农业地质工作的发展趋势

（一）农业地质研究现状
近50年来，我国农业地质工作取得了丰硕的成果，可大致划分为3个阶段。第一阶段为20世纪50～70年代，以农用资源调查研究为主，开展的工作有农田供水水文地质勘查、盐碱地改良、农用矿产品开发，以及土壤侵蚀、荒漠化、土地沙化的调查研究与改造等，为提高我国粮食的单产和总量做出了重要贡献。第二阶段为20世纪80～90年代中期，以名特优农产品的农业地质调查与开发工作为主，如四川对棉花、榨菜、柑橘、水稻等农作物与地质背景关系的调查；广西对柑橘、罗汉果地质背景的调查；河南通过编制全省农业地质图，相应开发了一些矿肥、农药和矿产饲料添加剂；江苏开展了板栗、柑橘等经济作物的农业地质背景区划；云南研究了烤烟、茶叶种植区地质背景，等等。极大地促进了农村经济的发展，也对农业地质背景系统、农业生态地质学等农业地质理论进行了总结和实践应用探索。20世纪90年代中后期以来，我国农业地质发展进入了一个新阶段。在地质工作开始尝试拓宽服务领域的过程中，“九五”期间原地质矿产部在传统的1：5万区域地质调查工作中增加了农业生态地质调查试点内容，在全国不同地区部署了十几个试点图幅。1999～2002年，中国地质调查局开展了珠江三角洲、江汉平原和成都平原多目标地球化学填图试点工作，取得了一系列重要成果，查明了人口密集区土壤中某些重金属元素和放射性元素高值区（带）的分布与变化趋势。2002年，又在浙江进行省级试点，并正式启动了省部合作农业地质环境调查计划，掀起了农业地质工作的新高潮。自浙江省率先在全国启动农业地质环境调查以来，全国各省市相继开展了以农业、生态为主要对象的多目标土壤地球化学调查。其间，全国各地名特优农林作物的农业地质调查、评价与开发工作也进入了一个崭新的阶段。
我国地质工作服务于农业在实际应用方面始于20世纪80年代，当时正值全国开展农业区划工作，李正积教授在参加四川省农业区划研究过程中，发现川中地区上侏罗统蓬莱镇组分布区棉花的质量最好，通过研究根据地质背景调整了农业生产结构，获得增产增收的良好效果，在全国产生了很大的影响，对促进我国农业地质科学的发展起了重要作用。其后，名特优农林作物的农业生态地质调查与评价工作方兴未艾，涉及百余种名优特产。主要有四川柑橘，重庆涪陵榨菜，广西荔枝、沙田柚及南宁香蕉和柳江甘蔗，浙江玉环文旦，山东肥城蜜桃，新疆吐鲁番葡萄，河北沧州金丝小枣，云南、贵州、河南、山东烟草，滇西、浙东茶叶，以及山东泰山、河北迁安、北京昌平板栗等，这些工作取得了丰硕的调查和研究成果，积累了大量的研究资料，总结了不少认识规律，利用这些数据资料和成果，寻找和发现了新的优势区域，扩大了种植面积，促进了地方的经济发展。
在基础理论研究方面，农业地质学理论研究取得了可喜的成果。1986年，李正积教授出版了《地质与农业》一书，提出了“农业地质背景系统”的概念，指出“农业地质背景是农、林、牧、副、渔业等密切相关的地质体和内外地质营力作用的特殊综合”，并强调地质背景与优质农产品有密切的关系，农业地质背景研究的目的是为了发展优质农产品及其进行农业生产结构调整。1996年，他又运用现代生态学观点、系统工程学原理以及其他前沿学科理论，进一步研究了岩-土-水-植物大生态系统效应。1991年，冯群耀在《大农业地质学》中提出了“大农业地质学是以地质学理论为基础，结合农林等学科相关理论，研究大农业相关问题的边缘学科”，认为研究农业地质背景、矿物岩石及其地球化学成分同农业的关系是农业地质科学的核心。1996年，成官文在《农业环境地质理论及其研究内容初探》中提出了“农业环境地质是一门研究农业地质环境及其环境中物质与能量在自然因素、人为因素作用下活化、迁移、转化的变化规律和伴随这种变化规律的生物效应，并通过人为作用和利用现代科学技术对农业地质环境实施时空优化、因素流动和物料平衡，使农业经济能持续发展、集约经营与科学管理的学科”。1997年，张宗祜院士将地质无机环境和生态有机环境结合起来，提出了“农业生态地质学”的新概念，认为：“农业生态地质学是一门研究人-农业生产-地质环境整个系统的结构、功能及其相互作用的学科”。1999年，陈梦熊院士从环境地质学的观点出发，把地质环境作为一个独立的非生物系统，在自然生态环境与社会环境的双重影响下，研究地质环境与人类生存环境之间的关系，建议称为生态环境地质学。2000年，陈昌笃先生提出“地质生态学”，将地质与生态相结合，并更多地考虑地质学理论在生态系统的作用。2001年，曾群望等提出了生物地质环境学的概念，认为生物地质环境学是用地质学的理论和方法研究生物与其赖以生存的地质环境的关系，着重研究地质环境对生物影响的学科，它是生物学、地质学与环境科学等相互渗透、融合而成的边缘学科。由此可见，农业地质的研究范围扩大到生态环境领域，农业地质发展的广阔前景和农业地质研究的社会功能被大大拓展。
