在地质与农业生态环境关系研究中,认为农作物的优劣受控于地质地球化学背景,其中矿物元素在生态农业环境的供需平衡,直接影响农产品的品质和产量,因此,矿物元素的组合和丰度,成为地质与农业关系研究的核心问题。
水、土、光、热是农业生产的必需条件,肥料是农产品收获多少、收益好坏的关键。肥料分为有机肥和无机肥,无机肥即为矿肥,矿肥应包括天然矿肥和人工矿肥,人工矿肥是利用矿产资源加工而成,经人工施用以补充作物生长不足的矿物元素,实际上是添加剂。目前生产的普钙、重钙、复合肥、尿素、微量元素复合肥、稀土肥等皆属之,应用效果十分有效,已被广大农民接受。天然矿肥是一种潜移默化的矿物肥料,它包括主量元素和微量元素,元素种类达数10种,它的作用是在自然状态下直接供农作物吸收,勿须人工行为,与人工矿肥有异曲同工之肥力。在农业地质这一边缘学科出现前,对其认识较模糊,经多年的研究和实践,天然矿物元素的作用逐渐得以肯定,农业地质的成功之处在于揭示自然条件下矿物元素的释放、迁移、富集、转化,能影响农产品的质量和产量,为农作物优生
环境的选择和劣生环境的改造,提供了元素地球化学背景资料。尤其是矿物元素进入食物键转换,对人体健康的作用越来越受重视,更促进矿物元素在生态环境中的研究。所以,对天然矿肥的特性作深入研究是十分必要的。
一、 潜资源和潜资源库
地质体中存在的矿物元素,在自然营力温度、湿度、降水量、酸碱度、氧化还原电位等因素的作用下,矿物元素自行分解,源源不断地释放、迁移、富集,转化成农作物生长必需的有益组分,属天然矿物肥料。所以称天然矿物元素为潜资源,赋存天然矿物元素的地质载体称为潜资源贮存库。
与农作物有关的矿物元素,经研究已达五六十种,有Ca、Mg、N、P、K、S、C、H、O主量元素及Zn、Cu、Mn、Mo、B、Ni、Co、V、Sr、Se、h、丁i、Al、La、Ce等多种微量元素,还包括Pb、As、Cr、Cd、Hg等有害元素,它们都或多或少赋存在不同岩石类型中。若将贵州的岩石分为碳酸盐岩及非碳酸盐岩两大类,前者以碳酸盐矿物为主,后者以硅酸盐矿物为主,两者所含矿物元素差异甚大。按农业地质岩组可分为变质岩组、火山岩组、紫色岩组、碎屑岩组、碳酸盐岩组及第四系松散堆积层六个亚类,其潜资源含量也有不同的差异,其原因是受岩石中矿物组分的不同而各异,潜资源受岩石体的种类控制十
分明显。据黔南农业地质背景研究’,矿物元素含量的排序为:紫色岩组>松散堆积层>碎屑岩组>变质岩组>纯碳酸盐岩岩组。
二、 潜资源的赋存状态
1、岩石中潜资源的赋存状态 岩石中的矿物元素多呈硅酸盐、硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐等化合物存在,一般难予形成天然矿肥。但是在裸露岩区往往生长有茂密的植物,这种现
象在贵州梵净山、雷公山、茂兰、小七孔、黄果树及深切峡谷中均可见及。化合物状态的矿物元素植物不易吸收,必须转化成可溶态和有机态才能供植物生长,裸岩区植物在无土
被的情况下生长,是由于岩石有裂隙,植物根系能在裂隙中延伸,岩石在自然营力作用下,矿物元素能转化呈有效态(可溶态)和有机态供植物吸收,植物在没有施肥的条件下也繁衍成林。在茶叶地质环境调查中发现,茶树可直接生长在岩石中,其长势也很好,如雷山、都匀哨脚、绥阳宽阔水等地。所以认为,植物可不依赖土层同样能生根繁殖,岩石也是植物生长的场所,这就是潜资源能持续转换成天然矿肥供植物生长的结果。
2、 松散堆积层中潜资源的赋存状态 松散堆积层是未成岩的岩类,是第四纪历史时期岩石风化的产物,可分原地堆积和异地堆积两大类。原地堆积是基岩长期风化淋滤的残积
层;异地堆积是岩石遭风、水、冰川、重力、光、热等物理化学作用风化成砂土,经外动力的搬运迁移作用,停积在一定的地貌部位堆积而成。原地或异地堆积都经过了自然营力
的物理和化学作用,是被改造过的岩石体。据测试,矿物元素除了化合物态外,增加了整合物可溶态,有机态是天然矿肥的主要来源,松散堆积层的表层种植农作物,也可得到持
续有效的补偿。 •
矿物元素的可溶态,又称有效态,呈离子状态存在于土层中,最易被植物吸收。据黔南烟草地质研究,11个元素的有效态含量分别为:Ca(83~175)×10-6,Mg(50~150)×10-6,Si(6000—23920)×10-6,P(82—1792)×10-6,N(64—176)×10-6,K(23~2900)×10-6,Na(555~3337)×10-6,B(1.4~4.3)×10-6,Mn(190~2026)×10-6,Mo(0.08~1.6)×10-6,FeO(3.7~23.8)×10-6。农业部门在土壤普查中仅对地表0.4m左右深的土层作过硼、钼、锌、铜、锰、铁的有效态分析。
有机状态的矿物元素,也是植物易于吸收的有效组分,除了耕作土外,很少有人进行测试分析研究,基本属于空白。
吸附态矿物元素,多呈阳离子被粘土矿物、有机质胶囊等吸附,一般不易释放,但在一定的酸性或弱酸性环境中,阳离子易被置换呈游离状态,被植物吸收而产生肥效。我国南方红土型离子吸附稀土矿,经酸处理后,可生产供农作物吸收的稀土肥。
地质体中的矿物元素,必须经过转化才能形成天然矿肥。否则潜资源就发挥不了其潜在价值。目前新矿肥的研制,已涉及到潜资源的开发利用。对该问题进行深入研究,可为农作物补偿矿物元素和指导施肥提供更科学的依据。
三 潜资源与农作物质量的关系
1、优质农作物必需选择优生地质环境 农作物生长常有“易地而竭,隔界不长”的现象,该情况在排除种子、施肥、气候、人工管理等因素外,地质环境是起决定性的因素,即天然矿肥的作用。黔南烤烟与K、N、P、Ca、Mg、B、Mo、Cu、Zn、Se、Sr等11个元素关系较密切”,,经统计,烟叶和土层中这11个元素的含量(表1),烟叶中的含量占烟叶中
矿物元素总量的94%~97%,变化不大,说明需要量都差不多,而这1.1个元素在土层中的含量,碎屑岩区木老坪、小开洲、玉华的含量为49220mg/kg,43251mg/kg、47062mg/kg,占土层元素总量的9.63%(平均值),而碳酸盐岩区仅占3%。种植结果,碎屑岩区烤烟长势好,单刚‘重Z>7g、产量高、评级口感好,碳酸盐岩区的烤烟则较差。我省一些土特产,如铜仁花生、六马桐油、榕江西瓜、从江碰柑、织金竹荪,黔西及大方的杜鹃花等,为什么都在当地产的质量好,其奥秘值得进一步探究,•但从全国对不同地区农作物的优质原因分析,无不受地质因素所制约。我省应加强生态农业研究,以探索优质农产晶的优质原因。
89%的优秀读者还看下: