开展农业生态地质工作的实施方案.doc

与时俱进开拓贵州农业地质工作新局面杨胜元1 王林2 1 贵州省地质环境监测总站，贵州 贵阳 550004； 2 贵州省地矿局， 贵州 贵阳 550004； 提 要 地质与农业结合在贵州已进行了20多年，经历了从起步阶段发展到逐渐成熟阶段的历史进程。经过比较系统地总结了贵州省农业生态地质工作的经验，在开发农业生态地质环境资源和岩石矿物资源方面，达到了与全国农业地质研究接轨的水平。利用贵州地质环境的独特优势，指导农业产业结构调整分区，发展优势特色农业，保证粮食安全，为农业和农村经济发展，增加农民收入做实实在在的工作。同时为地质工作扩大服务领域，与时俱进开拓贵州省农业地质工作的新局面，提供了具体的思路。本文目的在于介绍贵州农业地质工作的现状、成果、方法与进展等，希望能有助于贵州农业地质的开展，落实地质工作应主动与社会发展和国民经济服务的任务。 关键词 与时俱进；开拓；农业地质；新局面；贵州中国分类号 文献标识码 文章编号 江总书记在党的十六大报告中，充分阐述了“三个代表”重要思想产生的必然性，要求全党全国人民始终保持与时俱进的创新精神，发展要有新思路，改革要有新突破，开放要有新局面，各项工作要有新举措。为了夯实农业的基础地位，党中央、国务院出台了一系列加强农业工作、减轻农民负担的政策措施。国土资源部将农业列为五大服务领域之一，并提出在全国开展260万平方公里农业地质调查的规划，十七个省市正在如火如荼的开展，农业地质工作迎来了真正的春天。贵州农业地质工作在产业结构调整中，应该与时俱进，主动地与国民经济和社会发展相结合，把喀斯特农业生态地质工作提到为“三农”服务的工作上来，在贵州二十多年来农业地质工作经验的基础上，从开发地质环境和开发岩石资源，以贵州喀斯特生态农业为特征的实际，作为为“三农”服务的突破口，进行卓有成效的工作，为国家粮食安全，为贵州农业发展，为增加农民收入，为全面建设小康社会作出实实在在的贡献。贵州农业地质研究现状贵州农业地质工作与全国发展同步，二十世纪八十年代初全省开展农业区划工作，贵州省地质矿产局承担了清镇县地质地貌与农业区划的试点工作，拉开了地质与农业结合的序幕.在农业部门的支持下，经过地质、地理、农业工作者二十多年不断的辛勤劳动，完成了清镇县地质地貌与农业区划 （1981 贵州地质矿产局），贵州烤烟生长的地质环境分析（1987 毕坤） ，贵州地质环境与林业（1987 毛志中） ，黔南州地质背景与烤烟种植试验（1989 毕 坤等） ，贵州土壤地球化学元素背景研究（1994 付舜珍） ，1:150万贵州农业地质图（1995 徐际鑫），贵州地质环境与茶叶品质关系研究（1996 毕 坤等），威宁县鹿房稀土矿普查评价及开发利用（1996 黄训华）、麻江稀土矿物的开发利用（1997 毕 坤），毕节松林地质特征与烤烟关系研究（1998 刘家仁），开阳富硒农产品开发利用研究（1999 汪境仁等），麻江优质大米调查评价（1999 毕 坤等），贵州优质农产品与地质环境关系（2000 毕 坤等），丹寨县农业生态地质发展规划（2001 毕 坤等），开阳县禾丰地区硒资源的开发利用（2001 毕 坤等），贵州开阳县硒资源开发研究（2001 杨爱华等），农业生态地质与贵州优质农产品（2002 毕 坤等）十五份专题研究报告，农业生态地质环境与贵州优质农产品专著（2003 毕坤等 地质出版社），从地质环境评价、地质环境开发利用、岩石地质资源开发利用三个方面，取得了实质性的进展，研究水平不作者简介 杨胜元（1960-11），男，高级工程师，注册岩土工程师，主要从事水工环地质和农业地质工作。低于全国，从起步阶段逐渐走向成熟，为贵州地质与农业结合积累比较丰富的经验。贵州农业生态地质环境特征贵州特定的地质环境和农业生态环境，为喀斯特农业生态地质的农业地质工作，创造独特的工作环境。地质环境的主要特征为：岩石地层出露比较齐全，素有“沉积岩石王国”称号；硅酸盐岩和碳酸盐岩基本上呈相互成层的带状分布，两者分布面积比为6:4；贵州是一个没有大面积第四系松散堆积物成片分布的山区省分，岩石出露地表最多又是我省的一大特征；农业用矿产煤、硫铁矿、磷矿、白云石、石灰石、含钾岩石、富硒岩石、石英砂岩等资源相当丰富。