蘭成云, 舒 銳, 姚甜甜, 李曉龍, 岳林旭, 臧傳江, 關小紅, 王來文,劉少軍*, 申國明*

(1. 山東省輕工農副原料研究所，山東高密 261500; 2. 中國農業(yè)科學院煙草研究所，山東青島 266101; 3. 沾化世豐海洋貝礦開發(fā)有限公司，山東沾化 256800)

礦物肥料在我國農業(yè)生產上的應用現(xiàn)狀

蘭成云1, 舒 銳1, 姚甜甜1, 李曉龍1, 岳林旭1, 臧傳江1, 關小紅2, 王來文3,劉少軍1*, 申國明2*

(1. 山東省輕工農副原料研究所，山東高密 261500; 2. 中國農業(yè)科學院煙草研究所，山東青島 266101; 3. 沾化世豐海洋貝礦開發(fā)有限公司，山東沾化 256800)

介紹了礦物肥料的供需現(xiàn)狀及其在作物與土壤上的應用效果和作用原理，進一步明確了礦物肥料在我國農業(yè)上的發(fā)展方向和應用前景，為礦物肥的推廣應用提供參考。

礦物肥料；農業(yè)生產；應用現(xiàn)狀

耕地是農業(yè)生產的基礎。耕地質量是保障我國農產品產量、質量及農業(yè)生態(tài)環(huán)境的關鍵。長期以來，我國農業(yè)生產片面追求高產，過度依賴化肥及農藥投入，造成耕地有效礦質養(yǎng)分日益短缺，土壤污染加劇，農產品產量及品質嚴重下降，已對我國糧食生產安全、農產品質量安全及農業(yè)生態(tài)環(huán)境安全造成威脅[1]。隨著農產品安全和農業(yè)生態(tài)環(huán)境安全日益受到重視，如何改良土壤、改善農產品產量及品質、保障生態(tài)環(huán)境安全成為科技工作者當前亟需解決的重要問題。根據(jù)國內外的大量研究及試驗結果，礦物肥料的應用已越來越受到關注。筆者介紹了礦物肥料的供需現(xiàn)狀及其在作物與土壤上的應用效果和作用原理，進一步明確了礦物肥料在我國農業(yè)上的發(fā)展方向和應用前景，以期為礦物肥的推廣應用提供參考。

1 礦物肥的施用及供應現(xiàn)狀

國外對礦物肥的開發(fā)利用可追溯至20世紀50年代，我國于20世紀60年代后期開展相關研究，至80年代后期有了長足進展[2]。90年代初，蔣庚媛[3]提出了磷礦、石膏(包括磷石膏)、泥炭、硅、稀土、鈉鹽、硼砂、白云巖、橄欖巖、蛇紋巖等較常見的可直接用作肥料的廉價礦物巖石；周佩玲[4]、李龍?zhí)肹5]分別對農用礦物進行了系統(tǒng)分類并對農用礦物的主要功能進行了概括；張瑛[6]介紹了部分非傳統(tǒng)礦物肥料的應用效果，并指出其作為土壤改良劑、天然肥料、吸附劑、疏松劑及載體的發(fā)展方向；羅貴榮[7]認為天然礦物肥料能為植物生長發(fā)育提供必要的營養(yǎng)，同時兼具改良土壤、保水保肥及提高抗病性功能，并介紹了不同來源天然礦物肥料作為肥料、土壤改良劑及調節(jié)劑、肥料添加劑在作物和土壤上的部分應用效果。礦物肥按照化學成分及功能用途分類見表1、2。

表1 按化學成分礦物肥分類

我國礦物肥早期產地主要集中在浙江、廣西、云南、湖南等省區(qū)，近年來福建、黑龍江、江蘇、河南、河北、山東、四川等省也相繼開展了礦物肥料的開發(fā)利用并取得一定進展[2]。施用礦物肥可使水稻增加純收益67.5～3 210.0元/hm2，小麥增加純收益654.0～975.0元/hm2,玉米增加純收益480.0～690.0元/hm2，花生增加純收益2 066.4～2 532.0元/hm2，蘆柑增加純收益31 170.0元/hm2[8-12]。 2014年我國礦物肥及化肥進口數(shù)量為955萬t，同比增加21.1%，進口金額為205.61億元，同比下降1.9%，一方面說明我國對部分礦物肥及化肥的需求量正在增長，另一方面說明我國部分礦物肥及化肥的自給自足能力得到提升，或者之前某些國內缺乏生產工藝的礦物肥及化肥開始形成供應而一定程度上彌補了需求缺口；出口數(shù)量為2 904萬t，同比增加52.8%，出口金額為547.70億元，同比增長41.9%，說明我國礦物肥及化肥產量正在大幅度提高且出現(xiàn)新的增長點，品質也進一步得到認可[13]。2015年我國礦物肥及化肥進口數(shù)量為1 116.7萬t，較2014年增長16.9%，進口金額為262.71億元，較2014年增長27.8%，說明國內對某一類礦物肥及化肥產品有大量特殊需求；而2015年出口數(shù)量為3 548萬t，較2014年增長22.2%，出口金額為730.89億元，較2014年增長33.4%，說明我國礦物肥及化肥產量在繼續(xù)增長的同時出現(xiàn)一些新的肥料增長點。

