第5版()
专栏：
光激射器及其应用 南 安
光激射器（或音译为“莱塞”、“睐泽”）的制成和应用，是六十年代科学技术的重大进展之一。目前，新的光激射物质不断出现，其进展速度之快，在科学技术史上尚不多见。
光激射器实际上是一种能量转换装量，根据不同的类型，其输入能量可能是电磁能（用无线电或光的频率）或电流，而输出的能量是受激发射的光。这种激射光有几个特点：单色性好（频率单一）、方向性好（光束高度准直平行）、相干性好（光波的“步伐”整齐）和强度大，是普通光线所不具备的。因此，从一开始它就引起科学家和工程师的巨大兴趣，纷纷研究激射光在各技术领域里应用的可能性。现在，在通讯、测量、金属加工、外科手术以及基础科学研究等方面，出现了一系列的光技术。虽然这些新技术绝大多数还处在实验室阶段，但是它有巨大的潜在力量，可以预计将发生深远的影响。
光激射器的工作原理
在介绍光激射器的工作原理之前，要先了解一下电磁波的性质和原子的能量状态，以及它们的相互作用关系。
我们知道，无线电波（长波、中波、短波、超短波）、雷达波（微波）、红外线、可见光线、紫外线、X线和丙种射线，都是电磁波。它们的区别在于波长不同。它们的波长是依照上列次序递减，频率则递增。古典理论认为，电磁辐射是持续的波浪式运动。但是，有很多现象无法用波动学说来解释。一九○○年，物理学家普朗克提出量子学说，认为电磁能是成束地被射出或吸收，它们具有粒子的性质，粒子取名为量子。一九○五年，爱因斯坦证明了量子理论，并提出光子学说，认为光的能量是以光子形式存在和运动。电磁波实际上就是具有波动和粒子的双重特性。光子的能量不固定，而是与频率成正比，频率越高，能量越大。在解释电磁能与物质相互作用（例如下述的光受激发射原理）时，输入和输出的辐射被当作波看待，有波长和频率，但同时要用量子理论来说明原子的能级跃迁，即当光子打中了原子，就把自身的能量传给原子中的电子，从而升高了原子的能级。
原子是由原子核及围绕核运转的电子所组成的。每层电子所处的轨道代表不同的能级，离核近的轨道，能量小，离核远的轨道，能量大。在通常状态下，物质的粒子系统（原子或分子）总是处于能量的最低状态（基态），这样，物质结构才能稳定。但是，原子或分子一旦受到电磁波的作用或加热，吸收了外来的能量后，就如上面所述，本身能量状态发生了变化，从基态跃迁到高能态。高能态的粒子是处于激发状态，是不稳定的，总是要回到正常基态来，并释出多余的能量。如果这些能量是用来发光，我们就称它为辐射跃迁。辐射跃迁分为两种：一种是高能态的粒子由于自身的不稳定，寿命很短（只有万万分之一秒），自发回复到基态，同时发出光，这叫做自发辐射。普通的发光，如太阳光、灯光都属于这一类。由于它们的能级不同，所以波长、频率杂，光的颜色多种多样，方向也漫不一致。我们不妨打一个通俗的比喻，这种发光就象是足球比赛后，场内的观众向四面八方潮水般的散开，但见五颜六色，杂乱无章。另一种情形是，有的物质（如一些稀有气体和稀土元素）的粒子，它们到达高能态后，不是直接回到基态来，而是过渡到一个中间能量状态（亚稳态），粒子在亚稳态的寿命较长（可达万分之一到千分之五秒），并且自发回到基态的可能性小。当亚稳态的粒子不断增加，数目超过基态时，如果受到波长相当于两个状态的能量差的电磁波激发，就回复到基态，释出光子，光子又激发其它原子也跌落到基态，释出新的光子。这样在光学共振腔里反复作用，造成所谓雪崩反应，发出强大的光。这种辐射叫做感应辐射，也就是光激射器的工作原理。
