而不能控制核苷酸次序。例如只用U一种，那就合成UUUUU……；也可用很多U和少量A，则合成的RNA链中，A的位置完全是随机的。
奥巧阿等从1961起用这种人工合成的RNA作为信息RNA，加上其它必要条件（sRNA等等），来合成多肽链。结果发现若用……UUUUU……作信息RNA，则合成的多肽链上全是苯丙氨酸。因此，可断定苯丙氨酸的密码是UUU。若用较多的U和较少的A所合成者为信息RNA，则合成的多肽链上只有苯丙氨酸与酪氨酸两种。按A和U的各种比例所合成的酪氨酸比例来推断，酪氨酸的密码当为UUA（但其中次序尚不能断定，也可能是AUU或UAU）。用这种方法，他们把二十种氨基酸的密码都求了出来。同时，美国国立医学研究所的纽伦堡（Nirenberg）和马泰（Matthaei）等，也独立地开展这种工作，而两个实验室的结果极为相符（参见下表）。
氨基酸 奥巧阿 纽伦堡—马泰
丙 UCG UCG
精 UCG UCG
天 冬 UAG —
天冬酰 UAA，UAC —
半胱 UUG UUG
谷 UAG —
谷氨酰 UCG UCG
甘 UGG UGG
组 UAC —
异亮 UUA UUA
亮 UUC，UUG，UUA UUG，UUC
赖 UAA UAA
甲硫 UAG UG？
苯丙 UUU UUU
脯 UCC UCC
丝 UUC UUC，UUG
苏 UAC，UCC —
色 UGG UGG
酪 UUA UUA
缬 UUG UUG
从这些结果看来，密码既有简并也有约束。像亮氨酸就不止一种密码，这就是简并。另外也证明像AAA、GGG等密码是胡说，这就是约束。但字母的次序不同不一定能简并，丙氨酸与精氨酸的密码必有次序的不同，只是目前尚未能测定而已。
西德魏特曼（Wittmann，1961）又利用遗传学方法，用亚硝酸处理烟草镶嵌病毒以诱发突变，然后看突变型与原种在氨基酸方面的差异。发现氨基酸变化总是这几种：已知亚硝酸的作用总是使A变成G，或使C变成U，所以上述结果与奥巧阿等所求出的密码完全符合。
展望
这方面工作前途之远大是无可估计的。人类知道了生物体内各种密码之后就更有把握可以定向改变遗传性，改变动植物品种，控制发育。甚至可以有计划地合成新的核酸样版，获得人类任意设计的遗传性。这些本来是属于科学幻想范围内的事情，现在看来都已接近现实。
值得提出的是奥巧阿等已开始研究人工合成RNA时控制核苷酸次序的办法，正像现在多肽合成中所做到的那样。将来也必然有人研究人工合成DNA时控制核苷酸次序的办法。当然，设法测定天然DNA与RNA分子中核苷酸的次序，也是最重要的研究项目。
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专栏：
工业废水灌溉稻田的研究
吴维中
从各种工厂排出来的工业废水，由于生产品种和工艺不同，含有的有机成分和无机成分也不同。其中数量最多、危害最大的，就是含酚工业废水。焦化厂、炼油厂、煤气发生站以及一部分化工厂等排出的废水属于这个类型，它含有不同程度的酚类、油类和硫化物。如果这类有毒含酚废水未经适当处理，排入水体（江、河、湖、海），则会污染水体，使鱼类和其他水产被毒害死亡，也危害人民的健康。如果被污染的水质再作工业用水，则会侵蚀机械设备，影响工业生产。如果有毒工业废水未经处理，排放到农田，则会损害农作物的正常生长。例如，辽宁省的浑河在流经抚顺市后，遭到抚顺市石油厂石油工业废水的污染，不但使浑河中的鱼类绝迹，而且使辽河下游鱼产大减。利用这种河水灌溉稻田的抚顺市李石寨农民自1939年至1949年，十年间水稻平均每亩〔注〕产量不到三百斤，而河水污染以前，平均亩产五百斤左右。
