土壤调理剂市场发展现状与机遇.ppt

1、中国科学院地质与地球物理研究所 中国科学院新资源研发中心 中科建成矿物技术（北京）有限公司 刘建明、韩成、刘善科、盛学斌、齐鑫、李禾、王秀兰、叶大年 等 2016.11.,土壤调理剂市场发展：现状与机遇,土壤,报 告 提 纲,1、土壤及其基本功能 2、土壤调理剂及其主要类型 3、实例：矿物质土壤调理剂及其农业应用 4、土壤调理剂的市场发展机遇,土壤是农业生产的基础，也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,资源属性： 维系植物生长,环境属性： 调节生态环境,资源和环境的硬约束,1、健康的大气,2、健康的水,3、健康土壤,农用土壤修复改良土

2、壤污染治理 农业环保产业,硅酸盐岩石,土壤,植物,土壤是怎么来的？ 是由矿物岩石风化而来的,物理风化：破碎疏松 化学风化：矿质元素活化 生物风化：微生物分解,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,土壤修复改良都是围绕这三大功能展开的,从土壤肥力和植物营养的角度看，实际上是岩石中矿物质元素的活化过程，并由此形成

3、土壤“自然肥力”的重要部分。 从土壤物理学的角度看，则是岩石破碎并细粒化、疏松多孔化的过程，土壤特殊的团粒结构是植物根系生长和保水保肥透气的基础。 从土壤生态学的角度看，是土壤生态环境建立和演化的过程，为植物生长提供了一个安全的生态环境和一套良好的理化条件（如pH值、阳离子交换容量等）。,岩石风化成土的过程：,对应着土壤的三大基本功能 营养功能 结构功能 生态功能,土壤修复改良的三大途径 矿物质技术 有机质技术 微生物技术,土壤有机质和土壤微生物 5%,土壤矿物质 95%,土壤固体由什么组成？ 矿物质、有机质、生物质,理想土壤的成分体积比例,土壤固体,孔隙,植物的矿物质营养学说：土壤中矿物质元

4、素是一切绿色植物唯一的养料。,德国化学家Liebig 19世纪中叶,1936年美国参议院第264号文件：天然土壤可提供多达80种以上的矿物质营养元素，使植物能正常生长代谢。但化学农业滥用氮磷钾化肥、过度高产，致使土壤中的矿物质营养元素消耗殆尽。,诺贝尔奖得主Carrel认为，土壤中的矿物质控制着植物、动物和人的新陈代谢，进而决定了所有生命的健康程度。,美国人的解决方案：休耕！,硅-抗逆元素（抗病虫、抗旱、抗盐等）,每个元素有其独有的功能，不可相互替代,测土配方平衡施肥 不仅仅是氮磷钾!,苹果缺钙引起的苦痘病,缺钾使柑桔变小,葡萄缺镁症状,玉米缺铁症状,大豆缺锰导致叶脉间坏死,水稻缺硅症状,植物

5、缺这些元素就会生病,生理性病害能诱发各种病理性病害的发生！,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。,不仅是植物，人体也是如此。,人体必需的微量元素：8种14种18种21种（国际粮农组织1991年“Trace elements in human nutrition (人类营养中的微量元素)”） 包括：硼、铬、锰、镍、锡、钒、钼、砷、锂、铝、锶、铯、硅、碘、氟、硒、铁、铜、锌、钴、铷,人体内的元素含量分布,隐形饥饿！,全营养平衡养生靠土壤来调节,尿素施后的实际有效利用率和污染排放,百分率 %,植物有效吸收,淋失和挥发,被固定,30,

6、20,0,40,50,10,70,60,污染大气,污染水体,植物养分,植物营养 + 土壤质量 + 生态环境 + 人体健康,人体健康,施肥观念转变！,生态环境,报 告 提 纲,1、土壤及其基本功能 2、土壤调理剂及其主要类型 3、实例：矿物质土壤调理剂及其农业应用 4、土壤调理剂的市场发展机遇,2010,相关术语：肥料与土壤调理剂,肥料和土壤调理剂：用于保持或改善植物营养和土壤物理化学性质以及生物活性的各种物料,合成土壤调理剂 ： 无机土壤调理剂：添加肥料的无机土壤调理、石灰质物料 有机土壤调理： 有机无机土壤调理：,肥料：以提供植物养分为其主要功效的物料,土壤调理剂：加入土壤中用于改善土壤的物

