1、第四章第四章 农用矿物材料农用矿物材料“将欲播种将欲播种,撒撒石灰石灰渥漉渥漉(混和混和)泥中，泥中，以去虫螟之害以去虫螟之害”(耕耨之宜篇耕耨之宜篇);在施用火土灰时，在施用火土灰时，“杂以杂以石灰石灰,虫虫不能蚀不能蚀”(六种之宜篇六种之宜篇)。我国古代对农用矿物的认识我国古代对农用矿物的认识 农用矿物材料农用矿物材料是指经简单加工后是指经简单加工后可直接用于农业生产的矿物，它主要可直接用于农业生产的矿物，它主要用于制造用于制造天然肥料、土壤改良剂、复天然肥料、土壤改良剂、复混肥、饲料添加剂、农药、菌肥载体、混肥、饲料添加剂、农药、菌肥载体、作物生长调节剂作物生长调节剂等。等。 农用矿物材
2、料的概念农用矿物材料的概念 土壤改良土壤改良 土壤的理化性能土壤的理化性能，取决于，取决于土壤的离子交换能力和土壤的离子交换能力和土壤的团粒结构土壤的团粒结构，离子交换量的大小决定了土壤保肥，离子交换量的大小决定了土壤保肥和供肥能力，而团粒结构则决定了土壤对水、气、肥和供肥能力，而团粒结构则决定了土壤对水、气、肥的合理利用。的合理利用。 如沸石因其具有如沸石因其具有离子交换性、吸附性、选择性离子交换性、吸附性、选择性等等特性，可使特性，可使K+、NH4+这样的大离子释放到土壤中去，这样的大离子释放到土壤中去，使土壤的交换性能得到改善。而泥炭对土壤的改良，使土壤的交换性能得到改善。而泥炭对土壤的
3、改良，主要是因泥炭中含有大量的动植物腐烂尸体，可增加主要是因泥炭中含有大量的动植物腐烂尸体，可增加土壤中的有机质含量，使土壤的团粒结构得到改善。土壤中的有机质含量，使土壤的团粒结构得到改善。 目前目前,应用较广泛的矿物改良剂有应用较广泛的矿物改良剂有石膏、沸石、膨石膏、沸石、膨润土、蛭石、褐煤、泥炭润土、蛭石、褐煤、泥炭等。等。 土壤改良的机理土壤改良的机理 用于土壤改良的矿物和矿物材料用于土壤改良的矿物和矿物材料1 1 沸石沸石（1）天然沸石改良土壤的作用机理）天然沸石改良土壤的作用机理 土壤反应的调节作用土壤反应的调节作用 土壤盐基交换量的提高土壤盐基交换量的提高 防止水溶性磷酸的固定防止
4、水溶性磷酸的固定 吸氮保氨作用吸氮保氨作用 土壤物理性质的改善土壤物理性质的改善 用于改善土壤养分状况用于改善土壤养分状况 由于土地的不合理利用，土壤中的养分元素日由于土地的不合理利用，土壤中的养分元素日益贫乏。而肥料施入土壤后，又会发生挥发、淋溶益贫乏。而肥料施入土壤后，又会发生挥发、淋溶等损失。利用沸石具有较强的吸附能力和离子交换等损失。利用沸石具有较强的吸附能力和离子交换能力的特性，将沸石加到土壤中，可起到保肥供肥能力的特性，将沸石加到土壤中，可起到保肥供肥的作用，提高养分的生物有效性。的作用，提高养分的生物有效性。 研究表明，天然沸石是很好的土壤改良剂。沸研究表明，天然沸石是很好的土壤
5、改良剂。沸石加入到土壤后，可以增加土壤对铵离子、磷酸根石加入到土壤后，可以增加土壤对铵离子、磷酸根离子和钾离子的保持能力，提高养分有效性。离子和钾离子的保持能力，提高养分有效性。（2）沸石在土壤改良中的应用沸石在土壤改良中的应用 沸石在植物生理性状改良中的应用沸石在植物生理性状改良中的应用沸石在土壤重金属污染改良中的应用沸石在土壤重金属污染改良中的应用 我国土壤环境重金属污染已十分普遍。进我国土壤环境重金属污染已十分普遍。进入土壤中的重金属不仅能抑制植物生长发育，入土壤中的重金属不仅能抑制植物生长发育，并能通过食物链传递与富集，最终危害人体健并能通过食物链传递与富集，最终危害人体健康。利用沸石