解放后，李石寨农民认真总结了十年来由于石油工业废水灌溉而引起的水稻贪青倒伏和发生稻热病造成减产的教训，采取了一些改进措施，使污水灌溉稻田由减产转向增产。到1958年，李石寨公社水稻亩产量已经由1949年以前的二百九十斤上升到八百一十斤。但在这个期间，污水灌区内还有水稻倒伏现象，未能根治。1957年倒伏面积占65．6％，平均亩产仅四百斤左右。这一事例说明，防止水稻倒伏，是污水灌溉中一项亟需解决的问题。
从1959年开始，中国科学院林业土壤研究所接受利用抚顺石油工业废水灌溉水稻的研究任务，三年来，在有关单位的协同下，对下列几个问题作了研究，并得到一些结果。
含酚工业废水的成分很复杂，既有对作物有害的物质，也有对作物有益的物质。已知的有益物质是有机态氮、铵态氮，以及某种有机刺激性物质；主要有害物质是酚类、硫化物、油类。这些成分当控制在一定数量的范围以内时，可以使有益成分发挥最大增产效用，同时抑制有害成分对作物生长和土壤肥力的危害。石油废水灌溉引起的水稻贪青倒伏和稻热病，主要原因就在于水质中有益、有害成分量的控制不当。以前对于计量灌溉废水方法，有过不同的做法。有人用废水与清水的比例作为指标。但是事实上，由于废水排入田间前受到工厂生产和降雨等客观因素的影响，浓度变化很大。在同一生长季节内，从定点分析可以看出，水质中铵态氮的浓度变化在每升五到三十毫克之间。因此，只用清污水混合比例来做用量指标，得不到稳定的废水用量结果。也有人用废水中的有毒物质如硫化物、酚类、油类等作为用量指标，忽视了废水中有效成分氮肥的主导作用，因此往往找不到废水用量与农业生产的依存关系。根据我们在李石寨三年试验结果，一般引到田间的废水中铵态氮含量是每升五到三十毫克，而以十到十二毫克为多；硫化物为二十到三十毫克；酚类（包括挥发酚与不挥发酚）为三十到五十毫克；油类为十到二十毫克。在含酚工业废水中铵态氮的含量与硫化物和酚类含量之间大致有一定的关系。通过几年来的试验初步肯定，在计量灌溉废水时，以水质中的铵态氮量作为主要指标，酚类、油类、硫化物作为参考指标。每次灌田时，测定水质中铵态氮含量。在水稻全生育期内，每亩稻田自泡田期到孕穗期之间，各次灌入铵态氮的累积总数，作为废水灌溉氮肥定额，并折成硫铵计算。
通过三年田间试验说明，随氮肥定额的提高，水稻株数与株高都有明显的增高，而穗重与千粒重则是氮肥定额为每亩一百市斤的最高，氮肥量再增加，就显著下降。这是因为，在氮肥定额超过每亩一百市斤时，水稻即有贪青现象发生。水稻根系也随着氮肥定额的增加得到相适应的发育，即氮肥量多了，根的干物质积累也就多，分布也广。但定额在一百五十市斤以上的，根的干物质重量则急剧下降，因为随着铵态氮量的增加，废水中的有害物质、特别是硫化物也同样增多，抑制了根系的正常发育。
水稻产量与氮肥定额的关系更为显著。定额在每亩一百市斤以下的，水稻产量随氮肥定额增加而急剧上升，增产率最大。定额在每亩一百至一百五十斤之间，水稻增产率不大。定额在一百五十斤以上，则发生倒伏减产现象。在个别土壤肥力较高的地块上，即使定额为一百三十斤，也会发生较轻的倒伏现象。这说明废水灌溉氮肥定额必须因地制宜。