激射光束的频率范围很窄，其输出功率为一瓩时，带宽仅为零点零二赫，这样的光谱纯度是过去所未见过。光束还严格地朝着一个方向发射，在十米左右，光束不发生散射，此后也只有轻微的扩散，在十二公里远的照射面积，只比一个茶杯碟大些。一九六二年夏天，科学家曾经向月球发射激射光十三次，获得成功。光在穿行三十多万公里后，在月面上的扩散直径只有三点二公里；要是普通光线，假设强度也足以射到月球，则扩散直径将达四万公里。如果也打一个通俗比方来说明激射光的特点，那么可以把它看作检阅台前的步兵分列式，整个队伍的方向是笔直的，每个士兵的服装颜色完全一样，每一行每一个人的间距都相同，迈着同样大小的步伐，以同样的速度走过检阅台，显得十分威武壮观。
几种光激射器的特点
第一台光激射器是固体红宝石晶体式，于一九六○年七月制成，到现在已四年了。在这期间，不断发现很多种晶体、玻璃、塑料、液体、气体甚至等离子体，都可以用来制造光激射器。它们的激发方式虽然有所不同，但都具有上述光激射器工作原理的共同特性。从理论上说，整个可见光段的频率都能有激射光发生，但由于每种物质只能产生一定数的光频率，所以必须继续寻找新的物质，或者出现能广范围调谐频率的光激射器，才能填满全部空隙。目前，各种类型光激射器发出的波长，大多介于零点五九微米（光谱的黄橙部分）到三十五微米（光谱的红外部分）之间。
已经制成的光激射器有四种类型：固体式、气体式、半导体注入式和液体式。现将它们的主要特点介绍于下。
（一）固体光激射器。固体光激射材料主要有红宝石，含钕玻璃和稀土元素的钙锶氟化物、钨酸钙、钼酸盐等。它们的特点可以红宝石光激射器为代表。
红宝石晶体的成分是氧化铝，并杂有铬原子。作为光激射材料的红宝石晶体棒长约四厘米，直径零点五厘米。棒的两端磨成精确的光学平面，严格平行，并涂以银膜，一端成为完全的反射镜，另一端只能反射百分之九十八，可以让百分之二的光通过，射出晶体棒外。晶体棒和两面反射镜构成光学共振腔。在红宝石棒外绕以电子闪光灯，作为激发光源（起光学泵浦作用）。正常情况下，铬原子吸收紫外线和绿、黄光，而只让红、蓝光通过；激射出来的光束为深红色，波长零点六九微米。
红宝石光激射器的能量转换效率并不高，因此需要很大的输入能量。几经改进后，现在已能得到输入能量为一三○○○○焦耳、输出能量为一五○○焦耳、束宽小于一度的激射光。光激射器的平均输出功率是低的，但是应用巨大脉冲技术可以得到很高的峰功率。这种技术是：在红宝石棒与非完全反射的端镜之间装上快门，当进行光学泵浦时，快门关闭，迟延激发发射，到了极大量原子被激发后，快门才开放，因而增加光束的强度。另一种增大功率的方法是把两支光激射棒分别泵浦，使两棒的原子均保持在高能态，但由于它们是在临界长度以下，所以不发生激射，然而一旦两棒进行光学藕合，立即有强光射出。这项新技术很有发展前途。
现在已能激射出时间为零点零一微秒，峰功率为一亿至十亿瓩的脉冲。当光束强度达到每平方厘米十亿瓩时，相应电场强度为每厘米一百万伏特。如用透镜把光束聚焦到直径为千分之一厘米的面积，那么，这个焦点上的光束强度为每平方厘米一千万亿瓩，光频率电场为每厘米十亿伏特，压力为每平方厘米一○五万公斤。应该注意，这样大的峰功率是由于把输出功率集中在极短的时间射向极小的面积取得的；光激射器的工作仍然严格遵循能量守恒这个客观法则，而不能凭空创造出能量来。
目前的研究方向是继续提高输出功率，并使之有持续的光激射作用。
固体光激射器的能量输出和储存容量，比起其它类型光激射器尚属较高。它的主要用途是在发展光通讯、测距、金属加工和外科手术等方面。