6、治理重金属污染土壤，经济有效、康。利用沸石治理重金属污染土壤，经济有效、易于实施，特别是对于轻中度污染易于实施，特别是对于轻中度污染,不失为一种不失为一种适宜的方法。适宜的方法。 将合成沸石加到将合成沸石加到Cd污染土壤中明显降低了污染土壤中明显降低了莴苣、燕麦和黑麦草根和茎中的莴苣、燕麦和黑麦草根和茎中的Cd浓度。当沸浓度。当沸石施用量为土重的石施用量为土重的1%时，与对照相比，盆栽莴时，与对照相比，盆栽莴苣叶片中的苣叶片中的Cd浓度降低了浓度降低了86%。改性沸石在土壤质量改良中的应用改性沸石在土壤质量改良中的应用 饲饲 料料1 矿物作为饲料添加剂的机理矿物作为饲料添加剂的机理 矿物作为饲
7、料添加剂是基于某些矿物中含有动物矿物作为饲料添加剂是基于某些矿物中含有动物生长发育所必需的养份生长发育所必需的养份,如如Ca、Mg、Zn、Cu、K、Na、Fe等化学成分。矿物的这些特性对生物产生的作用有：等化学成分。矿物的这些特性对生物产生的作用有：（1）直接补充生物机体所需要的常量和微量元素；）直接补充生物机体所需要的常量和微量元素；（2）具有促酶、催酶作用）具有促酶、催酶作用;（3）促使生物从饲料中吸收更多的养分以强化其生）促使生物从饲料中吸收更多的养分以强化其生 长能力长能力;（4）改善饲料的均匀程度）改善饲料的均匀程度,增加饲料加工过程中的流增加饲料加工过程中的流 动性和粘和性动性和粘
8、和性;（5）除虫灭菌防治疾病。）除虫灭菌防治疾病。 从总体看从总体看, ,按矿物在饲料中的作用按矿物在饲料中的作用, ,可初可初步归纳为二大类步归纳为二大类: : 一是一是其本身为动物生长发育所必需或者有其本身为动物生长发育所必需或者有益的营养性物质益的营养性物质, ,另一类另一类则是利用其物理性质则是利用其物理性质使其适宜于饲料中作预混合载体粘合剂和抗结使其适宜于饲料中作预混合载体粘合剂和抗结剂剂, ,即非营养性物质即非营养性物质, ,其中包括消化促进剂等。其中包括消化促进剂等。2 营养性添加剂营养性添加剂（1）钙）钙 钙对于动物骨骼和牙齿的健康发育是必钙对于动物骨骼和牙齿的健康发育是必不可
9、少的。对于保证产乳动物的乳汁分泌和鸡不可少的。对于保证产乳动物的乳汁分泌和鸡蛋壳的正常强度也很重要。动物饲料中的钙除蛋壳的正常强度也很重要。动物饲料中的钙除正常饲料所提供之外，还来源于石灰石、大理正常饲料所提供之外，还来源于石灰石、大理石粉和动物的海相沉积物。石粉和动物的海相沉积物。 （2）磷）磷 磷是动物骨骼的一种重要组成成分，对动物的新磷是动物骨骼的一种重要组成成分，对动物的新陈代谢具有重要的作用。谷物是磷的理想的来源，草料陈代谢具有重要的作用。谷物是磷的理想的来源，草料中磷含量不足。在饲料中需要加入以矿物为原料的磷物中磷含量不足。在饲料中需要加入以矿物为原料的磷物质：磷酸二钙、磷酸镁钙、
10、脱氟磷酸盐岩以及骨粉。质：磷酸二钙、磷酸镁钙、脱氟磷酸盐岩以及骨粉。（3）盐类）盐类包括食盐、芒硝、天然碱和石膏等。它们含有主要常包括食盐、芒硝、天然碱和石膏等。它们含有主要常量元素和微量元素有量元素和微量元素有Na、K、Cl、Ca、Mg、S、Fe、Al、I、Br、B、Li等。这些元素易被禽畜吸收。作配等。这些元素易被禽畜吸收。作配合饲料添加剂合饲料添加剂,可以促进禽畜的新陈代谢，加快生长速可以促进禽畜的新陈代谢，加快生长速度。作饲料调味剂。可以提高家禽畜食欲。增强消化度。作饲料调味剂。可以提高家禽畜食欲。增强消化吸收能力，增加体重。其中盐是所有动物必需的，使吸收能力，增加体重。其中盐是所有动