稻谷出米率以氮肥定额在每亩一百市斤最高（达到78％），一百五十市斤以上开始降低，而倒伏后的出米率则更低。子实中蛋白质含量随氮肥定额提高而有规律地增加，由5．49％提高到9．28％。这说明水稻经废水灌溉后，不仅产量增加，而且质量也提高了。
在清水对照试验小区内，施入与废水灌溉氮量相等的化肥硫铵，水稻产量、出米率与蛋白质含量等各方面的指标，与废水灌溉的具有同样趋势。但在水稻根茎发育与子实产量方面，废水灌溉较之有显著提高。这说明在废水中除铵态氮肥外，还有其他有利于植物生长的成分。
从田间试验中可以明显看出，废水中有某种有机刺激性物质。这种物质沉积在土壤表层，特别是稻田入水口和老废水灌区的土壤表层，具有很高的肥力。虽在同样氮肥定额条件下，此种物质存在与否，也会使水稻的生长表现出明显的差异。
资料表明，在石油有机物中可以提取出石油刺激素，这种物质可以大大加强土壤的生物活性。土壤中加入极微量的这种物质，会使固氮菌、放线菌、真菌和纤维分解菌等有益土壤微生物得到更好的发育，加强对空气中游离氮的固氮作用，保证土壤中植物可吸收的营养化合物有更好的积累。这种物质与磷肥共同施用，可以削弱土壤对有效磷的固定作用，同时加强植物对磷的吸收能力。国外多年研究肯定，单独使用极微量（每公顷三百克以内）的石油刺激素，或与硫铵、过磷酸钙等化肥共同使用，对于水稻、小麦、玉米等粮食作物，蔬菜果树和多年生森林植物，都获得显著的速生增产效果。这方面的研究工作有待进一步的开展。
至于废水灌溉水稻会引起水稻贪青倒伏与稻热病，这一方面是由于废水中肥料有效成分是以氮肥为主，过多地使用废水灌溉，势必引起氮肥的施用过量；另一方面是由于废水中有害物质、特别是硫化物的危害性。这些硫化物在酸性土壤中生成硫化氢，使土壤的物理化学和生物化学机能受到抑制，影响到水稻根部对土壤中矿物营养成分吸收的不平衡，特别是对土壤中硅酸盐的吸收。在不同废水灌溉氮肥定额处理之间，由水稻茎秆中二氧化硅含量分析结果中可以看出，二氧化硅含量随着氮肥定额提高而有规律性的减少，由14．64％下降到10．54％；水稻茎秆中二氧化硅含量减低，削弱了水稻茎秆的物理性能，容易倒伏，并减弱抗病虫害的能力、特别是抗稻热病和二化螟虫的能力。这一缺点必须依靠晒田和增施硅酸盐肥料来补救。
通过控制氮肥定额，可以使含酚工业废水灌溉水稻，达到亩产一千到一千二百斤。此外，污水灌溉结合增施磷肥和硅酸盐肥料，选择耐肥品种，合理密植，加强田间管理，特别是间歇晒田，还可以进一步提高水稻单位面积产量。这说明废水灌溉农田有很大的增产潜力。
含酚工业废水流入田间后，受到水稻同化作用所放出的氧及空气中氧的自然氧化，同时也受到土壤微生物的生化分解作用，因而迅速得到净化。从试验田水质分析结果中看出，废水流入田间，其中挥发酚在四十八小时后净化77．3％，九十六小时后净化85％；油类在四十八小时后净化55．4％，九十六小时后净化70％；硫化物在四十八小时后净化80％。废水经过农田灌溉后再排入水体，可以大大减轻水体的污染。
通过田间水质净化试验说明，土壤对含酚工业废水的净化能力是很强的，废水中的有毒物质在田间得到比较彻底的自然净化。