7、理化学性质及生物活性的物料,提供养分,修复改良土壤,土肥不分家？,植物养分,土壤？,观念转换：不仅关注植物营养，还要关注土壤质量,农业八字宪法：土 肥 水 种 密 保 管 工,石灰的实例：肥料？还是土壤调理剂,肥料：以提供植物养分为其主要功效的物料,土壤调理剂：加入土壤中用于改善土壤的物理化学性质及生物活性的物料,提供养分,修复改良土壤,石灰：CaO + H2O Ca(OH)2 + CO2 CaCO3,碳酸钙沉淀 板结土壤 失去调酸能力,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。,土壤调理剂：,1、提供养分,3、修复改良土壤生态环境,2、治理板结,三大类土壤调理

8、剂： 矿物质 有机质 生物质,其中： 矿物质土壤调理剂70个 有机质土壤调理剂27个 矿物质+有机质 6个 碱渣等废弃物 4个,此外应该还包括：有机肥、生物有机肥、微生物肥,土壤修复改良的三大途径 矿物质技术 有机质技术 微生物技术,土壤有机质和土壤微生物 5%,土壤矿物质 95%,土壤固体由什么组成？ 矿物质、有机质、生物质,理想土壤的成分体积比例,土壤固体,孔隙,矿物质土壤调理剂：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”！,矿物质元素活化工艺！,原料：最佳成土母岩,产品：土壤调理剂,矿物质土壤调理剂的主要生产

9、工艺技术 ：,1、粉碎研磨，简单，成本低：例如将天然沸石粉碎至40目即可作为土壤调理剂 2、高温煅烧，较为复杂，能耗高：例如烧石灰、烧制硅钙钾土壤调理剂、 3、水热工艺，复杂，成本较高：例如富钾硅酸盐岩石经水热反应可生产多元素土壤调理剂 4、其它：细菌活化、酸解、复分解等,?,不能提 供养分,主原料：富钾硅酸盐岩石：长石、石英、云母 辅料：石灰石、白云石、生石灰、等,宣化富钾板岩：中科建成的原料,昔阳富钾板岩：富邦的原料,花岗岩中的红色钾长石斑晶,生石灰：水热蒸养工艺,石灰石、白云石：高温煅烧工艺,30,山西富邦肥业有限公司,隧道窑技术：山西省昔阳县富邦肥业,31,山西富邦肥业有限公司,压块成

10、型,煅烧后的半成品,矿物质-有机质-微生物复合生态型土壤调理剂 土壤修复改良与生态农业的技术方案,黑龙江北大荒的黑土,黑土剖面,有机肥料：腐殖酸肥,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。,煤炭的形成和演化过程,泥炭,褐煤,烟煤,无烟煤,腐殖酸肥,增加有效养分：自身含有速效氮磷钾及部分微量元素，还能提高化肥利用率。 改良土壤：促进土壤团粒结构，提高保水保肥供肥性能。减少铝毒和盐毒。改善土壤生态环境。 刺激作物生长：加强酶的活性和植物氧化还原过程，促进种子萌发，根系生长，增加分孽分枝。 增强植物抗性

11、，减少农药用量 增产提质,微生物肥,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。,微生物肥的作用和优势,活化并促进营养元素的吸收，固氮、解磷、解钾 产生多种生理活性物质刺激调节植物生长 提高植物抗性 产生抑菌防病作用，部分代替农药 改良土壤，增加土壤有益微生物量和有机质，尤其是显著改善植物根际环境并形成保护屏障 治理土壤板结，促进土壤团粒结构 清理消减土壤毒素（降解土壤污染物） 提高农产品品质、安全性，作物早熟、耐储 能腐熟农家肥，可生产生物有机肥,微生物菌肥可