（二）气体光激射器。很多气体有光激射作用，如氦、氖、氩、氪、氙、铯蒸气、氧等。气体光激射器可以产生二百多种频率。由于大多数气体只能有每米百分之三的增益，所以管长一般要一米，但在一米长的管内，可能产生几种不同的激发，使激射光束既非相干性又不能调谐到单一频率。如缩短管长可以获得单一激发方式。现在已制成长为五厘米的气体光激射器，所用气体为同位素氦—3，激射光波长为零点六三微米。
气体光激射器的输出功率更低，只有几毫瓩。但是，它是很稳定的强单色辐射源，很接近于理想的光激射器。光波的束宽和带宽很窄，相干性好，可以制造短距离通讯工具和在精密测试上应用，以及作为生物学的研究工具。
（三）半导体注入式光激射器。半导体材料中的少量杂质，造成材料有空穴型和电子型之分。当电流越过电子—空穴结时，产生很多非平衡的电子和空穴；当电子和空穴复合时，能发出光子，电子由电子型落入空穴型的空穴（缺一个电子的原子）中，发出光子。这是半导体注入式光激射器的作用机制。它的结构类似普通的结二极管。由于通了电流后，结二极管产生大量处于激发状态的电子，电能变光能的能量转换效率很高，达百分之三十以上，所以器件结构很小，结的面积大约只有一平方毫米。然而由于器件结构的体积过小，输出功率也受限，今后只要克服技术上的困难，可能制成大体积的器件。
要保证光激射作用的发生，越过结的电流需要很高的密度，每平方厘米达一万安培。由于产生高热，所以一般要在低温下工作。
调节输入电流强度、工作温度或略为改变材料成分，均能改变激射光的波长，所以它是可调谐频率的光激射器。加上它的体积小、构造简单和效率高这些优点，半导体注入式光激射器可以用来制造通讯系统，在空间飞行器上使用，也可以作为固体光激射器的高选择性激发光源。
已经使用的半导体光激射材料，有砷化镓、锑化铟、砷磷化镓、铟砷化镓等三元素固溶体，它们发出的光波波长在零点六五微米至五点二微米之间。
（四）液体式光激射器。它分为喇曼效应型和稀土螯合型两种。
喇曼效应型的原理是这样的：光通过介质时，光子与粒子（原子或分子）碰撞，如果碰撞是弹性的，光子被弹出来，能量和动量均不改变，因而频率也不变；如果碰撞为非弹性的，光子可能从粒子得到或因而丧失能量，能量的改变就造成频率的改变，这就是喇曼效应。在正常条件下，非弹性碰撞少，因而喇曼效应就相应地弱。在液体光激射器中，喇曼效应作用物质（如硝基苯）受红宝石激射光的辐射，就发生了效应，产生相干光，频率为原来的光频率加上硝基苯分子的振荡频率，这种效应的能量转换效率达百分之五十。
苯并丙酮络铕酒精溶液以及另一种螯合在塑料中的铕化合物，均可作为光激射物质；光波波长约为零点六一微米。它们的优点是，能吸收广范围的光频率，因而对激发泵浦的功率利用更有效，但仍要求有较高的激发功率。这是稀土螯合型光激射器的特点。
由于需要高阈功率，因而限制了液体光激射器的利用。但是，散热问题较易解决，则是一个优点。
激射光的应用
科学技术史告诉我们，每一项重大技术的产生，必定推动自然科学发生广范围的革命性进展。原子能的利用是如此；晶体管的出现（一九四八年）和利用促进了固体物理学的成长也是如此；现在的光激射器为科学技术实践提供前所未有的电磁辐射源，其灿烂的前途也是可以预料到的。但是，光激射器毕竟还是处在实验室阶段的幼年时代，人们还没有完全掌握它的规律和阐明它的本质。尤其是它在各方面的应用，虽然极其广泛，但是很多可能性还仅是设想而已；能否实现，在估计上势必有所出入。这是需要今后由实践来逐步验证的。
下面介绍光激射器的主要应用。