随着农业化学、环境化学、生物化学、生物技术等学科的迅速发展，对于自然资源、地质环境、生态环境与农业生产、农产品质量关系的研究也日益增多，使得人们认识到农业地质研究的社会功能，农业地质研究成果成为了农业产业结构调整和区域经济宏观决策的依据。例如，浙江通过农业地质环境调查，发现杭州市萧山区北部有些地段的土壤有毒有害元素含量超标，不宜种植粮食和蔬菜，而南部地质背景相对良好，区政府据此及时地调整了农业生产布局，作出了“北菜南移”的科学决策，为当地农业产业的发展起到了积极作用。
（二）浙江农业地质工作
浙江省农业地质环境的研究工作起步较早，地质、农业、环境等职能部门和科研院校在各自相关领域开展了一系列的研究和成果推广工作，取得了一定的进展。
自1979年以来，浙江省各有关部门较系统地开展了农业资源调查和农业区划工作，开展了全省土地、气候、水、生物四大自然资源的调查，初步摸清了资源的数量和时空分布状况，初步揭示了农业生产条件的地域分异规律，并在此基础上编制了《浙江省农业区划报告》和《浙江省农业区划图集》。20世纪80年代初开展的第二次农业土壤普查，在“查清土壤资源、促进生产、发展土壤科学”三大宗旨指导下，基本查明了全省土壤资源和分布特征、土壤理化性质及生产性能，形成了较为完整的土壤分类系统，对农业增产、土壤改良及土壤学发展起到了积极作用。
20世纪80年代以来，地质、农业、环保部门和科研院所针对一些名优农产品的立地地质背景进行了专题研究，开展了我国东南沿海名茶产地的地质背景研究（陆景冈，王援高，唐根年，1996～1998）、浙江省农业地质背景与主要名优农业特产的关系（浙江省地质矿产研究所1992～1995）、浙江省玉环文旦品质、产量与地质背景相关性研究（黄泽惠等，1990）、香榧资源调查及区划（绍兴市农业区划办公室，1986）等，同时，在农产品安全方面也做了大量的基础研究工作，如杭嘉湖地区的土壤地球化学调查，全省污水灌溉区农业环境质量普查、稻谷及土壤中有机氯、有机砷农药残留量监测、菜地有害物质残留研究，并通过早期开展的杭嘉湖中部平原生态农业综合开发研究，推广“无公害”蔬菜生产技术等方面的基础性应用性研究工作，通过这些大量的工作，省、地（市）、县在农业区划和农业区域开发方面得到了大量基础数据与信息资料，为浙江农业地质环境与农产品质量、安全研究提供了依据，并取得了一系列研究成果。
20世纪90年代前后，浙江省环境监测中心站完成了“全省粮食中农药污染追踪及重金属含量水平调查研究”课题，对土壤和植物样品进行了重金属和有机氯农药的测定，掌握了有机氯农药在土壤中的残留和粮食作物体内的积累情况，并于1990年重点对宁波和温州地区土壤中重金属的环境背景值进行了调查，首次系统地获得了该区的土壤背景值资料。1996～1999年，由浙江省水文勘测局、浙江省环境监测中心站、浙江农业大学环境与资源学院完成的“东苕溪流域水污染防治与水环境容量研究”，建立了各类专项系数，提出了切实可行的防治农业和农村面源污染的对策措施，为进一步优化、调整农业产业结构，有效防治农业面源污染，保护和改善农村和农业环境等提供了科学依据。浙江省地质调查院等地质部门先后开展了杭嘉湖地区农业地球化学环境调查，萧山、安吉等地区农业地质环境调查和杭州蔬菜基地土壤重6类型微量元素和农作物品质的关系。这些调查为全省土地资源综合利用、工农业生产合理布局、国土整治、区域环境评价、土壤环境标准制定，以及某些由化学元素丰缺引起的环境疾病防治等提供了重要的基础资料，为改善和调控农业生态环境，制定农业经济区划和社会经济可持续发展规划提供了科学依据。