12、以由以下菌种组成 1、枯草芽孢杆菌：增加作物抗逆性、固氮 2、巨大芽孢杆菌：解磷(磷细菌)，能降解土壤中的有机磷农药 3、胶冻样芽孢杆菌：解钾，能释放可溶磷钾及钙硫镁铁锌等 4、地衣芽孢杆菌：抗病、杀灭有害菌。 5、苏云金芽孢杆菌：杀虫(包括根结线虫)，对鳞翅目等节肢动物有特异性的毒杀活性 6、侧孢芽孢杆菌：促根、杀菌及降解重金属 7、胶质芽孢杆菌：有溶磷、释钾和固氮功能，分泌多种酶，增强作物对一些病害的抵抗力 8、泾阳链霉菌：具有增强土壤肥力、刺激作物生长的能力 9、菌根真菌：扩大根系吸收面，增加对原根毛吸收范围外的元素(特别是磷)的吸收能力。,10、棕色固氮菌：固定空气中的游离氮，增产 1

13、1、光合菌群：是肥沃土壤和促进动植物生长的主力部队。 12、凝结芽孢杆菌：可降低环境中的氨气、硫化氢等有害气体。提高果实中氨基酸的含量。 13、米曲霉：使秸秆中的有机质成为植物生长所需的营养，提高土壤有机质，改善土壤结构。 14、淡紫拟青霉：对多种线虫都有防治效能，是防治根结线虫最有前途的生防制剂。 商品菌肥多是三种以上复合菌，相互促进、相互补充，抗土传病害效果远远大于单一菌种。有益菌群相互协同、共同作用，能使农作物高产丰产并改良土壤。,藏粮于地,植物养分,土壤肥力、土壤生态,植物营养 + 土壤质量 + 人体健康 + 生态文明建设,生态文明建设,人体健康,转变施肥观念,用天然营养来替代化工生产

14、的肥料,报 告 提 纲,1、土壤及其基本功能 2、土壤调理剂及其主要类型 3、实例：矿物质土壤调理剂及其农业应用 4、土壤调理剂的市场发展机遇,但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,袁隆平之梦：禾下乘凉,土地不能承受的粮食之重,？ ？,良种,化肥,农药,中国农业吃饱为主,电镜观察 微粒微孔,原料：容重2.6g/cm3,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 细化：新生成的矿物颗粒为纳米微米级的微粒（胶体粒子） 膨化：把石头

15、膨化为微孔发育的疏松状态，类似土壤团粒结构,活化、细化 膨化,产品：容重0.75g/cm3,蒸养工艺,粒度： 毫米-厘米,粒度： 纳米-微米,微孔,2006年试验产品的有效养分含量（单位：%）,中微量元素养分有效含量,微量元素养分有效含量 /ppm,2006年以来，先后在全国27个省市的100多个地区，在不同气候带、不同土壤类型，对80多种农作物开展了广泛的农业试验，取得了良好的效果，证明了这一新型矿物肥料的有效性和普适性。,主体由农业部全国农业技术推广服务中心和中科院农业项目办公室部署，全国先后有27个省市自治区100多个县市的土肥站、农场、农业企业承担或参与，有包括中国科学院、中国农业科学

16、院、中国农业大学在内的全国10多个研究院所和高校承担或参与。,1、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 2、土壤效果： 修复改良土壤、提高土壤肥力和营养平衡、治理板结和污染（包括酸性土与重金属污染、盐碱地、重茬土壤）,应用效果：,水稻品质检验,空白,习惯 施肥,低量 矿肥,中量 矿肥,高量 矿肥,矿物水果，为人 补钙、铁、锌等矿物质,施矿物肥,未施,3、增强农作物抗性：抗病、

17、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,抗虫，温室大棚黄瓜潜叶蝇,增强植物抗病抗虫性能，少使用农药,山东，2014,小麦白粉病 山东宁津县 2014年6月1日,施用矿物肥,未施矿物肥,苹果腐烂病,无苹果腐烂病,张家口苹果腐烂病,4、根系发达强壮，吸收利用养分能力提高，免疫力和抵抗力增强，根腐病显著降低,钾硅钙微孔矿物肥料在水稻减氮试验效果,CK,减氮50%,减氮25%,常规,1、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

18、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 2、土壤效果： 修复改良土壤、提高土壤肥力和营养平衡、治理板结和污染（包括酸性土与重金属污染、盐碱地、重茬土壤）,应用效果：,好大一棵树！扎根在沃土，,迟早会出现某些养分耗竭,全国全面的重茬病害，不仅温室大棚，还有露地的果园、瓜菜、中草药、山药等,连作重茬障碍土壤的修复治理效果：,使用后又能种了,四川眉山市柑橘黄叶病,眉山市东坡秦家镇王沟村前书记华义元,5月9日,眉山市东坡秦家镇王沟村前书记华义元,未施用矿物肥,施用矿物肥,眉山市东坡秦家镇王沟村前书记华义元（15983

