含钾页岩复混有机肥土壤改良技术项目介绍

一、“含钾页岩复混有机肥”技术概述：

“含钾页岩复混有机肥”技术，属于农业高质量发展关键共性技术攻关专项，其研究方向是农业绿色高效有机矿物质肥料土壤改良技术，属于土壤肥料学科技术领域。应用行业为农业种植，适用于粮食、蔬菜、果树、茶树等作物的养分供应和土壤改良。连续施用三年，可以从根本上改良土壤、改善生态，是一种前所未有的颠覆性技术。该项目开拓了我国不溶性含钾矿物用于农业的新途径。同时也使磷肥、氮肥施用减量化，并保证农作物优质高产的长效性。该技术于2003年开始研究、实验，2020年获得成熟的技术成果。2021年5月22日申请国家专利，6月4日被国家知识产权局受理为发明专利，专利申请号202110589711.7。2021年7月，申报科技部颠覆性技术项目。

二、“含钾页岩复混有机肥”技术介绍：

“含钾页岩复混有机肥”是采用张家口市宣化钢铁公司龙烟铁矿剥离出来的页岩废渣，筛选出一种黏土矿物总量在50-65%，伊利石/蒙皂石含量大于80%的页岩，研磨成粉，通过反应釜加温进行化学反应生成的一种可以释放钾元素的粉状物质，再与经过堆沤发酵杀虫的羊粪有机肥复混而成的富钾高硅有机矿物质肥料。经过研究、化验，确认页岩含有53种大量、中量、微量元素，能够改良土壤，具有很好的肥效作用。经过对页岩肥效功能进行反复的研究和实验， “含钾页岩”和“牲畜粪便”复混使用效果很好，利用含钾页岩与羊粪有机肥复混使用肥效最佳。

页岩，是由黏土脱水胶结，并经历过亿万年沉积而成的岩石，是黏土类矿物质。页岩按成分不同，分为钙质页岩、铁质页岩、硅质页岩、炭质页岩、砂质页岩等。页岩形成于静水的环境中，泥沙经过长时间的沉积，含有50多种矿物质和微量元素，有的页岩中还含有古代动植物的化石，有机质相当丰富。一般情况下，页岩的Si0₂含量在45%—80%之间波动，A1₂O₃含量在12%—25%之间波动，Fe₂O₃含量在2%—10%之间波动，CaO 含量在0.2%—12%之间波动，MgO含量在0.1%—5%之间波动，有利于农作物吸收所需养分。“含钾页岩复混有机肥”主要是由含钾页岩与发酵的羊粪有机肥复混而成。

牲畜粪便，一直被人们当作土壤肥料的重要来源。牲畜粪便经过发酵，消除了其中的有毒有害物质，富含大量有益微生物和丰富的有机质。施于土壤中，是为农作物提供营养的绿色高效肥料。牲畜粪便有机肥，还具有很强的分解和调节土壤结构的能力，能够提高作物的品质，使土壤更松软，增加土壤的保水能力和通气性，大大提高土壤的酶活性，有益于农作物的生长。因此，含钾页岩和牲畜粪便有机肥相结合，肥效最佳。

“含钾页岩复混有机肥”每吨含有缓释钾10-20kg，以离子状态存在，植物吸收钾离子后，不会残留硫酸根，尤其适合酸性土壤施用。肥中含有一定量的碳酸钙，能提高土壤中的PH值，防止土壤过度酸化。耕地施用“含钾页岩复混有机肥”后，氮肥、磷肥的施用量，可以在原施肥的计量上减少50%。

 “含钾页岩复混有机肥”可以使土壤中的速效钾含量稳定在 300mg/kg 左右（一般的土壤速效含钾量基数为100mg/kg），还可以增加土壤的活化硅含量。活化硅的增加，能够抑制土壤对磷元素的吸收，从而提高磷肥的利用率。