（一）光通讯。激射光在通讯上的应用是光激射器的主要发展方向和研究重点。光是一种电磁波，如同无线电波一样，能载运信息。信息的载运量与频率成正比。由于光波的频率比无线电波大得多，所以，波长在零点四至零点七微米的可见光段，理论上可以有八千万道电视通路，而且所需能量比无线电波少得多。由于激射光的高度方向性和极窄的束宽，因而不易被干扰和截收，保密性很强。
光通讯在实践中所遇到的最大困难是大气和尘埃的干扰，它们能吸收光线和使光线发生散射。现在已经制成的光通讯机，系采用氖—氙光激射器，通话距离为一点六公里。至于实验室中的通讯距离，可达五十公里（中间有重发器）。
很多科学家认为，光通讯的主要发展方向是在空间的应用。这是因为：空间没有大气干扰；无论是宇宙飞船之间、宇宙飞船与地球之间、或者两个行星之间，距离均极其遥远，而无线电波最远只能到达一亿公里，不够应用；只有激射光可以发射到十光年（一百万亿公里）之远（所需输出功率为一万瓩），正可以发挥其作用。据报道，科学界在不久即将进行这方面的试验。
（二）光雷达和光测距。光雷达和普通微波雷达的区别在于波长不同。由于光的波长更短，因而分辨能力更强，能察出更小的目标，而且所需的天线小，使用方便。但是，由于光束狭窄，故寻觅目标困难，并且能被雨、云、尘埃所阻而减弱，使利用受一定限制。目前，光雷达已在气象上应用，探测距离为六十四公里。光雷达在地面上应用，是为了配合普通雷达，以补其不足。在空间的应用可测距离、速度和高度。
光测距器的原型也已经制成，测距范围达十公里远，可能误差为五米。可由士兵随身携带，或装配在坦克、直升飞机上。
（三）关于利用激射光制造反导弹武器的可能性问题。我们在上面已经说过，尽管光激射器的峰功率可达每平方厘米一千万亿瓩，可使任何物质气化，然而这只是由于把全部输出能量集中在极短时间内、聚焦在极小的面积上所取得的结果，并且也只不过是在目标上钻了极小的锥形孔而已。而在实际作战中，导弹是不会带有透镜来聚焦激射光的，因此，照射结果就更差了。再看一下计算数字：物理学家计算过，要在五十公里外熔化在飞行中的导弹弹头，需要的输出功率为一亿六千一百四十万瓩，作用一分钟。这就是说，要把现有的光激射器输出功率提高一百亿倍。固体光激射器的效率很难超过百分之十，所以，反导弹用的光激射器的输入功率至少需要十六亿一千四百万瓩，作用一分钟。能否制成这样强大的光激射器，现在尚无理论根据，何况这个数字还没有把大气吸收和干扰计算在内。即使能制成如此强大功率的光激射器，但是，在辽阔的天空，用束宽只有一分的光线去追击几十公里外的微小而快速飞行的目标，任何人都能估计到，这是极其困难的。
帝国主义者在进行核讹诈后，现在又在进行光讹诈，宣称要在月球上建立光武器基地来毁灭地球。这更是无稽之谈。即使能在月球上建造输出功率为十亿瓩的光激射器，射到地面上来，被照射区所受到的辐射，还没有温带地区受到的太阳辐射的十分之一。
由此可见，光武器的制造是缺乏理论根据的，很多科学家是持否定态度的。但是，光激射器有可能作为战略武器的辅助系统，即利用其产生的高热，作为核武器的触发器。
（四）光焊接、切割和钻孔。光激射器在金属的精密加工方面有很重要的地位。实验证明，利用激射光所产生的极高温度，可以进行难熔金属（如钼钛合金）的焊接、直径仅有一微米的金属丝的微观焊接、半导体的切割以及金刚石的钻孔，效果很好。对所加工的材料影响很小，除了作用点外，材料不受破坏，也不发生变形，焊接之后甚至不需要进行机械加工。但由于目前的光激射器输出功率还很低，不能用来进行大面积、大体积的金属加工。