值得指出的是，以往的相关研究工作虽然在研究思路、研究方向、研究领域等方面各具特色，但由于在专业领域、研究思路、研究方向及资金投入等方面的局限，无法充分发挥多学科综合研究的优势，技术集成程度不够，研究的深度和广度不足，难以全面系统地对全省农业生态环境和农产品安全状况进行客观评价，使浙江省特色农产品立地地质背景与适生区划、特色农产品基地建设、特色农产品原产地保护与管理以及决策等过程中缺乏强有力的理论依据和技术支撑。“浙江省农业地质环境调查”的实践证明，多部门、多学科、多专业的合作与融合，是拓展地学服务领域、提升地质工作社会服务功能的必然选择，令人欣喜的是这一理念已得到了广泛认同。

(一)国外农业地质研究进展
“农业地质”(agro-geology)一词最早是由德国学者法鲁(F.A.Fellow)和李希霍芬(F.V.Richthofen)于19世纪中叶提出的，没有明确的定义，只是用于解释岩石风化与土壤的形成关系。20世纪初国际地质学界广泛注意了农业地质研究，曾在欧洲召开过多次国际性会议。1907年匈牙利皇家科学院地质研究所建立了世界上第一个从事农业地质研究的机构——农业地质部，该机构把土壤地质调查、填图和土壤成因与分类作为主攻方向。
20世纪的前50年时间里，先后有英美的地质学家著书讲授农业地质学，如1916年英国剑桥大学 R.H.Rastll 出版的《农业地质》、1946年美国路易斯安那州立大学F.V.Emeison出版的《农业地质学》。这两本书的初衷都是给从事农业研究的人员介绍地质学的知识，如岩石、矿物、构造等。这些都说明当时的农业地质主要是地质学的知识和认识渗透于土壤研究或直接服务于农业。
20世纪30年代，K.Troll首次提出了“地质生态学”这一术语，现在一般把这一概念理解为研究作为环境系统构成部分和生物圈的物质基础的地质圈及其内在自然和人类活动成因因素影响下所发生变化的科学。区域生态地质调查工作以俄罗斯(前苏联)做得比较系统，已经完成了俄罗斯全境内14张1：500万生态地质图。20世纪50年代后，随着世界人口、资源、环境矛盾的日益突出，环境地质学(Betzf，1962)逐渐兴起，相当多的农业地质问题被列入环境地质的范畴。
直到1972年，美国地质调查所为了统一学科概念，将农业地质解释为应用于农业需要的地质学，勘查土壤的成因和成分、肥料矿产、地下水分布及特征等，属于应用地质学范畴。目前，在国外，农业地质通常被解释为“服务于农业的地质学”，研究影响土壤形成与分布的地质过程，以及地质材料作为保持和提高土壤生产力的手段在农业和林业系统中的应用。主要工作涉及岩石和矿物的农用研究与开发、盐碱地土壤调查与改良、农作物和畜牧生产与地球化学元素关系的研究等，后者更是进一步推进了农业地质研究工作的深入。
1.农用矿物肥料的开发利用
岩石和矿物在农业上的应用至今已有几个世纪了，但是 Missous(1853，1854)、Hensel(1890，1894)等开创了基于“面包来源于岩石”这一思想的农业研究。Keller(1948)、Keller等(1963)则开创了岩石农用理论研究和实践工作的新时期，随后的研究者还有Fyfe及其同事(Fyfe，1981，1987，1989，2000；Chesworth等，1983，1985；Van Straaten和Chesworth，1985；Van Straaten和Pride，1993)。20世纪80年代早期，国际发展研究中心资助了第一个农业地质计划——坦桑尼亚-加拿大农业地质计划(Chesworth等，1985，1989)。
前苏联地质部门在解决矿物肥料方面开展了大量工作。比如为了在西西伯利亚建立起农业化学工业可靠的矿物原料基地，1983年2月在托木斯克召开了有俄罗斯联邦地质部以及其他部门的代表参加的关于在托木斯克地区发展泥炭工业的会议，主要目的之一是研究泥炭作为农肥用于农业生产上的前景以及地质部门在本地区勘探这种资源的可能远景。后来前苏联地质勘探工会新西伯利亚地区委员会等单位于1984年在新西伯利亚联合召开了“西伯利亚农业化学原料的地质和地理以及第十一和十二个五年计划期间其应用的可能途径”的专题讨论会，研究农业化学工业矿物原料基地的状况，对最近几年矿物原料基地的发展提出了具体建议。阿塞拜疆一铝厂利用明矾石年产氢氧化铝16×104t、钾肥17×104t、硫酸35×104t。
2.盐碱地土壤调查与改良