11、物必需的，使动物能够获取足够的钠。钠对于动物维持正常的血量动物能够获取足够的钠。钠对于动物维持正常的血量和血压很重要。和血压很重要。（4）微量元素）微量元素 许多动物也需要少量的微量元素。动物体许多动物也需要少量的微量元素。动物体内的微量元素内的微量元素(包括包括Cu、Fe、Mn、Zn、I)，其，其原料均直接或间接来自于相关矿物，它对动物原料均直接或间接来自于相关矿物，它对动物正常的生长发育有极大作用。一般情况下，动正常的生长发育有极大作用。一般情况下，动物通过食物摄取就可以，特殊情况下也可以采物通过食物摄取就可以，特殊情况下也可以采用注射或喂药的形式给予补充。补充的方式用注射或喂药的形式给予
12、补充。补充的方式:铜为铜为CuSO4、锌为、锌为ZnO、铁为、铁为Fe2O3粉末。粉末。3 非营养性添加剂非营养性添加剂 （1）粘土）粘土 在动物饲料中粘土主要用作膨胀剂、颗在动物饲料中粘土主要用作膨胀剂、颗粒饲料粘合剂、辅助饲料载体和饲料的自由粒饲料粘合剂、辅助饲料载体和饲料的自由流动的添加剂。在饲料造粒过程中添加粘土流动的添加剂。在饲料造粒过程中添加粘土可起到润滑作用，减少压模摩擦，提高造粒可起到润滑作用，减少压模摩擦，提高造粒产量。粘土在饲料中还可增加动物体重，防产量。粘土在饲料中还可增加动物体重，防治霉菌病毒和腹泻，用作维生素矿物质、抗治霉菌病毒和腹泻，用作维生素矿物质、抗生素和它种活
13、性化合物的载体。生素和它种活性化合物的载体。（2 2）海泡石）海泡石 海泡石用作预混合载体、抗结块剂、颗粒饲海泡石用作预混合载体、抗结块剂、颗粒饲料粘合剂，少量用作生长促进剂。海泡石的阳离料粘合剂，少量用作生长促进剂。海泡石的阳离子交换能力低，而且有较高的化学稳定性。在用子交换能力低，而且有较高的化学稳定性。在用作预混合载体时不会与被载的活性物质发生反应，作预混合载体时不会与被载的活性物质发生反应，故它是较佳的预混合载体。故它是较佳的预混合载体。（3）珍珠岩和蛭石）珍珠岩和蛭石 珍珠岩和蛭石在动物饲料中有各种各样的珍珠岩和蛭石在动物饲料中有各种各样的应用。主要用作生长促进剂、高浓度饲料和微应用
14、。主要用作生长促进剂、高浓度饲料和微量元素的载体，用作生长促进剂时量元素的载体，用作生长促进剂时, ,可与海泡可与海泡石、沸石相比。珍珠岩和蛭石也可改善饲料的石、沸石相比。珍珠岩和蛭石也可改善饲料的物理性质，如提高可倾倒性、降低水分含量或物理性质，如提高可倾倒性、降低水分含量或作定型剂、粘合剂或抗结块剂。作定型剂、粘合剂或抗结块剂。（4）滑石）滑石 在动物饲料中，滑石用作抗结块剂或抗在动物饲料中，滑石用作抗结块剂或抗胶粘剂。滑石会在饲料颗粒表面形成一层膜，胶粘剂。滑石会在饲料颗粒表面形成一层膜，并有效地控制颗粒内水分的挥发及对水分的并有效地控制颗粒内水分的挥发及对水分的吸收。滑石用作饲料容器时
15、，可防止由于昼吸收。滑石用作饲料容器时，可防止由于昼夜温差所引起的饲料在容器壁上粘结。夜温差所引起的饲料在容器壁上粘结。 滑石在谷物类添加滑石在谷物类添加1%2%和颗粒饲料中和颗粒饲料中添加添加0.3%0.5%，加添滑石后饲料中可混入，加添滑石后饲料中可混入更多的粘性物质，例如糖蜜、含油种子、甜更多的粘性物质，例如糖蜜、含油种子、甜菜、脂肪和尿素，添加这些物质既可改变饲菜、脂肪和尿素，添加这些物质既可改变饲料的某性特性，也可降低成本。料的某性特性，也可降低成本。（5）稀土）稀土 在对稀土的研究中发现，稀土具有促进动在对稀土的研究中发现，稀土具有促进动物生长发育、繁殖、降低饲料消耗等作用。这物生