“含钾页岩复混有机肥”含有机质40-50%，可连续施用，可持续提高土壤中有机质含量。土壤有机质含量增加，可以平衡外界酸碱质对植物的伤害。

“含钾页岩复混有机肥”的含硅量在30-50%，硅、钾肥是农作物的品质元素，能够强壮作物枝干，促进增产，拟制多种病虫菌的发生。硅元素能调节作物对氮元素和钾元素的吸收，活化土壤中固定的磷元素，保证作物生长的营养平衡。在对水稻栽种试验中发现，其硅元素供应十分充沛，茎杆干物质中硅的含量最高可达 44%，最低可达 32%。从而使水稻具备抗逆性、抗倒伏、抗病虫害的功能。“含钾页岩复混有机肥”中的氮磷钾大量元素搭配合理，硅、钙、镁、铁、钛、钼等中量元素和微量元素也很丰富，常年使用，不但有肥效作用，而且对土壤有很好的改良作用。研究中发现，含钾页岩中的黏土矿物均为 2：1 层状铝硅酸盐结构，其对钾离子有很强的吸附作用。其缓效钾达总钾量的60%以上；其速效钾含量最高可达 450mg/kg。“含钾页岩复混有机肥”，是用含钾页岩做缓释钾肥载体，与有机肥复混，而产生的富钾高硅有机矿物肥料。由于氨离子与钾离子半径非常接近，因此氨离子同样能被页岩吸附，从而起到缓释供氮的效果，可使氮肥用量节省50%左右。从而，对提高农作物产量，提升农作物品质，增强农作物口味，有很好的效果，能使农作物产量提高 20-50%。“含钾页岩复混有机肥”在提高作物产量、提升作物品质的同时，能够有效地改善土壤结构，化解土地板结，提高土壤保肥能力。特别是页岩对氮肥的吸附和保护，能够在作物需要氮元素时释放氮，作物不需要氮元素时，氮便储存在页岩肥料之中，不会造成氮的挥发，从而，可以抑制土壤对空气的氮污染，减少雾霾。能够减少氮排放、减少雾霾，是“含钾页岩复混有机肥”最大亮点，对节能减排有着重大的现实意义。

“含钾页岩复混有机肥”在提高土壤有机质的同时，不排斥化肥的利用。比如：遇到土壤严重缺氮的情况，可以加入适量氮肥（化肥），调整“含钾页岩复混有机肥”氮磷钾成分的比例。也就是说，在土壤和作物需要某种单项元素时，“含钾页岩复混有机肥”可以添加一些化肥施用，而不会影响“含钾页岩复混有机肥”有机质的发挥。

三、“含钾页岩复混有机肥”技术原理：

在广袤无垠的大地上，覆盖着各种土壤。成土因素学说认定，土壤最初是由外界因素（重力、水和冰川）作用之下的岩石风化后积累上千年形成的。土壤是在岩石、气候、生物、地形和时间等因素综合作用下的产物。土壤矿物质一般占土壤固体物质的95%左右，是构成土壤的最基本物质。土壤是岩石经过亿万年的风化积累形成的，400多年才能生长1厘米。“含钾页岩复混有机肥”就是通过现代科技手段，将需要上千年岩石风化形成肥沃土壤的过程，缩短为几个小时。所以，“含钾页岩复混有机肥”，能够有效地改良土壤，增加土壤的有机质含量和各种元素含量。并且能够按照作物所需养分，测土配方制作含钾页岩功能肥料。我国各地都有高品质的粮食、蔬菜、水果等特色产品，这些优质的特产，就是因当地不同矿物质含量的土壤和水质形成的。而“含钾页岩复混有机肥”，就是可以改良土壤矿物质成分比例的一种可塑性肥料。与其说“含钾页岩复混有机肥”是农作物的肥料，不如说是土壤的肥料更为精确。一般的化肥，只含有供给作物吸收的单项营养元素，而对土壤却有副作用，甚至还会损害土壤，造成土地板结。“含钾页岩复混有机肥”则是供给土壤的营养元素，可以从根本上提高土壤的品质。实验中发现，用“含钾页岩复混有机肥”做底肥，施肥一次肥效可以持续三四年。其原因就是，“含钾页岩复混有机肥”的养分，不仅只是供给作物，而是供给土壤。“含钾页岩复混有机肥”可以根据作物对不同养分的需求，定向生产“水稻专用肥”“叶菜专用肥”“果菜专用肥”“根茎菜专用肥”“葡萄专用肥”“果树专用肥”“香蕉专用肥”等等功能肥料。施用过“含钾页岩复混有机肥”农田，不仅作物生长茁壮，产量高、品质好，而且土壤也变得松软、肥沃，恢复了天然的生态状况。实验证明，一块土地连续三年以上施用“含钾页岩复混有机肥”，土壤条件可以得到根本性的改善。我们曾经按照东北黑土地养分标准，改良了自己公司农庄的实验田，种出的稻米与东北大米的形状和口感不分上下。同时，还能提高水稻的抗逆性，有效防治稻瘟病。