前苏联为解决全国粮食问题，开展了大量的盐碱地改良研究与试验工作。1960年，前苏联学者B.A.柯夫达的著作《中国之土壤与自然条件概论》在中国问世，总论了中国的土壤形成条件及特征，还对我国各地的主要土类、特别是盐渍土作了较详细的论述，并以主要的农场为例，提出了利用方面存在的问题和解决的办法。20世纪60年代，前苏联罗杰(А.А.Pοде)和柯夫达(В.A.Ковда)等人的土壤盐碱地调查与改良研究认为：灌区和非灌区盐渍土壤是在以经由植物或从地表蒸发的毛管上升液流为主的条件下形成的；草原和荒漠区的盐渍土和碱化土的形成，则是由于土壤地下水平衡过程中以蒸发为主的缘故；森林植被下冲洗型土壤水分状况能使一些物质从土壤剖面中淋溶，从土层和风化壳深层完全淋失；在森林草原条件下，土壤水分状况是一个过渡类型。B.A.柯夫达等出版的《盐碱土地普查与改良》，曾对我国的盐碱地改良工作产生过很大的影响。
3.农业地球化学研究
西欧、北美等国主要开展了农、林作物与地球化学元素关系的研究，编制了农业地球化学系列图件。J.S.Webb最早将勘查地球化学方法应用于环境地球化学，研究化学元素分散、富集、迁移与分布在解决农业、畜牧业、地方病等方面的应用。J.S.Webb等对爱尔兰共和国农业研究所报道的土壤和牧草中硒、钼含量高达中毒水平的利默里克郡(Limerick)250km2范围内进行每平方公里一个样的水系沉积物取样，发现水系沉积物中硒、钼的高异常区与富含金属元素的冰碛物和页岩风化的残积物有关，且与牧草中硒、钼的高含量密切相关。喂食的干牧草中硒含量大于5mg/kg，牛、马就会逐渐地患慢性硒中毒症。据此，Webb根据水系沉积物中硒、钼的高异常，又指出了可能致使家畜发病的其他地区。
1980年，法国魏格纳等人发表了《地质与酒类》的文章，阐述了波尔多、香槟和布尔贡三个葡萄酒产区的各种葡萄的品质与气候、地质、土性及地貌的关系。他们认为波美罗尔葡萄园出产的红葡萄酒具有一种淳厚的香味，是由于土地中含有富铁氧化物的砾石；而有名的白葡萄酒则产出在上渐新统泥灰岩上的砾石层中。
苏联学者研究了微量元素在不同土壤中的分布型式和存在形式、微量元素在植物和农作物中的分布以及对植物和农作物的影响，提出了植物微量元素临界浓度的概念，指出高于和低于这个临界值就会破坏植物体内的新陈代谢，并在外观上出现不同类型的改变。如谷类作物(小麦、黑麦、燕麦)对铜、钼和锰的不足特别敏感。美国学者H.D.Chapman的研究认为，栽培植物在铜含量为1.1～41mg/kg、锌含量3.9～229mg/kg(干物质)的情况下仍能正常生长；明显不足的下限浓度为，铜0.7～10mg/kg，锌0.4～96mg/kg；上限分别为1.4～336.3mg/kg和70.8～7500mg/kg。
美国科学家D.C.Adriano1986年出版了《Trace Elements in the Terrestrial Environment》一书，系统地介绍了陆地环境中与人类密切相关的22 种微量元素——砷、硼、镉、铬、铜、铅、锰、汞、钼、镍、硒、锌以及锑、钡、铍、钴、氟、银、铊、锡、钛、钒等。每章集中论述一种或几种微量元素的经济价值、天然赋存状态、土壤-植物系统中元素的循环及其行为、植物需要量及耐毒性、饮用水和食物中元素的健康界限以及在环境中的来源等内容。近年来，来自土壤化学、环境化学等方面的学者，开展了大量有关营养元素有效性和生态效应方面的研究(详见后文)。
(二)国内农业地质研究工作进展
我国古代劳动人民认识和利用自然环境种植农作物、果树的历史可以追溯到几千年前。《周礼》(公元前5世纪至前3世纪)就记述了五地(五种地形)，即山林、川泽、丘陵、坟衍、原隰(低湿的地方)，各有其适宜栽培的果树，如山林中宜“柞栗之属”，丘陵上宜“李梅之属”等。可见中国人民在2500年前，就认识到果树与土壤的生态关系。王象晋的《群芳谱》(1621)也有“地不厌高，土肥为上，锄不厌数，土松为良”的记载，说明作物生长与土壤的关系。但是，将作物与环境的关系作为一门学科来研究，历史不过百年，这就是后来的农业地质学。
1.我国农业地质工作发展阶段
新中国成立以前，地质为农业服务主要侧重于在地质学指导下的土壤矿物、土壤成因研究，以及少量农用矿产的调查工作。近50年来，我国农业地质工作取得了长足的发展，主要可划分为三个阶段。
第一阶段：20世纪50～70年，农用资源服务阶段。新中国成立之初，粮食问题一直是困扰国家安全和生存的大问题。在“有收无收在于水，收多收少在于肥”的思想指导下，地质部门开展了钾矿、磷矿的调查与勘探工作，在北方半干旱、干旱地区开展了农田供水勘查、土壤侵蚀和盐碱化改良研究等工作。60～70年代完成1：5万～1：10万农田供水水文地质勘查累计约130×104km2。