农业生态环境特征为： 贵州受自然地理因素的地面平均坡度、10oC积温热量条件、光照条件、水分条件、平坝、丘陵和平地、石漠化面积比例、森林植被、水土流失影响较大。土地资源总量不少，但是耕地质量差，有86%的耕地土层厚度小于一米，其中40%的耕土厚度不足15Cm。中低产田地占耕地总面积的78.6%； 25o坡度以上的耕地占全省耕地面积的20%，水土流失导致耕地每年以11.4万亩的速度减少；“地下水滚滚流，地表水贵如油”，农村380万人饮水困难，50%的田和30%的土得到保灌和半保灌，大部分田地靠天吃饭；全省喀斯特面积为61.9%，喀斯特地貌的客观存在，使贵州生态环境脆弱，承载能力低，抵抗自然灾害的能力弱，加重了对气候资源的依赖性；全省平均坡度值17.78o，6o以下占13.5%，6o15o占26.85%，15o以上坡度占59.65%。全省平均海拔1110m，500m以下占4.75%，500m1500m之间占 78.96%，1500m以上占16.47%。全省山丘面积比重大（92.5%），山间平地仅占7.5%，是全国唯一没有平原和大型山间盆地支撑的省分；其中泥石流，岩溶塌陷、岩溶洪涝及水土流失等地质灾害和气候灾害影响较大。贵州农业生态地质的研究成果贵州农业生产受到本省生态环境的制约，尤其是受到地质环境控制的农业生态环境制约，因此认识地质环境的重要性，发挥地质环境的作用，是贵州农业可持续发展必不可少条件。通过贵州地质环境与优质农产品品质关系的系统总结（内部资料），认识了地质环境是为人类提供矿产资源、水资源及人类居住活动的空间，是自然地理环境、水环境、气候环境、生物环境、土壤环境等各种环境相互作用的物质能量交换的集散地。地质资源环境是发展优势特色农产品的物质基础，是控制农产品质量的直接重要因素，是其它因素不可代替的潜力巨大的资源优势，是农业可持续发展的重要条件，探索出了地质与农业结合的以下研究结果:（1）把土壤作为最年轻的地质体，岩石和土壤都是农业生产的场所，地质资源是农业生产的重要基础资源。在地质环境的控制下，认为地质地球化学是生物地球化学的物质基础，矿物元素是农业生物技术的支撑动力，是控制农作物生长的内在先决条件。 （2）采取选择不同的地质环境，采用相同的农作物品种，相同的施肥水平，相同的耕作技术，相同的管理水平，相同的海拔高程，相同的气候条件，进行不同农作物的农田地质对比种植试验，在无自然灾害和人为因素影响的情况下，能保证优质农产品质量的稳定性。因此，利用优良地质环境进行农业产业结构调整，发展优质农产品，用岩石地层连片弥补贵州没有平原和大型山间盆地的劣势，扩大优质农产品种植面积增加生产规模，提高农产品品质具有现实意义。（3）农作物对地质环境有很强的依赖性、选择性、适应性。根据贵州28个优质大米产地的统计，全部优质大米都产在不同时代地层的碎屑岩岩石分布区。贵州优质辣椒、优质茶叶、优质烤烟等，几乎都选择了硅酸盐岩分布区。富硒大米必须种植在富硒的黑色页岩地质环境中。类似的例子很多，能说明农作物受地质环境的控制作用。（4）矿物元素在农作物中的核心作用。矿物元素在自然生态环境中、农作物中、人体中，其含量的比例极其相似，而且处于动态平衡之中。 在农作物的干物质中，矿物质占有4%7%，它们以整体性、组合性、多元性、平衡性、特殊性参与农作物内含有机物质的形成，是几百种酶类、叶绿素、蛋白质、糖分、脂肪、芳香物质不可缺少的催化剂，缺少一个元素及其含量不足或过剩，都影响农作物生长。生物最佳营养浓度定律又称伯特兰定律，是德国科学家G.Bertrand 100多年前提出的矿物营养元素在失望生长中的功能。矿物元素在农作物中的含量达到最佳浓度值的下限及上限临界值，农作物质量处于优生状态、低于最佳浓度下限值或者高于上限值，则产生缺乏症和过量症。用其原理研究贵州烟、茶质量，得到较好的验证，现将生物最适营养浓度改称最佳浓度值，用农产品中矿物元素的含量数据具体确定其质量。