鉀硅鈣多元素微孔礦物肥
——土壤-肥料一體化礦物技術

□中國科學院地質與地球物理研究所

我國農業長年高產，掠奪性地消耗了土壤中的中微量元素礦物質養分，不僅破壞我國農業系統的可持續性、降低耕地支撐高產的能力，而且使植物病變增多、農產品品質下降、氮肥利用率下降，加劇農業立體污染，這一現狀亟待緩解。

中國科學院地質與地球物理研究所自主創新的“低溫水熱化學反應工藝”，將富鉀硅酸鹽巖石中的不溶性鉀及其它礦物質成分（硅鈣鎂鐵錳等中微量元素）整體地、低成本地轉化成為植物可以吸收的有效營養形態，結果使石頭變成為一種含有多種營養元素的礦物質土壤調理劑/新型礦物肥料，從而為補充中微量元素實現全營養平衡施肥、改良恢復土壤生產力與肥力水平，提供了土壤-肥料一體化的有效礦物技術。尤其是其特殊的多微孔結構使其具有很好的土壤調理效果。而長達8年、在全國范圍內廣泛開展的農田肥效試驗則充分證明了該新型土壤調理劑的有效性和普適性。

水熱反應工藝：將石頭“變成”礦物肥料

含鉀硅鈣礦物質土壤調理劑，是以鉀長石等天然富鉀硅酸鹽巖石為原料經水熱反應工藝生產而成的，是中國科學院地質與地球物理研究所科研人員歷經十多年自主創新的高科技成果，已獲得國家知識產權局授權的四項國家發明專利；十一五期間受國家星火科技計劃和國家科技支撐計劃資助，現已實現產業化，并在推廣應用。

水熱反應工藝過程實際上就是富鉀硅酸鹽巖石原料被活化、細化、膨化而轉化成為礦物肥料/土壤調理劑的過程。活化：把原料中的所有礦物質元素整體活化為能被植物吸收利用的有效營養形態，把巖石變成了肥料。細化：原料中的礦物顆粒通常是毫米—厘米粒級，而產品中的礦物顆粒則被轉化為納米－微米級的微粒。膨化：把致密塊狀的石頭原料膨化為微孔發育的疏松狀態，使得產品具有類似土壤團粒結構的保水保肥透氣功能。

制作工藝實際上就是模擬自然界的風化成土過程，將富鉀硅酸鹽巖石中的鉀、硅、鈣以及鐵、鎂、錳等礦物質轉化成為植物可吸收的有效營養形態，且具有特殊的微孔結構和納米-亞微米顆粒結構，容重0.75～0.85g/cm3，不僅能補充多種礦物質營養元素，提高土壤肥力，促進養分平衡，還能增加土壤保水透氣性能，緩解土壤酸化，從根本上提高我國耕地的綜合肥力和可持續能力。

該產品含有效K2O≥4%，SiO2≥20%、CaO≥26%，以及數量不等的 Fe、Mg、B、P、Mo、Cu、Zn、Mn等中微量元素，是典型的多元素礦物肥。因產品中絕大多數有效成分呈“枸溶性”形態存在，不易被雨水沖刷流失，可緩慢地被作物吸收利用，具有長效緩釋的特征。其pH值10-11，屬堿性肥。

農業試驗效應：有肥料功能，又有土壤調理劑效果

試驗點已遍布全國27個省、市、區166個點。被試農作物種類達五十多種，均獲不同幅度的增產效應，其中糧食作物5種；油作物9種；蔬菜作物15種；果品類13種；特殊品系8種。

增加作物產量。水稻、玉米的增產率通常能夠達到4%-8%，而土豆、花生、紅薯、蘿卜等根莖塊狀作物的增產率更高，能達到8%-15%，表明施用本產品能顯著強壯植物的根系。

改善生物學性狀。多年來對多作物的試驗表明：作物生育期、農藝性狀與產量因素等因子，均是習慣施肥添加不同量級本產品比單一習慣施肥作對照性狀表現良好。如水稻單株分蘗增多，整齊度提高；玉米莖葉挺拔，莖基部粗壯，下部枯葉少；與對照相比，施用鉀硅鈣微孔礦物肥地塊馬鈴薯植株顏色偏綠，葉片偏厚。

提高農產品品質。多年試驗的粒、果樣品生化分析證實：稻谷糙米率提高9.5%-11.0%，堊白率下降4.8%-5.3%；小麥千粒重提高0.5%-1.7%；玉米禿頂率下降1.7%-7.5%；花生百果重、出仁率上升；馬鈴薯試驗組地下薯塊莖較均勻一致，塊莖增大，可以提高馬鈴薯商品率4.5個百分點；油菜Vc量提高5.3%；釀酒與鮮食葡萄糖含量增加3.1%-11.1%。

本產品的中微量元素含量豐富，作物吸收、利用后，細胞壁增厚，機械性能增強，抗性提高，包括抗病、抗蟲、抗倒伏、抗旱、抗寒、抗鹽等能力，還可降低農藥使用量。紋枯病率降低16.7%-29.2%；玉米抗倒率提升20.2%。濱海鹽堿地及內陸干旱鹽堿地的農作物的抗鹽能力得到顯著提高。

促進作物根系發達。施用該產品后的顯著特征之一。因此，馬鈴薯、花生等根莖作物的增產效果十分顯著，馬鈴薯平均增產率達到15.1%。花生平均增產率達13.7%。

減肥增效。現有農田試驗成果顯示，施用本產品后可在一定程度上替代常規鉀肥，通常可代替10%-15%，水稻上甚至可達50%。

調節土壤理化性狀。一是促進土壤微環境生態化。本產品是天然無污染的多元素之肥，其屬性與耕作土壤的屬性幾多相似，融進土中后，一則補充土中部分營養的不足，另則又激活土壤中的“惰性”營素，使之轉為有效態，進而調整土壤營素的暫時不平衡、提高土壤陽離子交換容量，使之微環境逐步趨向良性化。二是調節酸性土壤pH值。尤其，試驗表明多年期溫室大棚的高度酸化土壤，在大劑量（100-300kg/畝）施用產品后都得到顯著改善。三是土壤物性的微變。該肥的調理性能較強，總體可使土壤微生態環境改善，向利于一切作物生長的方向發展。

總之，含鉀硅鈣的微孔礦物質土壤調理劑/礦物肥料符合當今新肥料領域“多元、多功能、長效、調理土壤、綠色環保”的發展趨勢，對于建設一個高產而又健康的可持續現代農業具有重要應用價值。