（五）光手术。利用激射光的高温，可以施行眼科的精细手术。例如因高度近视等原因引起的视网膜剥离，目前是用普通强光进行凝固手术，使视网膜“焊接”回到原来的位置（可恢复部分视力），需要半秒钟的照射；而用激射光，照射时间只有千分之一秒，这样极快速的手术，使眼球没有转动的机会，不至于误伤眼球的正常部分。
由于激射光的作用面积小，界限清楚，所以今后有可能对重要器官的肿瘤组织用激射光进行破坏，收到手术割治的效果。
（六）基础科学研究方面的应用。利用激射光的单色性好、频率稳定，可以用来进行极精密的空间和时间测量。
不久以前，科学家用激射光重复了一八八一年米契尔逊和莫莱两氏关于光通过空间的速度不受地球运动影响的实验。
用四支氦—氖气体光激射器连结起来的装置，发出回转光速，可以计算出回转速度、角度和光频率改变的关系，代替陀螺仪使用。
利用激射光的高温可以使少量物质气化，然后进行成份的光谱分析。
利用激射光能聚焦在极小点上，可以用来破坏细胞的某一部分，进行生物学的研究。同时，也可以用来切割化合物的分子链，进行化学实验。
利用激射光的极高峰功率，可以研究高电场、高磁场强度的高频现象，以及电磁能与物质的相互作用。
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专栏：
从生产和使用两方面谈钙镁磷肥 侯德榜
钙镁磷肥在中国是磷肥的一个新品种，是解放以后才逐步发展起来的。在国外，日本钙镁磷肥的发展也不过只有十至十五年的历史。在世界范围内，除掉托马斯炉渣磷肥发展较早外，熔融磷肥大量发展也只有二十至三十年的历史。钙镁磷肥的特点是，它不需要用硫酸来制造，生产流程也比较简单。它不象过磷酸钙那样是水溶性的磷肥，而是一种枸溶性的磷肥。这就是说，它可以大部分溶解在百分之二的枸橼酸（即柠檬酸）里。这种枸溶性的五氧化二磷（P2O5），就叫作“有效磷”。由于钙镁磷肥不是水溶性的，它的肥效发挥较慢一些。正是因为钙镁磷肥不是水溶性的，不易被水流失（在水稻田中），同时也不容易被土壤中的铁和铝离子所固定，所以，钙镁磷肥同过磷酸钙相比较，它在初期肥效慢一些，而在后期肥效则比过磷酸钙强。并且，一般的碱性肥料不能与酸性肥料混合使用，而钙镁磷肥虽是碱性肥料，却可以与酸性肥料如硫酸铵、氯化铵、硝酸铵等混合使用，不虞氨的损失。它与过磷酸钙混合使用，就得到速效与长效相结合。这是它的最大特点。此外，钙镁磷肥可用以拌种籽和沾秧根，不象过磷酸钙那样可能灼伤幼苗和幼根。 一
钙镁磷肥是用含镁高的硅酸盐同磷矿石在高温下熔融制成的。磷矿石是一个不溶解的含磷酸三钙的矿石，它在水中不能溶解，必须经过酸处理（如硫酸），或与碱性较强的物质（如纯碱），或含镁高的物质（如蛇纹石等）在高温下熔融，才能发挥它们的有效磷。最初的时候，有雷南尼亚磷肥，它也是在高温下，用纯碱烧成的。由于纯碱的碱性较强，所以，在比较低的温度摄氏一千三百五十度以下就可以熔成。但因为纯碱价格较贵，就想用含镁的硅酸盐来代替纯碱。利用氧化镁来代替氧化钠。经过试验后发现，假使用含镁高的硅酸盐来代替纯碱，熔融温度需提高到摄氏一千四百七十度左右（视配料情况）才能与磷矿石熔融而起反应，得到有效磷高的钙镁磷肥。
在制造过程中，用磷矿石与含镁高的硅酸盐，须以一定的比例相配合。这种配合料一般是蛇纹石、橄榄石（但须含镁高含铁低的）、滑石、石棉石、氧化镁、硫酸镁、菱苦石、白云石以及硼镁渣等。总而言之，镁是主要的原料，一切含镁高的，而不多含钙、铁、铝、硅的矿石，都可以用作配料。以上这些配料都曾用于生产钙镁磷肥。由于这些配料矿石含镁的成分不一致，有的除含镁外，还多含有二氧化硅、铁、铝、碳酸钙等，有的不含，所以配料的比例就有所不同。按照一定的比例配料，就可以得到合格的钙镁磷肥。