16、长发育、繁殖、降低饲料消耗等作用。这是由于稀土作为一种有益或辅助性营养元素，是由于稀土作为一种有益或辅助性营养元素，一方面参与动物机体内的物质代谢，另一方面一方面参与动物机体内的物质代谢，另一方面对酯有不同程度的激活效应。有试验表明对酯有不同程度的激活效应。有试验表明, ,稀土稀土很有可能抑制病原菌的生长繁殖，减弱其致病很有可能抑制病原菌的生长繁殖，减弱其致病力，使动物的死亡率减少。力，使动物的死亡率减少。肥肥 料料 关于肥料的概念，传统上仅仅理解为给关于肥料的概念，传统上仅仅理解为给农作物补充氮、磷、钾三种元素，以提高农农作物补充氮、磷、钾三种元素，以提高农作物产量。但现代的肥料概念，不仅要
17、求提作物产量。但现代的肥料概念，不仅要求提高农作物产量，也要求提高农作物质量。这高农作物产量，也要求提高农作物质量。这就是说，新型肥料还要求给农作物补充矿物就是说，新型肥料还要求给农作物补充矿物质和微量元素，还包括改良土壤结构、调整质和微量元素，还包括改良土壤结构、调整土壤酸碱度、防止水土流失，甚至包括除虫土壤酸碱度、防止水土流失，甚至包括除虫灭害和植物保护等涵义。在新型肥料中，矿灭害和植物保护等涵义。在新型肥料中，矿物将会发挥巨大作用。物将会发挥巨大作用。 矿物肥料类型划分矿物肥料类型划分 矿物肥料开发利用矿物肥料开发利用（1）海绿石）海绿石 海绿石含有较高的氧化钾，在农业上具有海绿石含有较
18、高的氧化钾，在农业上具有较高的应用价值。当矿石中海绿石含量不低于较高的应用价值。当矿石中海绿石含量不低于50%时，无须选矿，便可当作钾肥直接施用。时，无须选矿，便可当作钾肥直接施用。许多国家把它作为重要农用矿物资源。据前苏许多国家把它作为重要农用矿物资源。据前苏联试验表明：施用海绿石，谷物和蔬菜产量分联试验表明：施用海绿石，谷物和蔬菜产量分别可提高别可提高24%44%和和25%50%；棉花可增；棉花可增产产8%12%；马铃薯可增产；马铃薯可增产35%。河南省施用。河南省施用海绿石，棉花产量可提高海绿石，棉花产量可提高6.3%13.3%，棉花，棉花凋萎病发生率下降凋萎病发生率下降34%。（2）膨
19、润土）膨润土 膨润土具有强吸附性、膨胀性及悬浮性等物理性膨润土具有强吸附性、膨胀性及悬浮性等物理性状，农业上一般应用钙基膨润土。国外长期使用效果状，农业上一般应用钙基膨润土。国外长期使用效果明显，可提高玉米产量明显，可提高玉米产量39.2%，黑小麦产量，黑小麦产量39%，豆，豆类产量类产量22.2%，马铃薯产量，马铃薯产量18.6%。此外，膨润土用。此外，膨润土用作复合肥料添加剂，可明显提高农产品质量。作复合肥料添加剂，可明显提高农产品质量。（3）蛭石）蛭石 是火山作用形成的产物，具有稳定的化学性状，是火山作用形成的产物，具有稳定的化学性状，含含Si、P、K、Na、Ca、Mg、Fe、Cu、Mn
20、等大量和等大量和微量元素。蛭石可作为承载肥料（微量元素。蛭石可作为承载肥料（N、P、K和微量元和微量元素）基质，使肥料营养组分在生长培养基中缓慢释放，素）基质，使肥料营养组分在生长培养基中缓慢释放，从而提高肥料利用率及延长肥效。此外，其还具有较高从而提高肥料利用率及延长肥效。此外，其还具有较高的阳离子交换能力，可防止土壤酸碱度的迅速变化，并的阳离子交换能力，可防止土壤酸碱度的迅速变化，并保护农作物免遭高浓度肥料的毁坏。保护农作物免遭高浓度肥料的毁坏。（4）碳酸盐岩）碳酸盐岩 可作酸性土壤的肥料，对提高土壤肥力，可作酸性土壤的肥料，对提高土壤肥力，改良土壤结构有明显作用。澳大利亚研究者，改良土壤