德国农业化学家J.李比希将微量元素称为“最小养分律”，也重视矿物元素的作用。农业生物技术工程主要研究生物的遗传基因，生物基因组织与矿物元素也有内在的联系，基因技术的研究结果，在生物酶活性中心多半由生命动力素含水络合离子构成，或带有含水基团特殊构象的蛋白质组成，细胞融合及杂交中生命动力素的作用更为重要。在美国应用生物净化技术已经开始进行田间试验，要求试验地点具有典型的污染物、地质水文学、地质化学特征的田间试验基地，进行多学科研究，已注意到了地球化学在生物技术工程上的作用。近来低剂量矿物元素的兴奋和刺激作用，引起了地球化学界的重视，称为“Hormesis”现象，能促进生物生长。所以，矿物元素在生物生长中的核心作用应当得到肯定。 （5）提出农业生态地质的八大功能。即在优生地质环境评价的基础上，选择不同农作物的优良品种，因地制宜在优生地质环境地区扩大种植面积；指导什么优质品种种植在什么地区，什么地区种植什么优质农产品；引进的优质品种应该选择什么样的优生地质环境种植；对品质退化的优质品种采取补救措施，改善其质量；优质品种种植结果，能保证农产品质量的长期稳定性；促进农业和农村经济全面发展，把发展农业和农村经济、增加农民收入，作为经济工作的重中之重；为农业产业结构调整分区、发展优势特色农业、建立生态观光农业服务。（6）建立了农业生态地质的种植模式优良品种 + 优良地质生态环境 + 生态农业环境 + 矿物元素的综合平衡施肥 + 科学的耕作技术 = 优质农产品。（7） 潜在地质资源是农业可持续发展的动力。潜在地质资源是贵州不同时代地层的岩石中，经岩石物地球化学评价，含有Fe、B、K、P、Zn、Mn、Ni、Mo、V、Ba、Se、S、Sr、La、Ce、Si、Al、Mg、Ca等几十种元素。潜在地质资源的开发利用，涉及到“生命动力源（素）”的问题，生命动力源认为，自然界统一于门捷列夫元素群，其中与水分子络合的若干种高能态离子群，它们对生命遗传基因有重大的影响，是非生命变成有生命的最重要、最深层次的动力。对生态、对农作物有特殊的丰产效果。实验表明杂交水稻的产量很高，但是大米的味道常常较差，生命动力源还能在其他因素提高产量的基础上，大幅度提高农产品的质量和产量。尤其是耕地长期耕耘，土壤熟化程度很高，生命动力源物质已消耗在临界值以下，因此要用生命动力源制作的肥料来改造那里的土质，要灌溉有生命动力源的水来促进那里的生态发展。在贵州实践证明，在其他因素提高农产品质量的基础上，用岩石矿物试制成功的生命动力源液态肥，经过农田种植小型试验，取得了稻谷和玉米增加产量20%30%的水平，感官质量有明显的提高。 （8）提出了矿物元素是地质与农业结合的切入点。我国地质与农业的工作已经开展了20年，地质与农业有密切的关系，已经得到了地学与农学的共识。为什么在我国要开展农业地质工作，怎样开展农业地质工作，地质与农业结合的关键是什么，这是农业地质工作者应该回答的问题。尤其是如何将两者联系在一起，还没有找到比较确切的答案。在农业生态地质学理论基础研究中，研究了矿物元素在生态农业物质循环中的核心作用，认为地质地球化学与生物地球化学的动态平衡，是影响农作物生长和农产品质量的主要原因，实际上就是矿物元素与农业的关系。农业部门强调土壤在农业生产中的作用，用土壤学中的盐基饱和度是表述与土壤肥力的指标，盐基饱和度代表土层中交换性盐基离子总量占阳离子交换量的百分数。盐基离子（Ca2+、Mg2、K+、Na+、NH4+等）越大，盐基饱和度也越大，说明土层胶团中有效矿物元素含量及数量也高，其土壤肥力越高。耕土层中的盐基饱和度，主要说明土壤有供应农作物生长的矿物元素，得出了盐基饱和度与土壤的肥力有成正比的关系。从地质地球化学的角度，研究了贵州优质大米、优质茶叶、优质烤烟中矿物营养饱和度，也得出了矿物元素与农产品质量成正比的关系。可看出盐基饱和度是反映土壤供应农作物的能力，矿物营养饱和度是矿物元素在农产品中的积累量。