第二阶段：20世纪80年代，农业地质背景服务阶段。20世纪80年代，地质矿产部成都地质矿产研究所与四川省的棉花种植专家合作，根据地质体的宜棉性调整了全省棉花布局，棉花种植面积减少40%，但产量却三年翻一番。在此期间地质矿产部多次部署开展以研究农业地质背景与名优特产为主的农业地质工作，以及新型矿物肥料和矿物饲料的勘查与开发研究。1988年，地质矿产部向国务院报告了关于开展地质为农业服务的工作，掀起了农业地质的第一次高潮。
第三阶段：20世纪90年代以来，农业生态地质阶段。进入90年代，“农业地质”已经演化成“农业生态地质”。“农业生态地质学”已经不是早期的“农业地质学”的概念了，已经形成了一个边缘学科的雏形。就是在这个时期(1992年)，中国地质学会成立了农业地质专业委员会。农业地质专业委员会向国际第30届地质大会介绍了我国农业生态地质研究的最新成果，受到国际同行的关注；并于1997年、1998年、2000年、2002年、2003年、2004年分别在山东临淄、浙江杭州、北京、湖南长沙、广西桂林、四川成都召开了全国性学术研讨会，出版了《中国农业地学研究新进展》(1999，2001，2003)。当前开展的省部合作农业地质环境调查工作，掀起了农业地质工作的新高潮。
2.我国农业地质工作的主要进展
近年来，我国农业地质研究进展概括起来主要表现在以下五个方面。
第一，名特优农林作物的农业地质调查、评价与开发。20世纪80年代以来，名优特农林作物的农业生态地质调查与评价工作开展得有声有色，涉及百余种名优特产，主要有四川柑橘，涪陵榨菜，广西沙田柚，浙江玉环文旦(柚子)，山东肥城桃，新疆吐鲁番葡萄，河北沧州金丝小枣，广西荔枝，云南、贵州、河南和山东的烟草，滇西和浙东的茶叶，广西柳江的甘蔗，南宁的香蕉以及山东泰山(东北麓)、河北迁安、北京昌平的板栗等等，取得了丰富的成果，积累了大量数据资料，总结了不少理论认识，利用这些数据资料及其规律，寻找或发现了许多新的农林优势区，扩大了种植，也极大地促进了地方经济的发展。
第二，中低产田及牧区草场的改造。主要涉及盐碱地改良和平衡施肥两方面的工作。对中低产田及牧区草场的盐碱地改良涉及范围包括黄淮海平原、关中平原、内蒙古河套平原、银川平原、东北松辽平原、天山北麓、河西走廊等，为提高粮食产量做出了重要贡献，也积累了很多经验和理论成果。例如，黄淮海平原总土地面积约35×104km2，其中耕地约2.74×108亩，占全国总耕地面积的19%。经过30余年的持续努力，黄淮海平原治理盐碱土4000多万亩，水浇地发展到1.6×108亩，占耕地的60%左右。这项工作在河北平原、银川平原、河套平原及西北干旱地区等仍在进行，并深化为水资源调蓄和管理工作，涉及水-岩作用机理探索。20世纪80年代以后，我国1：20万区域化探扫面资料开始应用于环境地球化学领域，研究了Zn、Cu、Co、Mo、B等在不同地区的含量与作物产量的对应关系，寻找产生生物生长缺陷和低产的原因，总结提出当地某些元素与相应作物生长的正常、过量或缺乏的阈值。类似的研究为微肥配制与田间投放提供了技术依据，有力地促进了当地中低产田及草场的改造。
第三，农业地质环境及灾害的调查与评价。由于农业地质灾害或人为活动影响，全国各地还有一些荒山、荒坡、荒地、废旧矿坑和塌陷区、平原区的砖坑地以及干涸坑塘等，近年来引起山东、河北、湖南等地农业地质研究部门的重视。许多单位对有关区域的水土流失、土地沙化(荒漠化)、沼泽化、盐碱化、冷浸田、岩土崩塌、泥石流与洪泛淤积，以及工业三废与生活污水及化肥和农药投放过量对土地的污染等等，进行了大量的调查和评价。如针对洞庭湖区洪涝灾害的防治问题研究认为，地质构造沉降、泥沙淤积与筑堤围堰是造成渍涝严重、洪灾频繁、生态环境全面恶化的主导因素，建议实行“淤陆扩湖”的方法顺应自然，采取相关工程措施营造新的协调发展的“人工-自然复合地质环境系统”，为有关方面提供了必要的决策依据。
