​土壤调理修复技术：现状与发展趋势

土壤调理修复技术：现状与发展趋势

报告人：刘建明

报告内容

土壤不仅是农业生产的基础，还是自然生态系统的基础，土壤质量决定了农产品的产量、质量、安全性，同时还制约着陆地生态环境的质量。

一、土壤及其基本功能

1、土壤有三大基本功能：

①养分功能：土壤向植物生长提供基本的矿物质元素养分和有机养分——土壤的自然肥力。

②结构功能：土壤的疏松多孔和特殊的团粒结构保证植物根系生长、保水保肥、透气。

③环境功能：土壤提供植物生长必需的生态系统和环境条件（包括pH值、阳离子交换容量、生物活性、微生物群落等），这也是人类生存所必需，“土十条”的目标。

2、土壤修复改良的三大途径：

①矿物质技术

②有机质技术

③微生物技术

3、每个元素有其独有的功能，不可相互替代：

磷-能量元素、钾-品质元素、钙-骨胳元素、镁-光和元素、硫-乔健元素、硼-生殖元素、锌-生长元素、铁-叶绿元素、硅-抗逆元素。不仅是植物，人体也是如此，地壳中的元素在土壤和微生物的共同作用下，被植物吸收并贮藏。动物或微生物又进一步吸收和富集，最后传递到人。

二、土壤调理剂及其主要类型

1、我国土壤由于过度利用而严重退化：

酸化、板结、盐碱化、肥力减退、营养元素失衡、重金属污染、化肥农药污染、土壤侵蚀、土层流失、荒漠化、有机质含量降低、土壤生态环境恶化、有害病菌滋生，土壤修复调理迫在眉睫。

2、三大类土壤调理剂：

施入土壤中、用以提高土壤肥力、改善土壤结构、改良土壤生态和环境条件的物料。

①矿物质：以最佳的成土母岩为原料、通过元素活化工艺将其中的矿物质元素整体转变为能被植物吸收的有效营养形态。并非简单破碎的“石头粉”。

②有机质：腐殖酸是无机肥料的挚友，是氮肥的缓释剂和稳定剂，磷肥的增效剂，钾肥的保护剂，是中、微量元素的调节剂和螯合剂，腐殖酸对化肥有显著地增效作用。

③微生物土壤调理剂：微生物肥料是通过微生物的生命活动直接、间接地促进作物生长，抗病虫害，改善作物品质、改良土壤。不仅能大幅度地减少化肥和农药的使用量。而且还能有效分解消解土壤中原已积存的化肥和农药。

三、实例：矿物质土壤调理剂及其农业应用

1、蒸养技术：用成土母岩为原料生产矿物质土壤调理剂。

2、活化：把原料中的所有矿物质元素整体活化为能被植物吸收利用的有效营养形态。

3、细化：新生成的矿物颗粒为纳米－微米级的微粒（胶体粒子）。

4、膨化：把石头膨化为微孔发育的疏松状态，类似土壤团粒结构。

5、农作物效果：

①增产：粮食作物5%-15%，而土豆等根茎类作物达8%-25%。

②提高农产品质量和安全性。

③增强作物抗性：抗病虫、抗倒伏、抗旱、抗寒、抗盐。

④根系发达强壮：提高养分吸收能力、免疫力、抗逆力。

⑤减少化肥和农药用量，提高氮肥和磷肥利用率。

6、修复改良土壤效果：

①连作重茬土壤；

②酸性土壤与重金属污染；

③盐碱地。

7、增强农作物抗性：抗病、抗虫、抗倒伏、抗旱、抗盐、抗重金属毒害、抗重茬、抗寒、抗高温、抗紫外线。

四、土壤调理剂的市场发展机遇

1、中国农业的转型升级：化学农业→生态农业；工业文明→生态文明、绿色发展。

2、“农资综合补贴、种粮补贴、良种补贴” 三合一。

3、尽量用天然营养替代化工营养。

专家简介

刘建明，男，1958年生人，1988年获德国海德堡大学矿物学博士学位，中国科学院地质与地球物理研究所二级研究员，博士生导师，国务院特殊津贴专家，曾任中国科学院矿产资源研究重点实验室主任。主要从事矿物学、矿产勘查、矿物应用技术研究。早年研究大陆地壳中-酸性岩浆热事件有关的流体成矿作用和与沉积盆地演化有关的盆地流体成矿作用。十多年着力开展大兴安岭有色金属资源基地建设的理论研究和高新探矿技术试验示范工作。

2003年以来提出新资源技术的概念，亦即通过科技创新将石头或废弃物转变为高价值的新型替代资源，在缓解人类资源短缺的同时打造战略性新兴产业，为新一轮的经济增长提供新的拉动力。包括：富钾硅酸盐岩石——钾硅钙多元素微孔矿物肥料；玄武岩——玄武岩连续纤维；高硅火山岩和粘土岩——矿物聚合胶凝剂；高铝粉煤灰——氧化铝和铝合金；等。近年集中研究土壤修复改良的矿物技术和矿物质土壤调理剂的生产-应用技术。

其中的多元素微孔矿物肥料，是通过自主研发的水热反应工艺技术，将富钾硅酸盐岩石中的所有矿物质元素整体转化成为植物可吸收的有效营养成分，“石头造肥料”，全面补充土壤中的各种有效矿物质养分，修复改良土壤，还原土壤原生态，提高农产品质量和安全性，同时破解我国钾资源短缺的难题。该项目从1995年启动技术研发，2002年完成中试，2005年实现规模化工业生产，2006年开始全国范围的农业肥效试验，2012年获得农业部肥料登记证并开始在国内市场销售。通过10多年的农业试验示范和应用推广发现，该产品的有效养分元素包含了土壤中所有的80多种矿物质元素，而且基本保持了各元素之间的天然地球化学比例关系，是为土壤修复改良和植物生长补充矿物质元素养分的最佳产品，是纯天然的中微量元素肥料。

同时，该技术产品不仅在营养成份上类似于天然风化土壤，而且在物理结构特性上也类似于土壤，具有特殊的微孔结构和纳米-亚微米颗粒结构（容重～0.75g/cm-3）。因此该产品不仅能向土壤补充数十种矿物质营养元素，而且能够改良土壤团粒结构、改善土壤生态环境（如防治土壤酸化、增大土壤阳离子交换容量等），从而成为土壤修复改良的核心技术，不仅在农业、而且在土壤修复环保产业都有广阔的应用空间

同时，该技术产品不仅在营养成份上类似于天然风化土壤，而且在物理结构特性上也类似于土壤，具有特殊的微孔结构和纳米-亚微米颗粒结构（容重～0.75g/cm-3）。因此该产品不仅能向土壤补充数十种矿物质营养元素，而且能够改良土壤团粒结构、改善土壤生态环境（如防治土壤酸化、增大土壤阳离子交换容量等），从而成为土壤修复改良的核心技术，不仅在农业、而且在土壤修复环保产业都有广阔的应用空间。来源：中微量元素肥行业分会—中国国际肥料发展与贸易论坛“报告特辑”（十四）刘建明，版权归作者所有。