19、344773）,邹相情9月12日,从2010年开始在湖南、江西、广西、广东、海南、四川以及黑龙江等地选择酸性土开展农田试验。,本产品为碱性肥：PH值911,改良酸化土壤、治理土壤重金属污染,40kg,55kg,70kg,对照,试验处理,PH值,2011年湖南醴陵水稻试验土的pH值随矿物肥施用量的增加而升高,表3不同用量多元素微孔矿物肥对水稻抽穗期生长性状的影响,从抽,pH 值,活性铝,黑龙江1,黑龙江2,江西早稻,江西晚稻,醴陵早稻,醴陵晚稻,黑龙江1,黑龙江2,江西早稻,江西晚稻,醴陵早稻,醴陵晚稻,同江早稻,同江晚稻,2012-2013，山东阳信县，滨海盐碱地种冬

20、小麦，施用多元素矿物肥后对比效果显著,湖南攸县2014年晚稻植株各部分镉含量平均值,0.11,0.22,Lower the Cd content in rice,在山东、河北、辽宁的滨海盐碱地和宁夏、河北、内蒙古的干旱盐碱地开展试验示范和推广应用。,干旱区盐碱地,滨海 盐碱地,北方盐碱地：高效利用,2012-2013，山东阳信县，滨海盐碱地种冬小麦，施用多元素矿物肥后对比效果显著,山东盐碱地冬小麦,对照,处理,对照,处理,2015东营,2013滨州,Wheat in coastal saline, Shandong,宁夏平罗县灵沙乡何家村 年平均降水量 178 mm 年蒸发量 2111 mm

21、土壤盐度13-24 ，pH 9.0 灌溉水为咸水,宁夏：2013-2014两年试验,枸杞：2013年增产率达到60100% 2014年增产率34 66%,2014年各处理施肥前后的pH值变化,盐化学类型从Cl-SO42-Na+向Cl-SO42-Na+Ca2+型转变,为什么碱性土的pH值下降、而酸性土的pH值上升？,纳米-亚微米和微孔状结构。纳微米物质的尺寸效应，亦即在临界尺寸时性能突变。,叶片状：雪硅钙石,球粒状： 水钙铝榴石,微孔,扫描电镜显微照片,真正的纳米肥料！ 特殊的微孔结构！,胶体粒子的结构,土壤粘土胶体粒子制约着土壤的环境功能,包括：对土壤pH值的双向调节功能、对重金属离子的钝化功

22、能等,煅烧产品,本产品,产品胶体对比试验：丁达尔光柱效应,Ca(OH)2吸收CO2生成碳酸钙沉淀，使得调酸能力下降、并板结土壤？,硅酸盐矿物的纳米颗粒钝化重金属离子的机理,施用矿物肥,山东大姜土壤,未施用矿物肥,昌乐县,即墨县,未施用矿物肥,施用矿物肥,山东齐河县 温室大棚西红柿土壤,山东莱西苹果园,各种矿物质土壤调理剂产品吸水后的变化,微孔产品,用食指去按压其表面，除我们的产品酥软松散外，其余都显示较为显著的板结和硬化,电镜观察 微粒微孔,原料：容重2.6g/cm3,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 细化：新生成的矿物颗粒为纳米微米级的微粒（胶体粒子）

23、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,活化、细化 膨化,产品：容重0.75g/cm3,蒸养工艺,粒度： 毫米-厘米,粒度： 纳米-微米,微孔,报 告 提 纲,1、土壤及其基本功能 2、土壤调理剂及其主要类型 3、实例：矿物质土壤调理剂及其农业应用 4、土壤调理剂的市场发展机遇,综合调理土壤的三大功能,母岩、有机质、细菌,产品：土壤调理剂,农业,环保,大气污染 水污染 土壤污染,农业八字宪法土、肥、水、种、密、保、管、工、,技术,中国农业的转型升级： 化学农业生态农业,农产品质量与安全 中国农业的二次创业,食品等级金字塔,国民健康与安全 农产品健康与安全 土壤的健康与安全,农业