钙镁磷肥与过磷酸钙对原料的要求不同。钙镁磷肥因转化率高，磷矿石含磷品位不一定要求高（即磷矿石含铁、铝多一些也可用）。这与过磷酸钙的要求有所不同（过磷酸钙要求磷矿石需含五氧化二磷（全磷）在百分之三十二以上，而钙镁磷肥只要求磷矿石含五氧化二磷在百分之二十四以上）。也就是说，中、低品位的磷矿石也可以用以制造合格的钙镁磷肥，得到有效磷仍有百分之十六至百分之十八以上。这是钙镁磷肥与过磷酸钙对原料的要求有不同的地方。
另外一个不同的地方是对铁和铝的要求。钙镁磷肥对铁、铝含量的要求一般不很严格，曾有含铁（三氧化二铁）高到百分之十八的磷矿石，也可制出合格的钙镁磷肥。相反地，过磷酸钙生产要求含三氧化二铁和三氧化二铝的总和不超过百分之三。如果制造过磷酸钙用含铁和铝高的矿石，就消耗的硫酸多；又若含二氧化碳高，则费酸也高。如果制造过磷酸钙用含铁和铝及二氧化碳高的矿石，因消耗的硫酸多，很不合算。而在土壤中，铁和铝高时，就会使过磷酸钙的有效磷酸固定，不再是有效磷了。在铁、铝之间，铁比铝影响有效磷还要大。
如果磷矿石中含氟高，在熔融过程中制造钙镁磷肥时，其大部分的氟可以挥发出来，从尾气逸出。所以，钙镁磷肥在熔融的过程中兼有大部分地脱氟的作用。
钙镁磷肥除含有效磷以外，还含有氧化镁和二氧化硅。镁和硅对某些作物（如水稻）也是一种肥料。比如说，水稻田中含硅不够，若水稻谷粒含二氧化硅不到百分之二，稻秆含二氧化硅不到百分之六，则水稻易倒伏，产量也不高。
除了钙镁磷肥含有枸溶性的五氧化二磷外，由于它不是水溶性的，一般说来，对粒度要求的就要细一些。钙镁磷肥的粒度一般应在百分之九十通过八十网目，或更细。这也可以说是它的缺点，因为磨得更细就需要多损耗设备，也要多消耗电力。但过磷酸钙也需要磷矿石磨得细，而钙镁磷肥需要产品磨得细，其实两个品种在制造过程中都要求经过磨细。日本曾经做过大规模的试验，谓钙镁磷肥可不磨细，只磨到负十（－10）网目。据说这粗粒的肥效比负七十（－70）网目的粉末肥效还大。这种情况，可能是由于粗粒的钙镁磷肥在水稻田中，不易被水流失，不易被土壤中溶解的铁和铝离子所固定，所以它的“后效”比过磷酸钙强。据广东省农业科学院试验，钙镁磷肥后效如为一百，过磷酸钙的后效只有六十三。
制造钙镁磷肥是如上所述，在摄氏一千四百七十度温度（或者稍低些）熔融的。熔渣马上被冲到冷水中，使熔融的钙镁磷肥骤冷下来，变成固体溶解的颗粒。骤冷的工作十分重要。骤冷作用使钙镁磷肥成为玻璃状的固体物，或者说是固体溶解体的状态多含有效磷。这种状态不是很稳定的，假使温度再提高到摄氏五百五十度至六百度，玻璃溶解体状态就逐渐转化为结晶体状态，也就是说，它又恢复到磷矿石那样结晶体的状态了。这样，其有效磷就大大降低了。因此钙镁磷肥半成品在烘干、磨碎的过程中，如温度过高（超过摄氏四百五十度的话），有效磷就可能会降低，玻璃状的结构就逐渐变成磷矿石那样的结构，这样枸溶率就不免降低。温度愈高，转化也愈快。经验证明，钙镁磷肥熔融的溶液，如果不即流入水中骤冷，而置于空气中慢慢地冷，有效磷就会大大降低。因为，在慢慢冷的过程中，玻璃状的状态就有机会转变为结晶体状态而有效磷就不免降低。钙镁磷肥不是结晶结构，故它的面积特别小。比如说，磷矿石的面积每克有二十平方米，钙镁磷肥的面积则只有零点一平方米。反之，过磷酸钙的面积有七十至八十平方米。从这一点看来，钙镁磷肥就需要研磨得比较细，使表面积加大，接触面提高，溶解吸收都加快。