21、结构有明显作用。澳大利亚研究者，在小麦灌溉水中掺入一定量的钙质碳酸盐岩，在小麦灌溉水中掺入一定量的钙质碳酸盐岩，小麦增产小麦增产1倍；如与氮、磷肥配合施用，可倍；如与氮、磷肥配合施用，可使小麦产量由提高到使小麦产量由提高到2倍。倍。 其他方面其他方面1 作物生长调节剂作物生长调节剂 天然作物生长调节剂主要来源于土壤中的腐殖天然作物生长调节剂主要来源于土壤中的腐殖酸，在泥炭、褐煤、风化煤中，就存在有和土壤腐酸，在泥炭、褐煤、风化煤中，就存在有和土壤腐殖酸在结构、组成及对作物生长影响等方面有着类殖酸在结构、组成及对作物生长影响等方面有着类似功能的物质似功能的物质HA（腐殖酸）和（腐殖酸）和FA（黄
22、腐酸），尤其（黄腐酸），尤其是是FA，因其分子量小易被作物吸收，对作物的生长，因其分子量小易被作物吸收，对作物的生长具有刺激性和增强作物的抗逆性，其胜利活性高，具有刺激性和增强作物的抗逆性，其胜利活性高，可广泛用于各种作物的生产中并可促进作物增产。可广泛用于各种作物的生产中并可促进作物增产。2 非金属矿物在农药方面的开发利用非金属矿物在农药方面的开发利用 农药用非金属矿物大致可分为两类：第一类是直农药用非金属矿物大致可分为两类：第一类是直接用于杀菌灭虫的矿物，其中往往含有一些毒性元素，接用于杀菌灭虫的矿物，其中往往含有一些毒性元素，如如Hg、As、S等，对病虫害有抑杀作用。这类矿产主等，对病虫
23、害有抑杀作用。这类矿产主要有硫黄、雄黄、雌黄、菱镁矿、萤石、石膏等；要有硫黄、雄黄、雌黄、菱镁矿、萤石、石膏等；第二类是作为农药的载体、掺合剂和吸附剂，其作用第二类是作为农药的载体、掺合剂和吸附剂，其作用是将农药较长时间的保留在土壤内，使其发挥最大的是将农药较长时间的保留在土壤内，使其发挥最大的杀虫灭害作用，其主要矿物有滑石、蒙脱石、凹凸棒杀虫灭害作用，其主要矿物有滑石、蒙脱石、凹凸棒石、坡缕石、海泡石、珍珠岩等。石、坡缕石、海泡石、珍珠岩等。3 非金属矿物可直接用于农业环境保护非金属矿物可直接用于农业环境保护 一些非金属矿物由于一些非金属矿物由于具有吸附性和阳离具有吸附性和阳离子交换等性能子
24、交换等性能，所以可以用于保护农业环，所以可以用于保护农业环境。按应用的领域可粗略地划为两类：境。按应用的领域可粗略地划为两类： 第一类，用来作粮食的干燥剂和畜牧第一类，用来作粮食的干燥剂和畜牧禽渔业场圈的净化、除臭、干燥剂。禽渔业场圈的净化、除臭、干燥剂。 第二类是吸收农田及其他环境中的有第二类是吸收农田及其他环境中的有毒有害物质。毒有害物质。 农用矿物材料在大农业中的应用是非常农用矿物材料在大农业中的应用是非常广泛的，因此应该加强农用矿物的开发和利广泛的，因此应该加强农用矿物的开发和利用。通过对农用矿物材料的开发应用研究，用。通过对农用矿物材料的开发应用研究，不但可以发现不但可以发现新的农用矿物材料新的农用矿物材料，而且也可，而且也可以为一些老矿种找到新用途，扩大其应用面以为一些老矿种找到新用途，扩大其应用面和应用领域。值得注意的是，和应用领域。值得注意的是，农用矿产的开农用矿产的开发利用要结合具体的区域地质背景、土壤和发利用要结合具体的区域地质背景、土壤和水资源条件来进行，要因地制宜，有针对性水资源条件来进行，要因地制宜，有针对性地进行开发利用，还要防止矿产开发利用中地进行开发利用，还要防止矿产开发利用中可能对农业产生的不利影响。可能对农业产生的不利影响。
