O概述 农业地质学自20世纪80年代在我国已受到一些学者的关注。陆续开展了一些卡H关研究项目。但 对于我们这样一个农业大国,当前农业地质的研究水1三和推广应用程度还仅处f起步阶段,发展潜力巨大。农业地质学,是随土壤研究而产生的。19世纪中叶,西欧土壤学中出现了一些地质、地理学家,如 F.A.法鲁、F.V.李希霍芬、拉曼等为代表的农业地质学学派。到19世纪末,俄国学者B .B.道库哈耶夫又创立了成因上壤学,把土壤肥力的发生和生理环境联系起来。可以把早期的农 业地质理解为“研究土壤的地质学”。尔后,随着1916年英国剑桥大学出版了地质学家R.H.雷斯托的专著《农业地质学)),l946年美国地质学家F.V.伊梅逊《农业地质学》的出版,使“农业地质”已远远超出对土壤地质学的研究,而几乎涉及整个农业…。 我圉自20世纪80年代,在原成都地质矿产研究所及四川、云南、贵州等地质科学研究所和一些地 质队中,卡H继开展了农业地质方面的研究工作。李正积在20世纪80年代初对农业地质背景进行研究并在l986年出版了《农业与地质》一书,使用了“农业地质”这一术语【引。并将农业地质定义为:“ 农业地质是研究农业地质背景、条件及相关因素的学科,主要研究地壳表层的各类岩石及土壤,为 农业科学规划及土壤作物分区提供地质背景资料,为土壤改良、水资源开发利用、农作物和林木植 被的生理元素平衡、农作物和林木现代化基础条件等提供必要的地质成果或规律性的地质背景系数和比较值,以促进科学研究工作”(上海辞书出版社,1989年片反<<辞海》)。尽管“农业地质”研究包含内容宽泛,但最根本也是最直接的还是研究岩石、土壤和农作物之间的关 系。不管是沉积岩、火成岩还是变质岩,它们经过风化淋滤后,岩石变为土壤或岩石中的营养元素 最终还是要流失到附近的土壤里。经研究,表土(土壤)、母质、岩石三者之间化学组成变化很小 ,说明土壤的化学组成完全继承了母质、岩石的特性。既然土壤养分绝大部分来自岩石,那么研究 土壤肥力,就必须研究生长土壤的岩石。这与传统的地质为农业服务是有所区别的,因为传统的地 质为农业服务,其任务主要是为农业寻找水源及硫(S)、磷(P)、钾(K)等化肥的矿源13 l。而农业地质学的一个主要任务是研究岩石中的营养元素,母岩的性质与土壤的关系。1岩石中 的营养元素由岩石风化的母质与土壤密切相关。不同地化:C矿产地质层岩石背景,形成彳:同的 土壤质地,从而影响到作物的品质。众所周知,四川涪陵榨菜色鲜昧香、脆嫩可L】,其中的道理 却鲜为人知。这是因为这‘带岩层里含有适量的钙(ca)、磷(P)、钾(K)、硫(S)和镁 (Mg)等营养元素,适于榨菜生长。云南烟叶色泽鲜亮,富有弹性、气味芬芳、名冠全国,是因 为那里的岩:石中富含钾(K)元素,适{i烟叶生长。据贵州省地矿局沈志达研究,上白垩统一 卜第二三系红色盆地中的红色:L壤种植的烤炯成效最好目.可连年种植,也是由于该土壤含有效 态钾元素丰度较高,循环正常所致。,而质佳味美的广西沙【Jj枘和浙扣:的玉环柚,恰是生长 在含磷(P)较高、含钾(K)较低的岩石分布区。据地质工作者研究,柚树适于生长在高磷(P )、低钾(K)的酸性复合上质中。在柚树根部施用高磷(P)、低钏(K)的肥料,可使柚子增 产140%。