24、的供给侧改革,我们每天都被看不见的化学物之海所包围，我们的身体就像海绵一样吸收着，直到我们自己也染上毒。 在我们食用的粮食中，重要的天然营养都损失殆尽，取代这些有治病疗效的营养物质的，是那些合成的化学添加物。,中国茶叶有多毒？ 2012年04月26日 04:30来源：时代周刊 绿色和平组织发布2012年茶叶农药调查报告引发业界震动与质疑 中国茶叶有多毒？ 国际非政府环保组织绿色和平发布的一份2012年茶叶农药调查报告再次触痛了国人敏感脆弱的食品安全神经包括吴裕泰、张一元等在内的国内9家知名品牌的18种茶叶“均含有至少3种农药残留，检出的农药种类总数高达29种。其中6个样本含有10种以上农药残留

25、，而日春803铁观音竟含有多达17种农药残留”；超过半数的产品被检出含有氰戊菊脂、硫丹、灭多威等国家禁用农药。 报告激起了被“曝光”茶企以及一些业内人士的强烈反应，其“专业性”、“合法性”以及“居心”均遭到质疑。作为中国国饮的茶叶，其农残检测究竟该执行国内标准还是欧盟标准的争议再次被提起。部分茶企及专业人士的解释并未能平息这场突如其来的风波。消费者的质疑在于：已被禁用于茶树的农药缘何会出现在他,重点是要提品质，下大力气提高农产品的质量和安全水平！,2016年玉米价格由市场来决定，临储制度改革来了！,工业文明生态文明、绿色发展,生态农业是治理土壤污染、改良土壤生态环境的根本途径,“农资综合补贴、

26、种粮补贴、良种补贴” 三合一 支持耕地地力保护和粮食适度规模经营,行业生命周期理论,中国肥料行业已过成熟期,引入绿色生态农业和土壤修复,农业和农资人的两大商机 1、农产品质量和安全 2、土壤修复与改良,关键：创新技术,土壤修复改良的三大途径 矿物质技术 有机质技术 微生物技术,土壤有机质和土壤微生物 5%,土壤矿物质 95%,土壤固体由什么组成？ 矿物质、有机质、生物质,理想土壤的成分体积比例,土壤固体,孔隙,用天然营养替代化工营养,藏粮于地,植物养分,土壤肥力、土壤生态,植物营养 + 土壤质量 + 人体健康 + 生态文明建设,生态文明建设,人体健康,转变施肥观念,模拟自然 道法自然 修护自然

27、 回归自然,谢 谢,中科院地质与地球物理研究所，刘建明绿色生态农业的核心技术组合,农家肥/腐殖酸肥,矿物肥/土壤调理剂,微生物肥,有机肥：全面补充氮、磷、钾、有机质等养分，改良土壤,微生物肥：固氮、解磷、解钾、生长调节、增强抗性、早熟、抑菌防病,天然无机肥：补充钾、硅、钙、镁、铁、稀土等矿物质养分,绿色生长调节剂,生物刺激素：固氮、解磷、解钾、生长调节、增强抗性、早熟、抑菌防病,四维生态农业：无机、有机、生物、生长调节,生物刺激素是一种包含某些特殊有机分子和微生物代谢物的物料，其功效是对植物的自然生长发育进程起到刺激和调节作用，包括提高营养吸收、营养功效、非生物胁迫以及作物品质。这类产品既不是传统农药，也不是传统肥料，可以改善植物的生理生化状态；提高农药和肥料的利用率；改善农作物抵抗逆境的能力；并提高农作物的产量和农产品品质。 国际上对生物刺激素分类包括：腐植酸、氨基酸、海藻提取物、蜜糖发酵物、功能性微生物及其代谢产物、低聚糖、小分子肽、植物激素、不饱和脂肪酸、生物碱、矿物质等。,硅酸盐岩石,土壤,植物,为什么石头不能长植物， 而从石头风化来的土壤能？,1、养分功能：土壤向植物生长提供基本的矿物质元素养分土壤的自然肥力 2、环境功能：土壤提供植物生长必需的生态系统和环境条件 3、结构功能：土壤特殊的团粒结