总结以上情况，生产钙镁磷肥具有以下十一项优点：可以利用中、低品位的磷矿石；可以使用含铁、铝和二氧化碳较高的磷矿石；它所含的镁和硅，也是农作物的营养料；在制造过程中，它可以脱出大部分的氟；它是一种慢性的、溶解慢的碱性磷肥，但可与酸性氮肥（如硫酸铵）混合同时使用，不致使氨分解出来而致损失；它对酸性土壤（低产田）有改良土壤的功效；它可用于拌种籽及沾秧根，不虞灼伤；它可通过施用于绿肥，可以达到“以磷增氮”的目的，既有磷、又有氮，而不需另加氮肥；因为它不是水溶性的，就不易被水流失，也不易被土壤中游离的铁和铝所固定，故其后效大（后劲强）；在制造过程中，通过高温熔融可以回收宝贵的副产镍铁；可以不用硫酸，节省大量的硫酸以支援其他化学工业。在它的缺点方面，有如下七点：钙镁磷肥用高炉法制造需要块矿原料；由于它不是水溶性的，所以发挥肥效比较慢，初期肥效不太显著，因此它不宜用作追肥；它需要很好的骤冷，才能得到枸溶性高的玻璃状固体物，含有效磷高，而在加热烘干过程中不允许用过高温度来干燥（超过摄氏四百五十度）；它的产品须磨得很细，磨细需消耗很大的电力，且致设备的磨损；由于它磨得很细，呈粉末状，对包装要求就比较严格，须用较紧密的袋子包装，避免运输中损失；它不宜于碱性强的土壤；对缺硫土壤或喜硫的豆科作物，它不如过磷酸钙好。
总之，钙镁磷肥的优点多于缺点。肥效与过磷酸钙比较，一般不相伯仲，而特别适用于酸性缺磷的红黄土壤，且能保持后效。 二
钙镁磷肥的发展并不是一帆风顺的。我国在一九五八至一九六一年间生产的钙镁磷肥，由于产品质量不稳定，使用不得法，在许多地方使用后没有收到应有的肥效。许多农民对这个肥料品种当时没有信心。主要的原因是，在制造时配料不适当；熔融温度不够高，熔融后也未注意骤冷；烘干温度也太高。更重要的是，研磨得不够细，因此撒施于旱地小麦肥效不显著。同时，也未掌握正确的施肥方法，施在水稻田中的钙镁磷肥堆在一块不与根系接触，不能被根系吸收，也就不能发挥它应有的肥效。现在，由于农民掌握了使用它的科学方法，使农作物的根系与肥料密切接触，因而充分地发挥了它的肥效。综合起来，农民使用钙镁磷肥的方法有好几种：一种方法是，把钙镁磷肥集中施用，埋在作物的根部，使它与根系接触；另一种方法是，用它来拌种子，随种子施用，则肥粉易被种子吸收，并使种子早茁芽生长；对水稻田使用方法较多，如“打耙面”法、蘸秧根法、塞禾蔸法、沾秧根法、撮根旁法等等。总而言之，因为钙镁磷肥是枸溶性的，不是水溶性的，在水田里溶解移动性差，所以要使它与作物根系密切接触，才会收到快速吸收之效。又因为钙镁磷肥肥效发挥得比较慢，所以就要较早地施下。这是施用钙镁磷肥的特点，发挥其后效的方法。
钙镁磷肥同其他化学肥料一样，最好与人畜粪尿、厩肥及植物茎、叶、根、秆等堆沤七至十五天后施用。
钙镁磷肥的施用量，一般每亩用二十至四十斤，最多不要超过五十斤。过量的施用就不会按施肥量成比例增产，因此显得不太经济。钙镁磷肥有很多磷的余效，就是说，施下三十至四十斤到土壤中，除了本熟作物能收到效益外，对第二作、甚至第三作，也能得到收效。经验证明，钙镁磷肥对大小麦、头熟作物发挥了肥效以后，继之对早稻仍有百分之七十五的余效。如果头熟施用于早稻，则晚稻可不施肥或减少磷肥用量。所以头熟应施用在小麦或大麦作物上，让下一年春季早稻与秋季晚稻获得其余效，不要另施肥。过磷酸钙的余效一般没有这么大。这也是钙镁磷肥与过磷酸钙不同的地方。