可见化肥并不是对农作物多多益善,施用什么肥都可以的。这涉及科学用肥的问题。 例如在我国西南寒武纪、震日.纪含磷(P)地层分布区,土壤里含有很多磷(P)元素,这个地 区蒋再施用碡(P)肥,对农作物是不必要的。合磷(P)岩石区分布较广,土要分布在云南的昆 『;H磷矿区,贵州的开阳磷矿,瓮福磷矿区,湖南的东山蜂磷矿区,湖北的荆襄磷矿,宜昌磷矿 ,兴山、保康、神农架磷矿区。而北方的土壤里却普遍缺磷13j,北方土壤施用磷肥就能增产。 城然,科学施肥并不等-J:缺什么补什么那样简单,必须通过农业地质工作者、土壤研究工作者、农林业科技人员通力合作,研究什么样的土壤,适宜种什么样的作物,施用什么样的化肥,化肥种类的比例搭配,指导农民科学用肥。若使用农家肥(人、畜、禽粪便)则地不分南北,农作物不分品种都能适用。然而农家肥数量有限,目前我罔农业增产,主要靠施用化肥。2母岩性质 地壳表层有多种类型岩石,它们的化学成分、矿物组成和物理性质各不棚同,遭风化演变成上壤以后 发生了很大变化,但母岩性质对土壤属性仍有很大影响..土壤和母岩之间化学成分的相关特性, 据区域土壤地球化学测量结果表明,岩石与』一覆土壤的某些微量金属元素含量,往往呈正相关关 系。象钾(K)、磷(P)这类重要的营养元素,也与基岩性质有关。据江西东乡县土壤普查结果,水稻土中速效钾含量,当母岩为酸性火成岩时,大部分可达50×10—0～100×10～,而当母岩为砂岩与千枚岩时,仅为30×10‘0～sO×10一6l 4l。 土壤粒度成分主要决定于上壤的矿物成分。组成岩石的矿物,抵抗化学风化的能力差异甚大。有些矿 物很稳定,极难被风化,如石英、锆石、金红石等;有些较易被风化,如长石、云母、角闪石等;有些则很易被风化,如橄榄石、霞石、方解石等。因此,上壤的厚度与川围岩石中所含矿物有关。陆地上第四纪形成的堆积,通常都未固结成岩,土壤就是这些疏松堆积的表层通过成壤作用转变而成 的,被称为蹴壤母质。由于母质的成分直接影响土壤的成分,它的化学组成对上壤的形成、性状与 肥力也有显著影响,所以近年来都把母质类型(结合基岩岩性)作为划分土属的陂据..3土壤中的稀士元素土壤中的稀土元素含量之高低与土壤类型和母岩有关。地壳中稀土元素含量为0.01 5%,一般酸性岩和碱性岩中稀土元素含量较高,基性一超基性岩中则含量较低。我国酸性上壤中稀 上元素的含量常高于200×lO～,其’匕土壤则低t此值}引。土壤中稀土元素以镧(Im)、铈(Ce)、钕(Nd)等3种元素含量较高,其它元素含量椰比较低。土壤中的可溶态稀土的含量囚土壤类型而异。我斟红壤、砖红壤、办红壤、黄棕壤中的可溶态稀土元 素含量较高,而棕壤、黑土、黑色石灰土则较低。我国东北、华北及西南地区土壤可溶态稀土元素 含量较低,这些地区多年施用稀=L“农乐”,试验结果都取得较好的增产效果。稀土j1三素可促进种子萌发、植物生长及植物根系的发育。4元素与农业增产的关系地球是由92种化学元素组成的,人和动植物也是由化学元素组成。本史仅阐述元素与农业的关系。 氮是生命的基础,缺少氮,庄稼便会生长得又瘦又小,叶子发黄,花小而不易受孕,果实小_I『l 『,1:饱满。因为氮不仅是庄稼制造叶绿素的原料,而且也是庄稼蛋白质的原料。据统计,全世 界的庄稼,在一年之内,要从土壤里摄取4000多万t氮j引。