四、“含钾页岩复混有机肥”技术研究现状：

“含钾页岩复混有机肥”经过18年的研究和试验，积累了大量的突破性数据，取得了可喜的实验效果，现在基本定型，成为颠覆性的技术研发成果。该科技成果已被国家知识产权局受理为发明专利，目前处于深入研发和起步推广阶段。为了将这一科技成果尽快转化为生产力，技术发明人许贵宾于2021年3月24日专门注册成立了“涿鹿康禾土壤改良有限公司”，制定了《含钾页岩复混有机肥企业标准》，编写了《含钾页岩复混有机肥使用说明书》，注册备案了域名为http://www.yjkwf.com/的《中国有机矿物肥》网站，开设了《土壤作物肥料》微信公众号。现在，国内外还没有他人对页岩与有机肥进行混合研究，“含钾页岩复混有机肥”技术成果，填补了国内外有机矿物肥的空白。据地质资料显示，宣化钢铁公司页岩储量达10亿多吨，已经剥离出来的页岩废渣就有1亿多吨，利用页岩废渣生产“含钾页岩复混有机肥”，原料充足，成本低廉，价值卓越。

“含钾页岩复混有机肥”研发项目，2021年7月，申报了国家科技部颠覆性技术成果; 2022年3月，由涿鹿县农业农村局推荐，通过张家口市科技国家科技部局审核，申报了2022年度河北省科技计划项目。在研制“含钾页岩复混有机肥”过程中，得到过中国地质科学院、国家自然资源部，农业农村部有关专家的大力支持，中国地科院还拨付了一些研究经费。该项目研发成功，与这些单位的专家指导是分不开的，非常感谢有关专家。

五、“含钾页岩复混有机肥”为什么是颠覆性技术：

“含钾页岩复混有机肥”技术，改变了过去有关科研人员从页岩中提取钾元素的思路，直接将页岩磨成粉放入反应釜加热熟化，使其成为能够释放钾元素和硅、钙、铁、碳等中量元素，以及微量元素的粉状物质。将研究方向从纵向提取，改变为横向利用，颠覆了研究常规，走出了让含钾页岩变成土壤成分的新路子，使页岩研究领域有了颠覆性的变化，成功的完成了利用铁矿剥岩废渣生产“含钾页岩复混有机肥”产品的技术创新。“含钾页岩复混有机肥”的施用量一般是500kg/亩左右，只占正常施用有机肥用量的1/3或1/2，对我国农业农村部计划在全国做一亿亩有机肥改良田有重大意义。

“含钾页岩复混有机肥”不仅在技术领域产生了颠覆性的效果，而且在政治领域也具有颠覆性的发展。在日本侵华时期，龙烟铁矿被日本鬼子统治开采。新中国建立后的50年代，日本乘中国科技不发达之机，向中国政府提出购买龙烟铁矿剥离岩石废渣的要求，当时我国科技水平还没有达到开发利用铁矿岩石废渣的程度，党中央派朱德总司令于1955年6月亲赴龙烟铁矿考察调研。之后，周恩来总理做出了“不准出售，留作子孙后代研究利用”的决定。如今，“含钾页岩复混有机肥”科技成果，使老一辈国家领导人的愿望变成了现实，颠覆了日本对中国科技水平的认知。

在人们的印象中，施用有机肥，作物品质好，但不如施用化肥产量高。而施用“含钾页岩复混有机肥”，不仅作物品质提升了，作物产量都有不同程度的提高，实验结果表明增产幅度为5-25%。所以说：“含钾页岩复混有机肥”是一种颠覆自然常规，颠覆人们的认知，颠覆以往种植效果的颠覆性技术项目。