在自然状态下，土壤和农产品中的矿物元素都来源于地质环境，正好说明地质环境中的矿物元素与土壤的肥力有关，土壤的肥力又与农作物生长有关，成为农产品有机物质形成的支撑动力，农产品的质量又受控于矿物元素的动态平衡，它们存在着密切的关系，从而把岩石地质体土壤农作物农产品联系在一起，结合成一有机的整体，佐证了地质环境与农业生产具有深层次的内在联系，所以提出矿物元素是地质与农业结合的纽带和桥梁，是地质与农业结合的切入点（突破口）。有了这一认识，地质与农业才有相互交融的共同语言，这是地质与农业结合的关键和根本的问题。（9）从五个方面提出了农业生态地质学的理论基础：1、岩石是农业地质资源的主体，土壤是最年轻的地质体，都是农作物生长的场所。2、农作物对地质环境有很强的依赖性、选择性、适应性，农作物受地质环境区域的控制。3、矿物元素在农作物生长中起核心作用。4、潜在地质资源是农业可持续发展的基础物质。5、矿物营养元素是地质与农业结合的纽带。利用以上研究结果，在特定的地质环境条件下，因地制宜地规划、组织和进行农业生产，建立和管理一个自我维持的低输入、经济上可行的农业生态系统，该系统能在长时间内不对周围环境造成明显改变的情况下，具有最大的生产力。从而获得生产发展、生态环境改善、不可再生资源利用、经济效益四者统一的综合性效果。从农业的角度开发利用地质资源环境，能够达到低投入，产生优质、高产、高效的经济效应。贵州农业地质工作任重道远从农业地质的角度，地质工作在地质环境评价，开发新型无机肥料，大有广阔的发展空间。例如贵州40%的硅酸盐岩和60%的碳酸盐岩的开发利用问题，贵州喀斯特生态农业和生态环境建设的问题，岩石地球化学背景资源调查和数据库的建立问题，贵州岩石和土壤地球化学与无公害农产品、有机食品生产的生物地球化学环境关系问题，贵州岩石组合的划分与优质农产品生产布局的问题，利用新型无机肥料提高农产品质量和产量的问题，改造中低产田的问题，地质灾害对农业生产的危害程度问题等等。在这些领域内已取得了一定成绩，大量的工作有待进一步深入工作才能解决。完成以上任务，是贵州地质工作继续为农业服务责无旁贷的任务，也是自身发展的良好机遇。为进行以上工作，已具备以下条件：（1）领导部门的重视和支持；（2）贵州农业地质工作的全面总结和20年农业地质工作的成功经验；（3）农业部门的支持与合作；（4）全国农业地质工作经验的借鉴，可推动该工作的向前发展；（5）有一支训练有素的地质队伍，进行培养和锻炼，即可开展工作。（6）有全省地质和地球化学资料。为此建议：一、在贵州选择几个有代表的地区或者1-2个小流域、或几个优质农产品生产基地，与农业部门配合，同步进行地质环境和潜在地质资源的开发利用示范工程。具体做法是与示范区的农业部门共同向有关部门申请农业项目和扶贫项目经费，地质矿产部门自筹部分经费，进行农业产业结构调整分区，发展优质农产品，提高农产品质量和产量扎实工作，作为样板，在一两年之内取得政府和农业部门的认可，为开展全省农业地质奠定坚实的基础，用过去为农业服务的奉献精神，打开目前地质服务于农业的被动局面。二、利用西部大开发的历史机遇，主动地向国家争取更多的经费开展农业地质工作。三、全国农业地质专业委员会多次建议在贵州召开全国农业地质学术讨论会，争取2005年全国农业地质学术研讨会在贵州召开，推动贵州农业地质工作，把贵州的农业地质工作提高到一个新的水平。国土资源部、中国地质调查院、中国地质学会农业地质专业委员会、中国地质环境监测院十分重视农业地质工作，1997年到2002年连续召开了全国农业地质学术讨论会，浙江、湖南、四川等省区得到了国家的大力支持。贵州作为喀斯特农业生态为特点的西部贫困地区，应争取国家的支持，开拓地质为农业服务的新领域，为喀斯特地区地质生态农业树立新的体系和做出新的贡献。多年来在省政府及农业部门的支持下，农业地质工作者把岩石土壤农作物农产品结合成为一个有机的整体，成为地质与农业互动发展的科学基础。我省与周边省区相比，工作开展力度比其它省市相对滞后，应当抓住西部大开发的历史机遇，国土资源部在全国开展农业地质调查的春风，与时俱进，开拓贵州农业地质工作新局面，为贵州农业发展、为地质行业的产业结构调整、为贵州人民全面走向小康社