我国农民创造性地发现使用钙镁磷肥的科学方法，这个方法就是将钙镁磷肥不直接单用作磷肥施用，而先施用于绿肥（红花草、金花草、紫云英、苜蓿、苕子、肥田萝卜等等）。每亩施用三十至五十斤钙镁磷肥，可以得到四千至五千斤绿肥。犁翻入地就可以在本块地里发挥着氮肥作用（除磷肥的效益外），约相当于三十五斤的硫酸铵，并且得有有机物之益。因此钙镁磷肥施于绿肥作物，不但可以有磷肥的肥效，也可以得到氮肥的肥效，即通常说的“以磷增氮、磷氮兼收”的最经济的方法。这种施肥方法，在南方酸性、缺磷的各类红黄土壤肥效非常显著（每斤磷肥可增产谷物三至五斤）。按现在的情况，这种方法适用于浙江、江西、福建、广东、广西、湖南、湖北、贵州、云南、四川等省，即长江以南一大片土地都可使用。有人问，对北方冷酸田及旱地可否使用？可以说，通过农民创造性的施用方法，也可使钙镁磷肥适用于北方旱地，但北方土地也有许多可以种植水稻的。我们迫切等待着农业工作者对北方土壤的科学实验。例如河北省石家庄附近的黄土壤、沧县附近的盐碱地、东北吉林延边水稻产区的白浆地，以及黑龙江、牡丹江的白浆土等土质，在施用了钙镁磷肥以后，是否可以得到与南方地区同样的效果？此外，钙镁磷肥和过磷酸钙按适当的比例配合施用，对北方碱性土壤及冷酸田，是否会更有明显的增产作用？这一问题，我们相信通过农业科学工作者的辛勤劳动，一定能够得出令人满意的答案。
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专栏：学术动态
林木良种选育学术讨论会
中国林学会林木良种选育学术讨论会议，于今年六七月间在北京召开。
这次会议比较全面地检阅了我国林木选种和良种繁育工作的成果。
在杨树选种工作方面：杨树选种主要是通过种间杂交来创造新的品种和创造杂种优势。通过大量的人工杂交选种工作，许多有希望的类型正在培育中。早期的工作已取得了成果。如培育的北京杨、合作杨、南林杨、赛山杨等，已在部分地区进行区域化和生产试验。近几年来，又开展了杨树抗病、耐盐新品种的培育工作。通过科学工作者十多年的科学实验，已经初步揭示了选配亲本，初步掌握了培育新品种的若干规律，并制定了可行的选种程序。
在木本粮油树种选种方面：在全面进行类型、品种调查评比的基础上，对油茶、油桐、核桃、板栗的分布、品种资源作了初步调查。总结了农民繁育良种的经验，为今后木本粮油树种发展创造了条件。
在针叶用材树种的选择和种子园方面：对南方栽培最广泛的杉木、马尾松等树种的自然类型作了初步调查。并且，初步解决了马尾松、湿地松、杉、油松、落叶松、桉树的露天嫁接技术，为建立种子园创造了技术条件。
为了提高我国林木种子的生产水平，林业科学工作者必须作出最大努力，使我国种子工作从当前利用自然种子的状态逐步过渡到人工培育种子。在种子生产上，要注意长远的和当前的需要相结合，既要建立种子的专业队伍，采集种子，经营好母树林，又要更好地组织群众合理采种，保护好母树；既要选定和培育母树林，又要立即着手试建种子园；在保证质量的基础上增加产量，在一定数量的前提下，努力提高质量。从现在开始，必须加强对母树林、种子园等种子基地经营管理技术的研究，在不久将来把我国的林木种子生产建立在科学的良种繁育基础上，用优良品种种子进行造林，早日实现良种化。
在具体科学研究工作的理论和方法上，选种方向和途径上，代表们也作了研究。如对杨树选种工作讲，当前最迫切的工作是深入总结几年来各地已取得的成果，合理地布置品种比较和区域化试验，以便早日把新品种交给生产部门使用。在选种方向上除继续进行速生性选种之外，更要注意抗病、抗不良环境条件的选种工作。对经济树种说，代表们一致认为，必须在研究类型和农家品种的基础上，转入广泛而细致的个体选择工作上来。由于类型内的巨大变异性，通过个体选择、分系比较、混合繁殖的过程，使我们在不长的时间内，能为各地培育出大量高产优质的新品种。
（徐纬英）