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施肥過量造成作物增產幅度降低的原理是：報酬遞減定律。
從一定土地上所得的報酬，隨著向該土地投入的勞動和資本量的增大而有所增加，但達到一定水平后，隨著投入的單位勞動和資本量的增加，報酬卻在逐漸減少。同樣作物施肥也是一樣，當超過適量時，作物的增產就呈遞減趨勢，當超過極限時，作物就不增產了甚至開始減產了。
施肥過量導致作物減產的原因還有一點不容忽視，那就是生理病害加重。
一方面，土壤污染造成的土壤鹽化、堿化、酸化、砂化、板結等都能直接或間接導致作物產生生理病害，加重作物細菌性病害和病毒性病害的病狀，從而造成作物減產。
另一方面，過量施肥易造成作物營養失調（或營養拮抗），從而導致作物生理性病害加重，減產幾成定局。施肥過量造成的營養失調一是營養過剩，二是某種元素過量因頡頏作用導致其它元素的缺乏。比如：銨過量抑制鉀和鎂的吸收，即使土壤中不缺鉀和鎂，作物有時也表現出缺鉀和缺鎂癥。磷過量，即植株P/Zn值≥400時，就會出現缺鋅狀。
作物常見生理病害有：傷根、燒苗；落花、落果；葉片失綠、畸形；葉尖葉緣枯焦；小葉叢生、簇生；植株矮小、柔弱；莖、蔓短細；生長點壞死；畸形果等等。
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