含酚工业废水灌溉农田，既为农业生产提供大量肥源，又经济科学地处理有毒工业废水，是一项一举两得的措施。1961年抚顺市李石寨公社在大面积上利用废水灌溉水稻，获得平均亩产八百五十斤；鞍山市北宋三台子公社利用鞍钢炼焦含酚工业废水灌溉水稻，也在大面积上获得平均亩产七百斤到八百斤。林业土壤研究所同年在上述两公社的试验田，只用废水灌溉，不施任何其他肥料，达到亩产一千二百斤的结果。我们有根据相信，利用工业废水灌溉，随着技术的改进和经验的积累，水稻单产量一定可以不断提高。
注：本文中所用耕地面积单位“亩”，系根据东北农民习惯，以一千平方米作为一亩，相当于一点五市亩。
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专栏：
钢铁炉渣的性质和肥效
朱淇 陈恩凤
利用炼钢的平炉渣作为肥料，西欧国家在上世纪下半叶就已开始。所谓汤姆士磷肥，就是英人汤姆士1887年改良了提炼法，使炉渣中含有一定的磷量并磨细而成的肥料。至于炼铁的高炉渣，由于含磷很少，而含硅钙较多，日本人曾在老水稻田中施用，当作硅肥，以防倒伏，效果很好。又经试验证实，炉渣当钙肥施用，肥效比一般石灰好，可能与含有微量元素有关。炼钢炉渣过去主要作为磷肥施用，而炼铁炉渣则未被充分利用。
我们对钢铁炉渣的有效利用作了一些试验。根据几年盆钵和田间试验的结果，钢铁炉渣对不同地区不同作物均有一定的肥效。我们对全国各地所产各种炉渣进行了化学成分的测定。各种炉渣在成分含量上都各有其特性，而在所有各种炉渣中，氧化硅和氧化钙的含量最多，各约占全量20％—40％；其次是氧化铁、氧化铝和氧化镁；再次是氧化锰、五氧化二磷和硫。此外，还含有很少量的硼、锌、钼、铜等。这些成分，大多是作物生长和发育所不可少的营养物质。并由于它们是经高温煅烧后的产物，各成分中的易溶部分约占全量的三分之一到三分之二。因此，钢铁炉渣是一种以钙硅为主的、含多种养分的、既具速效又有后劲的碱性复合矿质肥料。
在物理性质上，各种炉渣自然冷却时，都呈坚硬的块状或蜂窝状。块状的，表面和断面都有光泽、较硬；蜂窝状的，无光泽，较脆。由于炼钢炉渣较炼铁渣含铁、锰多，含铝少，所以颜色较深，一般为黑色或灰黑色；而炼铁炉渣为暗灰色或淡灰色。同样，炼钢炉渣硬度和比重一般也比炼铁炉渣大。炉渣在出炉时导入水池中或用冷水冲激，就呈小的蜂窝状或颗粒状，这样在粉碎时可免去初轧［zhá］手续。
从1958年起，我们用各种炉渣在不同土壤上对不同作物进行了三年盆钵试验和两年田间试验。现将这些试验结果简述于后。
一、盆钵试验
1958年夏，用鞍钢高炉渣施于白浆土中，对小麦、大豆和甜菜进行的试验发现，炉渣肥效特别显著，使小麦大豆子实和甜菜块根分别增产43％、48％和9．3％。同时，大豆的油脂、小麦的蛋白质和甜菜的糖分含量也都比对照有显著的提高。1958年冬，另用抚钢电炉渣和本钢高炉渣在白浆土、棕壤和冲积土上对小麦进行了试验。这些试验也证明炉渣有相当显著的肥效。但在不同土类中，同种炉渣，反应大小不一：在白浆土中肥效最好，棕壤为次，冲积土再次。值得注意的是，在白浆土和棕壤中炉渣与有机肥料混合施用，增产效果更为显著。
1959年夏和冬以及1960年夏，我们对合理施用炉渣进行了一系列的盆钵试验。这些试验的结果可归纳为下列三点：