第四，农业地质区划与农业生态地质调查。近年来，先后有四川、广西、湖北、山东、河北、河南、江西、广东、安徽、江苏、吉林、浙江、云南、贵州、辽宁等省进行了不同级别的农业地质区划。主要以行政区划为基础，以涉及气候、地形地貌及岩土结构(个别地区为地球化学和水资源环境)等影响开发利用农林牧土地资源(特别是有关农业生物生产的适宜性)的因素作为区划依据，如四川盆地棉花种植的调整和河北献县枣林种植的区划，都曾产生了极大经济效益。“九五”期间，地质矿产部在传统区域地质调查工作中增加了1：5万生态地质调查试点和1：5万农业生态地质调查试点工作，如山东临淄幅、青州幅1：5万区域地质与农业生态地质调查试点项目，河北流常幅、龙华镇幅1：5万农业生态地质调查试点项目等，都是地质部门为给农业区划提供有效服务的工作。
第五，岩矿的农业利用。由于农业经济的发展，农用岩矿资源的开发利用已达到了前所未有的水平，如温州化工总厂建设了综合利用明矾石的试车间，四川地质勘查局对四川及西南台地大量分布的“绿豆岩”进行了开发研究，山东省地质勘查局完成了从海水中提钾的研究任务，湖南省地质勘查局用钾长石代替部分粘土作配料回收水泥窑灰钾肥的实验已获成功。目前，国内常用的农用岩矿有沸石、蒙脱石、伊利石、高岭石、凹凸棒石粘土、海泡石、海绿石、蛭石、石灰石、白云岩、石膏、麦饭石、磷灰石、硅藻土、菱镁矿、蛇纹石、褐煤、草炭、绿豆岩、珍珠岩、凝灰岩、火山渣、浮石、火山熔岩等20多种。分别选作矿物肥料、饲料、农药及其载体，或用于改良土壤。如专用岩矿微肥、海泡石复混肥、矿物种衣剂等的成功研制，以及石灰岩、泥炭、沸石、膨润土等非常规农用矿产，都具有很好的应用前景。我国稀土资源异常丰富，对多种作物具有显著的增产提质作用。我国农用稀土产品已打入国际市场，为许多国家所选用。
3.我国农业地质研究的内容和方法
农业发展的迫切需要和地质工作领域的拓展，有效地推动了地学与农学的交叉渗透和农业地学理论的形成发展，已经陆续出版了一些专著，如《新疆塔里木盆地西部平原生态环境地质综合研究》、《生物的地质环境学》、《果林农业生态地质研究》、《区域地球化学与农业和健康》、《生态环境地球化学图集》、《岩土-植物大系统研究》、《元素生态地球化学及其应用》、《湖南农业地质概论》等等，主要理论进展主要体现在概念演化、研究内容、技术方法三个方面。
(1)农业地质概念及其演化
1986年李正积教授首先提出了农业地质背景的概念，认为农业生态地质背景系指同大农业(农林牧副渔)相关的地质体或岩石体和地质营力作用(内、外营力)的特殊综合；1996年他又运用现代生态学观点、系统工程学原理和其他前沿学科理论，进一步研究了岩-土-水-植物大生态系统效应。2001年曾群望等提出了生物地质环境学的概念，认为生物地质环境学是用地质学的理论和方法研究生物及其赖以生存的地质环境之间的关系，着重研究地质环境对生物影响的学科，它是生物学、地质物和环境科学等相互渗透、融合而成的边缘学科。1999年，陈梦熊院士从环境地质学的观点出发，认为生态环境地质学是把地质环境作为一个独立的非生物系统，研究在自然生态环境与社会生态环境双重影响下地质环境与人类生存环境之间的关系。
张宗祜院士认为，“农业生态地质学”已经形成了一个边缘学科的雏形，农业生态地质学是农业科学、地质学、环境科学等多学科交叉的边缘学科，可以作为地学的一个新的分支学科。农业生态地质学是研究人-农业生产-地质环境整个系统的结构、功能及其相互作用的学科，换句话说，就是研究在人为调控下，生态农业系统与地质环境间相互作用的关系，也就是研究作为生态系统组成部分的农业活动和它所处的地质环境相互作用的过程、机理，并且使它在人为调控下达到可持续发展的目的。
(2)农业生态地质学的研究内容
农业生态地质学的研究内容，主要涉及生态地质结构、生态地球化学、生态水文地质和生态经济地质四个方面，普遍关注地质背景和地质结构、岩石-土壤-植物的元素系统、大气降水-土壤水的包气带土壤溶液等的研究。近年来，技术与经济的结合研究也开始受到关注。
第一，生态地质结构研究，包括地表结构、地下岩土结构及物质、能量转换的界面，是控制农林作物最佳生长的养分“供给、输送”的格架。
1)地表结构，即地-气界面。
2)地下岩土结构，包括岩土的岩性、粒度组构、孔隙、岩石节理、破碎带、风化壳、断层或其他地质构造，以及一定深度内岩土产状或呈层序列特征及沉积相等。对于土壤，还包括其物理性质和土体构型等。
3)物质、能量转换的界面，包括：①岩-土界面，即风化壳中的岩石与风化带界面，基岩与残坡积层的接触面，土壤发生层的A、B、C层与D层(母质)的界面，用以研究营养元素的质、量、比的变化；②土-植(物)界面，即根系与周围的接触面；③水-土界面，即地下水或包气带水与气带岩土的界面。