六、“含钾页岩复混有机肥”技术解决的主要问题：

据有关资料显示，目前咱们国家有机肥设计产能是每年 3482 万吨，而实际年产量仅有 1630 万吨，产量不足设计产能的一半。尤其是矿物质钾肥更为紧缺，大部分依靠进口。因为矿物质肥料的缺乏，加之超量使用化肥、农药，造成了耕地质量的严重退化。目前我国土壤问题主要是：土壤板结、矿质营养比例失衡、有机质含量低、耕作层变浅、土壤酸化、土壤盐渍化、土壤污染、重茬障碍。据国家有关部门2019年调查统计，我国农业耕地约有80%的面积缺氮，50%缺磷，30%缺钾，有些土壤有机质不足1%。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席、中央财经委员会主任习近平在主持召开中央财经委员会第一次会议时强调：要坚持走农业绿色发展道路，首要先调整农业投入结构，减少化肥农药使用量，增加有机肥使用量。前阶段央视《焦点访谈》栏目做了一期题为《我国土壤改良已刻不容缓》的节目，揭示了我国耕地有机质严重不足的现象，展示了我国耕地质量严重下降的现状，阐明了土壤改良的迫切性。

“含钾页岩复混有机肥”技术解决的主要问题是：

1、解决我国有机肥产能不足的问题；

2、解决我国有机矿物肥长期依赖进口的问题；

3、解决我国耕地有机质严重下降、土地板结的问题；

4、解决农作物增产、增质、增效问题；

5、解决我国耕地氮损失量高的问题；

6、解决因耕地氮挥发造成的雾霾问题。

“含钾页岩复混有机肥”技术，能够填补我国有机矿物肥料的空白，弥补有机肥生产能力的不足，解决我国耕地严重缺钾的问题，并能大幅度提高氮肥的利用率。从根本上改良土壤结构，为农作物创造原生态成长环境，为我国有机肥替代化肥行动做贡献。

七、“含钾页岩复混有机肥”技术颠覆影响力：

“含钾页岩复混有机肥”技术是对肥料技术的一次颠覆性革命行动，彻底改变了过去只考虑作物营养，不注重保护土壤的施肥习惯。该技术从土壤形成学角度研究肥料对土壤、对作物的长期影响，有利于土壤改良，有利于恢复地力，前瞻性极强。技术一旦得到普及推广，能够引领肥料技术向改良土壤功能性发展，将会对我国肥料界产生重大影响。

一般情况，农业领域偏重于研究种植，只有从地质领域角度出发，才能真正研究出土壤改良的好办法。“含钾页岩复混有机肥”技术，就是利用地质科学原理，从根本上改良土壤结构，为农作物创造原生态成长环境。所以，“含钾页岩复混有机肥”不仅是农作物的肥料，更是耕地土壤的肥料。“含钾页岩复混有机肥”是一种缓释矿物肥料，肥料中含有养分的化合物在土壤中释放速度缓慢，而且养分释放速度可以得到一定程度的智能控制，以供作物持续吸收利用。所以，使用“含钾页岩复混有机肥”，第一可以减少肥料养分氮元素在土壤中的损失，可节约氮肥50%以上；第二可以减少施肥作业的次数，一次性施肥（底肥）能够持续两三年有效，节省劳力和费用；三是可以避免发生由于过量施肥而引起的对种子或幼苗的伤害。另外，生产“含钾页岩复混有机肥”产品，能够大量消化尾矿页岩，为我国矿山生态修复开辟了新路子，影响极大，意义深远。

另外，因使用“含钾页岩复混有机肥”可以节省50%以上的氮肥用量，则氮肥施用量的大幅度减少，生产氮肥的煤耗也会大幅度下降（一般情况生产一吨氮肥耗煤量是1.2吨），节约了煤炭，从而可以减少燃煤对大气的碳污染。