表2 按功能用途礦物肥分類

總體上礦物肥的市場正在擴大，產量及品種都在增加。作為天然肥料，礦物肥正逐漸成為綠色食品基地和農產品合作社的“寵兒”，其應用更多涉及經濟作物品質改善和糧食作物種植地土壤改良。除用作天然肥料外，目前礦物肥農業(yè)上應用最多的是土壤改良，其產品多稱作土壤調理劑或土壤改良劑，應用于南方酸性土壤、磚紅壤、重金屬污染地區(qū)的改良，以及北方鹽堿地、沙地、礦山排土場等的改良，成為國家和地方土壤改良項目政府采購的重要角色；以山東省耕地土壤為例，因化肥過量施用導致相當面積設施蔬菜地發(fā)生次生鹽漬化和土壤酸化，工礦產區(qū)、污水灌區(qū)及大中城市郊區(qū)等重點區(qū)域農田則面臨嚴重的重金屬污染[14]，土壤改良勢在必行，土壤改良產品的市場規(guī)模逐漸擴大。鑒于當前嚴峻的土壤形勢，土壤改良產品市場前景廣闊[1]。

2 礦物肥對土壤的改良效果

研究表明，礦物肥料對土壤改良具有明顯的效果，一方面礦物肥本身所含的中微量元素可以對土壤養(yǎng)分進行補充，另一方面對土壤的物理性質進行了改良，從而有助于土壤養(yǎng)分含量平衡和土壤性質穩(wěn)定。齊鑫等[15]研究表明，與常規(guī)施肥相比，施加礦物肥能使土壤容重降低，孔隙度增加，有效硅、有效鉀含量及土壤酸堿度提高；余喜初等[16]研究表明，硅鈣肥和過氧化鈣配施可有效改善水稻潛育化稻田的潛育化程度，改善土壤養(yǎng)分供應狀況和土壤結構；羅思穎等[17]研究表明，鉀硅鈣微孔礦物肥能夠抑制土壤鎘的生物有效性，使土壤有效鎘降低7.9%～26.3%；黃燕燕等[18]研究表明，鉀硅鈣微孔礦物肥對酸性土壤起到改良效果且增加了土壤中的鈣含量。

3 礦物肥對作物產量的提高和品質的改善效果

在水稻、小麥、玉米上的試驗結果表明，應用礦物肥均能夠不同程度地提高糧食作物產量[9，19-20]，在果樹、蔬菜及部分經濟作物上的應用效果主要表現(xiàn)在改善品質和提高產量。李娜等[21]研究表明，麥飯石礦物肥對小白菜和莧菜的莖長、根長、鮮重和礦質元素的積累均有顯著影響；金麗華等[22]在生菜、番茄、芹菜上的試驗結果表明，多元素礦物肥可使蔬菜產量增加，降低硝酸鹽和總酸含量，提高VC及可溶性固形物含量；劉自飛等[23]在生菜、芹菜上的試驗結果表明，多元素礦物肥能夠增產和改良蔬菜品質；羅貴榮[24]在甘蔗上的試驗結果表明，蔗地施礦物肥4 500～15 750 kg/hm2能促進甘蔗生長發(fā)育，提高產量和品質；李吉進等[25]研究表明，礦物肥對油菜具有一定的增產效果且能明顯提高油菜中的鉀含量；荊建國[11]研究表明，花生施用硅肥能增加單株結果數(shù)、飽果數(shù)和百果重，提高飽果率、出米率和單株生產力，從而提高花生產量；歐昌梅等[26]在茶樹上的試驗結果表明，礦物肥對茶樹增產效果明顯，對提高茶葉品質有很好的作用，適于無公害及有機綠茶應用推廣；陳永興[27]在佛手茶上的試驗結果表明，施用新型微孔礦物肥的百芽鮮重、茶青產量、毛茶產量均高于對照處理，經濟效益明顯；史海莉等[28]研究表明，在“巨峰”葡萄生長發(fā)育期噴施天然礦物肥可有效改善果實硬度、果實著色和可溶性固形物含量；黃智娜等[12]在蘆柑上的試驗結果表明，施用新型微孔礦物肥處理比正常施肥處理果品等級率提高，可溶性固形物含量增加。