1、用不同量的鞍钢高炉渣和平炉渣施于六种不同土壤中，对大豆、小麦、甜菜、棉花、谷子都有一定的增产效果。就炉渣的用量来说，在一定范围内，施用量与产量成正相关。例如，高炉渣每盆施到二百克时，小麦可增产一点二倍；平炉渣施到四百克时，可增产一点五倍。这证明在盆钵条件下，炉渣施用量达每盆土重（七公斤）的三十五分之一到十六分之一，还对小麦继续发生良好效应。
2、炉渣不同细度试验表明，炉渣愈细，表面积愈大，速效养分愈高，因而作物的增产量也愈高。用通过一百六十筛目的炉渣，可使小麦增产113．6％；相反，细度在四十筛目以下，增产量锐减。
3、炉渣试验过的土壤，对后槎作物还有相当显著的后效。如在白浆土和棕壤上，第二槎大豆分别增产42％和15．7％，第三槎小麦分别增产106．3％和13．5％。同时土壤的化学性质也随着有利于作物生长发育的方向发展。例如，凡施过炉渣的土壤，其酸碱度、盐基饱和度以及速效氮、磷含量，均比没有施过的对照有所提高。特别是速效氮、磷含量几乎成倍增加。土壤腐殖质也因施用炉渣而加速了分解。这就进一步证实炉渣与有机肥料配合施用，有很大好处。
二、田间试验
田间试验共进行了两年，其中1959年是与辽宁、吉林和黑龙江三省农业试验机构和公社协作进行的。试验所需炉渣统一由中国科学院林业土壤研究所供给，都是通过八十筛目的鞍钢高炉平炉渣。除个别的外，施用量均为每公顷三吨，全做基肥施用。1960年是与辽宁省农业科学院协作委托辽宁各县市农业科学研究所进行的。试验所需炉渣以就地取材为主，施用量和方法也未求一致。
这些试验证明，高炉平炉渣对不同作物都有一定肥效。例如，水稻可增产15％左右，旱田作物一般可增产5％—10％。从增产幅度看，肥效还不十分稳定。这除了各试验地区情况不一和一般的试验误差外，主要还是由下列几个原因造成的：
1、炉渣的细度与产量成正相关。1960年各地所用炉渣以就地取材为主，由于粉碎条件较差，粒体过粗，所以肥效大减。
2、不同作物对炉渣所含主要成分有不同的需要，因而反应不一。如大豆喜钙，马铃薯嫌钙，而水稻施硅是有益的。
3、不同土壤对炉渣的反应也不一样。例如，粘性、酸性和低湿或有灌溉条件的土壤，反应良好；而砂性、碱性和非灌溉的旱地，反应较差。有些试验，在播种前后，适逢干旱，又都在施炉渣后马上播种，有的种子离炉渣太近，有的还施在砂地上，加上炉渣又粗，在这种情况下，即使任何高效肥料也不会很好发挥作用，何况炉渣还有吸湿性，与种子竞夺水分，影响种子发芽，所以最后必然影响产量。
4、炉渣的施用量没有根据作物和土壤对炉渣反应的强弱而增减。
不论何种肥料，除了其本身的肥力以外，施用条件的掌握是很关紧要的。炉渣的盆钵试验之所以肥效特显，主要是因为炉渣既与土壤充分拌匀，又保证了适宜的湿度、通气和温度，使炉渣的肥力得到充分的发挥。而施在大田里，就不是这样了。这就需要施用者根据炉渣的理化性质，对不同作物不同土壤拟订合理的施用量和施用方法，炉渣的细度也须达到要求。
作物的增产数值，无疑是衡量炉渣肥效的最主要标准。除此以外，由试验所得的下面一些结果也是较重要的：
1、炉渣施在地里和在盆钵中一样，也能改良土壤的理化特性，也有多年的后效。
2、炉渣施于水田里，对水稻有抗倒伏的作用，如在沈阳中朝友谊公社和抚顺上游公社灌溉污水的炉渣试验地中，水稻茎秆强度均比对照大大提高。
3、施用炉渣可促进作物的生长发育，同时还提高收获物品质，如提高大豆的油脂，水稻、马铃薯的淀粉，小麦的蛋白质和甜菜的糖分含量等等。