八、“含钾页岩复混有机肥”主要应用场景与市场规模：

1、“含钾页岩复混有机肥”主要应用场景：

“含钾页岩复混有机肥”适用于粮食、蔬菜、果树、茶树等作物的施肥，也适用于农田土壤改良。习近平总书记在2021年12月25日至26日召开的中央农村工作会议上再次强调：“18亿亩耕地必须名至实归，农田就是农田，而且必须是良田”。“含钾页岩复混有机肥”技术是创造良田的好肥料。要使“中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手中，饭碗主要装中国粮”。就得先让“中国人的肥料和种子牢牢掌握在自己手中，地里主要施中国肥、播中国种”。“含钾页岩复混有机肥”，对耕地的作物施肥和土壤改良均有很好的效果，应用范围非常广泛。特别是在秋、冬季配合秸秆还田施用，能够起到保肥养土的作用。18年的田间实验结果证明，“含钾页岩复混有机肥”在播种前作底肥使用，缓释效果明显，肥效持续时间长，作物增产、增质、增收效果非常明显。有句农谚说得好：“沙盖土，一亩顶两亩”，意思是土壤上面洒一些沙，产量就会快速增加。施洒“含钾页岩复混有机肥”，就等于为土壤增添了一种优质“沙”，能够从根本上改良土壤，使农田变成真正的良田。

2、“含钾页岩复混有机肥”市场规模：

“含钾页岩复混有机肥”属于高效有机矿物质肥料，是国内外首创技术，开辟了肥料行业新的技术领域，是农户非常喜爱的肥料品种。目前，国内有机矿物肥生产厂家极少，主要靠国外进口，价格较高。国内钾肥价格也是一路飙升，居高不下。而“含钾页岩复混有机肥”，主要原料来自尾矿废渣，成本低，肥效高，改良一平米耕地只需1元钱的“含钾页岩复混有机肥”，物美价廉很受欢迎。“含钾页岩复混有机肥”既能给作物施肥，又能改良土壤，具有同时为作物和土壤双重供给养分的特点，对土壤改良有长效功能。“含钾页岩复混有机肥”功能强、价位低、作用好，深受农户青睐，市场竞争力很强。

目前我国实施有机肥替代化肥行动，2022年全国计划新建高标准农田1亿亩，使得我国原本产能不足的有机肥企业更加紧张。有机肥的广泛市场需求，决定了“含钾页岩复混有机肥”的庞大市场规模。“含钾页岩复混有机肥”，虽然技术高端，但是生产不难。只要掌握配方，各地都能生产，非常便于推广。“含钾页岩复混有机肥”专利技术发明人、专利权人许贵宾，计划在全国乃至全球范围开展“专利技术实施许可”，尽快推广技术，形成连锁生产，把发明成果尽快转化为生产力，使之服务农业，造福人类。

九、“含钾页岩复混有机肥”技术路线和主要指标：

一、“含钾页岩复混有机肥”技术路线：（略）

二、施用“含钾页岩复混有机肥”土壤元素指标

三、“含钾页岩复混有机肥”技术指标：

四、“含钾页岩复混有机肥”限量指标：

十、“含钾页岩复混有机肥”技术预期效益：

从科学角度衡量，“含钾页岩复混有机肥”是矿物有机肥，速效钾含量平均达到 300 ㎎/㎏ 以上，属于国内外首创，具有很高的前瞻性，开辟了肥料行业一个新的技术领域。  

从技术角度衡量，发明页岩与有机肥复混，改变了普通有机肥结构，使有机质含量达到5%以上，提高了有机肥的肥效，闯出了业界技术先河。

从产业预期指标衡量，该项目工艺简单易行，有利快速发展，有机肥与页岩粉复混，可以提高有机肥产量 30%，降低成本15%。

从产业整体储量估算，仅宣化钢铁公司页岩储量就有 10 亿吨，全部用来生产“含钾页岩复混有机肥”，至少够整个华北地区使用 50 年。

从生态效益角度衡量，“含钾页岩复混有机肥”能够改良土壤、降低污染，为农作物创造原生态生长环境，对社会非常有利，对人类非常有益。

从社会效益角度衡量， “含钾页岩复混有机肥”能够大量消化尾矿剥岩废渣，大幅度增加国家有机肥产能，弥补我国有机肥产量不足的现状，解决我国耕地土壤质量严重下降的问题，为我国农业生产提供高效有机矿物肥，促进农业农村绿色可持续发展。

从经济效益角度衡量， 页岩属于采矿废渣，价格很低，如果“含钾页岩复混有机肥”按普通有机肥价格销售，利润也能够增长 15—20%，经济效益非常显著。同时，农民使用“含钾页岩复混有机肥”，可以增产、增质、增收，间接经济效益也非常显著。项目产品出口，还能为国家创外汇。