4 礦物肥對作物抗病性的提高和農藝性狀的改善效果

研究表明，礦物肥能夠改善作物農藝性狀，提高作物抗病性。侯正仿等[19]在水稻上的試驗結果表明，施用鉀硅鈣微孔礦物肥料可使植株莖稈粗壯、堅硬，增強了植株的抗蟲性、抗倒伏能力；魏淑麗[9]在小麥上的試驗結果表明，追施多元素天然礦物肥可提高小麥抗逆能力且增產效果好；鄒廣眾等[29]在蘋果上的試驗結果表明，施用多元素礦物土壤調理劑可減輕蘋果苦痘病、小葉病、豆斑、水銹病、黑點等生理性病害；潘殿蓮等[30]研究表明，施用多元素礦物肥可改善果樹生長性狀，減輕生理性病害；王春喆等[31]研究認為，生物礦物肥對番茄根結線蟲有很好的防治效果；趙春玲等[32]在甜菜上的試驗結果表明，礦物微肥能起到增產和增糖作用，并對甜菜立枯病和褐斑病有一定防治效果；鄧濟承等[33]在當歸上的試驗結果表明，當歸施用礦物肥根長、根粗、株高等生長指標明顯高于其他施肥處理；劉麗[34]在大豆上的試驗結果表明，鉀硅鈣微孔礦物肥能夠促進大豆株高、莖粗增加，提高百粒重、實粒數(shù)并減少空癟率；周輝[35]研究結果表明，常規(guī)化肥、氨基酸肥和礦物肥組合能夠促進煙草生長發(fā)育，顯著提高烤煙均價和上等煙葉比例，經濟效益最高。

5 礦物肥的作用原理

唐孟武等[36]探討天然礦物肥料對肥城桃品質的影響時指出，天然礦物肥自身富含礦質元素及其特有的物理性質是其具有提高作物產量、改善品質、改良土壤功能的關鍵。一方面礦物肥效釋放緩慢而持久：在補充作物與土壤養(yǎng)分的同時，自身礦物晶格能起到天然地下物質倉庫的作用，在養(yǎng)分多余時將養(yǎng)分納入晶格儲存，在養(yǎng)分不足時主動釋放養(yǎng)分，從而保障作物對養(yǎng)分的需求且維持土壤養(yǎng)分平衡，因而能夠很好地促進作物生長發(fā)育，提高作物抗逆性和抗病性，促進優(yōu)質高產；另一方面天然礦物肥自身具有吸附性、膨脹性、黏結性、陽離子交換性、化學親和性、礦化性，可疏松土壤、改良土壤結構和土壤酸堿度。朱江[37]研究認為，天然礦物肥料必須滿足化學組成上營養(yǎng)釋放緩慢而全面和結構上易溶解成可被作物吸收的離子的分子鍵和離子鍵2個條件，根據(jù)晶體化學分類體系，只有含氧鹽大類礦物具有這種特點；而土壤理化性質主要取決于土壤離子的交換能力和土壤的團粒結構。離子交換能力決定了土壤的保肥和供肥能力，團粒結構則決定了土壤對水、肥、氣的合理利用。天然礦物肥的施入或增加了土壤的離子數(shù)量，提升了土壤離子交換能力；或改善了土壤的團粒結構，提升了土壤對水、肥、氣的合理利用能力，最終起到改良土壤的作用。

6 發(fā)展趨勢

盡管我國農用非金屬礦物分布廣泛，資源豐富，但在農業(yè)上的應用目前仍處于初級階段，礦物肥料的推廣普及有待于進一步加強[38]。我國已經探明儲量的非金屬礦物已達到140余種，其中應用于農業(yè)生產的已超過20種，近年來隨著相關研究的進展，不斷有新的礦物肥品種加入，如硅肥、稀土、泥炭、蛇紋巖等，一些新工藝的發(fā)展也促進了農用礦物的開發(fā)利用，如利用富鉀巖石開發(fā)新型礦物鉀肥，緩控釋肥的應用及新土壤調理劑的出現(xiàn)等，一些新的研究領域(如緩控釋肥的開發(fā))競爭越來越激烈。未來礦物肥的應用種類、應用領域和耗用量將會持續(xù)增加，普及程度也會大大提高，其市場前景十分廣闊。參考文獻

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The Application Status of Mineral Fertilizer in China Agricultural Production

LAN Cheng-yun1, SHU Rui1, YAO Tian-tian1, LIU Shao-jun1*, SHEN Guo-ming2*et al

(1.Research Institute of Light Industry and Agricultural Materials of Shandong Province, Gaomi, Shandong 261500;2.Tobacco Research Institute, CAAS, Qingdao, Shandong 266101)

The supply and demand status of mineral fertilizer and its application effect and principle in crop and soil were introducted, the development direction and application prospect of mineral fertilizer in agriculture were further expounded, in order to provide the information for the generalization and application of it in China agricultural production.

Mineral fertilizer;Agricultural production;Application status

蘭成云(1988- )，男，山東乳山人，研究實習員，從事山藥栽培技術研究。*通訊作者，劉少軍，高級農藝師，從事山藥栽培和育種方面的研究；申國明，研究員，從事煙草栽培及品質方面的研究。

2016-09-20

S 143

A

0517-6611(2016)35-0143-04