第二，生态地球化学研究，主要是研究营养元素“供给、输送”和平衡的过程以及与生态的关系。
1)元素(或元素组合)及其含量的背景值与植物适宜含量阈值，包括：①背景值与植物适宜含量阈值；②地球化学晕，包括原生地球化学晕、次生地球化学晕和生物地球化学晕等。
2)区域“地质环境-元素平衡-生物生产”系统最佳运行的机制分析，包括：①元素平衡研究；②微量元素与生物生产研究，以改造不良土壤或培养肥力，提高产量、改进农林作物品质，增强作物的抗逆性。
3)生态地球化学区划指标和定量评价公式和系数，包括：①标志和指标；②公式和系数，如吸收系数、配比系数、供养强度、输养强度等。
4)污染与地方病。
第三，生态水文地质研究。水质、水量及潜水埋藏条件，自然降水时段与作物需水程度的协调性，以及区域水资源与区域农业用水量的平衡程度等，都是“农业-水、土资源-地质环境”系统中必须统一研究的。尤其要注意浅层地下水及其上的包气带水的运移和开发利用的研究，以至于调控技术的研究。
第四，生态经济地质研究。主要从地质学角度研究生物生产中的生态经济学问题，内容包括：①土地利用规划及区域规划研究；②农业地质灾害的防治研究；③污染对生物生产影响和对人畜疾病(包括地方病等)的防治研究；④农用岩石矿物的开发利用；⑤生态旅游地质资源的开发利用和保护。
(3)新技术、新方法的应用
在遥感技术土地利用现状调查、土壤侵蚀调查与规律研究、农业地质背景调查中，利用计算机技术进行农业地质地球化学元素数据处理，建立相应的农业地质环境数据库，都收到了良好的效果。例如，GIS技术用于确定需要退耕还林还草的耕地数量及空间分布，研究盐碱地改良分区等，利用“三S”技术还可编制土壤肥力退化、土壤酸化、土壤污染及土壤石质化与沙化时空变化图。此外，利用中子水分仪观测包气带水分动态，利用稳定同位素15N技术观测肥料吸收效果等，都取得了可喜的成果，还建立了野外农业地质试验基地(场)。

随着信息技术的发展和对生态环境要求的提高，越来越多的科学家认为，国土资源、农业生态环境、农产品质量等资料和信息是基础性、公益性和战略性的，农业地质研究需要把岩石圈、大气圈、水圈、生物圈和社会经济圈紧密结合起来。农业地质学科的主要内容已扩展到国土资源的利用与管理、农业生产活动、农产品质量及食品安全、农业生态环境保护、区域经济规划、地方病防治、地质灾害防治、可持续发展等众多领域。近年来，与农业地质环境有关的研究和发展趋势可概括为如下几个方面。

（一）农业环境保护已成为世界各国共同关心的重大课题

工业化给人类生存环境带来的种种影响和危害早已引起各国政府和科学家的普遍关注，针对工业化污染的研究相对成熟，许多国家和政府已颁发法令制止有害工业污染物的任意排放，使工业污染在一定程度上得到有效控制。相比之下，工业现代化对农业环境的负面影响到20世纪后半叶才引起人们的警觉，工业“三废”及城市生活污染物排放、农业生产中农药、化肥等化学品大量投入，是导致农业生态（地质）环境日益恶化，农产品质量下降的主要原因之一。目前，农业地质（生态）环境和农产品安全体系的构建已愈来愈被世界各国政府所重视。许多国家，尤其是美国、英国、法国、德国、日本等发达国家相继投入大量的人力和物力，对重金属、硝酸盐、农药以及持久性有机污染物（POPs）等在农业生态环境中的行为和影响开展了一系列基础研究和应用研究，并建立专门机构，制定相应的法令法规，严格限制化学品在农产品生产领域的使用范围和数量，同时大力发展有机农业，走农业可持续发展之路。在大量基础性、应用性研究的基础上，实施了大规模的农业生态环境的实时性监测；生产过程控制技术的精准化、程序化及产品质量的即时性监测；印度等一些发展中国家也逐步认识到农业生态环境污染对农业持续发展的负面影响，积极开展了相关内容的工作，加紧制定保护和改善农业生态（地质）环境、防治农产品污染的政策和技术措施，以适应经济全球化趋势和国际农产品一体化进程。