,象豆科植物的根部,常长着许 多小疙瘩——根瘤,这种根瘤里的根瘤菌能直接从空气中吸取氮气,制造氮肥。氮肥能促进农作物细胞分裂快,使植株增长迅迷,植株高大,枝叶茂盛,根系发达。磷是植物生长必不可缺少的元素,是构成细胞核中核蛋门的重要物质。磷对j:种子的成熟和根系的 发育,都起着重要的作用。在庄稼开花期间追施磷肥,能收到鼎著的增产效果。一旦缺磷,庄稼根 系便小发达,叶呈紫色,结实迟,果实小。磷肥可以促使作物根系发达,促进作物发育、早熟、穗 粒增多、籽实饱满,提高作物的产量和质量。同时,还可以增强作物的抗旱性和抗寒性,提高块根 作物中糖和淀粉的含量。过去人们只是从鸟类、鸩类√旨头巾获得。点磷。现在人们可以从磷灰打中制取大量的磷肥一一过磷酸钙,来达到农作物增产的目的。每lOOkg过磷酸钙中含l5kg左右的磷,lkg过磷酸钙所含的磷相当于15kg至50kg厩肥、50～。70kg,~ 人类尿或70～】OOkg紫云英绿肥中所含的磷。更重要的是增加磷肥还能大大促进农作物对氮 的吸收,从而达到增产的目的。这种“以磷增氮”的产经验是我国浙江、江西、湖南、厂‘东、网 川等省的广大农民和农业科技:<作者在农业实践中创造出来的。他们发现,庄稼刈氮和磷是按。 定比例吸收的。据测定,每收获1f)Okg粮食,庄稼大约要从:i二壤中吸收3kg氮与l_ 5kg磷,氮和磷之间存在着卡H互约束与术H互促进的辩证关系。当氮不足时,会影响庄稼吸收磷的能力;而磷不足时,也会影响庄稼吸收氮的能力。可JJ山氮、磷肥的合理搭配十分重要。钾对庄稼也非常需要。庄稼如缺钾,茎杆就不会硬挺直立,j1.易倒状,对外界的抵抗力也大大减 弱。据试验测定,每收获】l小麦或马铃薯,就等于从土壤tl{J平均取走5kg钾;收获1t 甜萝f、,相当于取走2kg钏。全世界乎均每年要从土壤中取走2500万t钏j…。钳i肥能 使农作物根系发育,枝杆粗状,增加分蘖、促进蛋白质及淀粉合成,增加作物抗病、抗旱、抗寒能力,提高农产品的产量和质量。碳是有机世界的“t角”,含碳的有机化合物就有300多万种,它在全球广泛分布。碳也是生命基 础,人租一切动植物中的有机质,都是碳的化合物一一蛋白质、油脂、淀粉、糖以至叶绿素、激素等,它们都离不了碳。氮、磷、钾化肥被人们称之为庄稼生长的“三大要素”。此外,用量较大的营养,￡素还有碳、氢、氧、钙、镁、硫等。用量较少的微量营养元素有铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯等。 这些营养元素中,无论是“常量营养元素”还是“微量营养元素”,无一不是来自地层(岩石)之中 :,只有将土壤的母岩研究清楚了,才能做到“囚地施肥”,合理施肥。所以,科学地施用化肥,增加粮食产量,还有赖于农业地质学的不断发展。,5结束语科学用肥,是农业增产的关键。据统计,世界各国施用化肥中氮、磷、钾的平均比例是l:0.59 :O.49,其中发达国家为l:0.68:0.64,发展中国家为1:0.43:O.23, 而我国则为1:0.35:0.014_】10这说明,我国是氮多、磷少、缺钾的局面。我国这种氮、磷、钾比例
More abstracts about the 岩石、土壤、农作物关系浅议