我国由于受到经济、科技发展状况等因素的限制，在农业生态（地质）环境方面的研究起步相对较晚。但20世纪80年代以来，国家一直把这一领域的有关研究作为攻关和应用基础研究的重要课题，先后对20多个省、自治区、直辖市的农业生态环境污染状况进行了调查，在土壤地球化学背景值、污染物的农业生态（地质）环境效应、农业区划布局等方面开展了一定程度的研究工作，并在有机氯农药对农业生态系统的影响及作用规律，镉、汞等重金属及无机和有机污染物对农业生态系统的危害影响、迁移转化规律与防治措施等方面取得了一定进展。在“十五”期间，针对当前加强农产品安全管理的形势以及适应加入WTO的迫切需要，我国正借鉴发达国家的经验，积极研究农业生态环境保护和防治、农产品安全生产过程控制等关键技术，并在我国首次将生态农业、食品安全技术等方面研究列入“十五”科技攻关重大项目，研究和制定了如《农田灌溉水质标准》等国家标准，将我国农产品（食品）安全纳入《中国食物与营养发展纲要（2001—2010）》，以农业生态环境安全和食品安全为主线，开展科技攻关。

（二）与农业地质相关的基础性、应用性研究不断深入

长期以来地球化学、环境化学、土壤化学、植物营养学、环境生物学、毒理学、污染生态学、环境医学等学科领域对农业生态环境中有毒有害物质赋存形态、活化迁移、转化循环、生物吸收累积机制、生物效应等一系列问题进行了大量基础性研究，取得了大量理论研究成果，建立了理论方法体系，为农业生态环境的综合评价提供了基础理论依据。

美国、英国等一些西方发达国家自20世纪60年代以来，相继对重金属、硝酸盐、有机氯农药等在农业生态环境和农产品中的污染现状、发生规律、迁移富集过程、循环转化机理及农产品质量安全控制策略和治理途径等各个方面开展了一系列深入而广泛的研究。地球化学、环境化学、环境生物学、毒理学等学科领域的理论研究和实验分析，取得了不同浓度、不同形态污染物的地球化学行为、生物可利用性、生物毒性及其临界值、生态效应等大量基础理论成果。

农业生产过程对环境的污染主要为面源污染，因其涉及面广，过程、机理复杂，针对面源污染的研究相对滞后。国外对重金属在土壤和植物中的迁移富集规律、氮磷水平及潜在的面源污染、有机氯等有机物污染、信息技术在农业面源污染调查与评价中的应用等进行了较为深入的研究，但相关研究目前基本上集中在畜牧业发达的地区，研究的土壤基本上为旱地，对湿地土壤和水田土壤的研究尚感缺乏。

在农业信息系统开发方面，发达国家的信息高速公路正迅速伸向农村和农业，利用计算机技术、地理信息技术与网络技术集成优势，在农业面源污染信息系统、生猪管理系统、名优果树新品种、农业信息管理系统、畜禽饲料专家配方系统等方面的应用已经相当成熟，尤其以美国、日本、西欧国家为代表的发达国家，在完成了农业工业化和农业机械化后已经进入农业信息化时代，建立了以AGRIS、CABI、AGRICOLA等为主的三大著名国际农业数据库以及国家食品安全数据库（National Food Safety Database）；卫星数据传输系统已被农业生产者广泛应用，使农业生产率得到大幅度提高。

（三）农业地质评价方法技术研究方兴未艾

长期以来，地质、农业、水利、环保、气象等部门从不同专业角度出发，形成了岩、土、水、气、生物等介质的调查和研究方法，制定了相应的规范规定。但这些调查和研究工作多从部门与学科专业角度出发，调查研究的介质要素相对单一，分析测试指标较少，不少方法技术主要适用于局部性、专题性研究目标。与传统的单学科研究、实验室试验、局部调查评价有所不同，农业地质环境调查是一项包括区域和局部多尺度、水土生物多介质、调查研究相结合、基础性和应用性兼顾的复杂系统工程。岩土地质背景、气候、植被生物、地形条件等自然资源、环境条件及其质量状况是影响农业生产的基本要素；需要有一套具有科学性、可操作性、适应实际需要的评价方法技术体系予以支持，因此，近年来针对环境质量、污染程度的评价方法模型，特别是综合考虑多环境要素，从生态系统角度出发的综合评价体系研究，包括评价的框架思路、指标体系、标准依据、方法模型已成为当今生态环境科学的热点研究课题。

随着当代科学技术的进步，高新技术的应用已成为现代农业地质调查和评价的重要手段，GPS、RS、GIS等新技术迅速在农业地质环境调查和研究中推广普及，为野外调查、快速高效地采集数据资料提供了技术条件；现代分析仪器、测试方法及技术水平的发展，土壤沉积物、植物、水等介质中多元素定量测试技术的成熟，为多要素、多指标因子的农业地质环境综合评价研究提供了方法手段；计算机技术、数据库技术、地理信息系统（GIS）的发展和成熟，为海量数据资料的管理、统计处理、空间分析和解释评价提供了技术平台。