TWI714335B

TWI714335B - 土壤復育方法及結構物

Info

Publication number: TWI714335B
Application number: TW108140018A
Authority: TW
Inventors: 吳宥彤
Original assignee: 人本自然身心靈調理有限公司
Priority date: 2019-11-04
Filing date: 2019-11-04
Publication date: 2020-12-21
Also published as: TW202118856A; EP3815803A1

Abstract

本發明主要係應用礦物質元素特性加入有效微生物綜合菌群、多孔質礦物質、有機植物保護液，以及有機質材料等，整合成為一套具有土壤復育功效的工法，本發明可進一步應用於產品製程配方，製成一種土壤復育之結構物，可方便倉儲備用、運送及施作，俾廣泛應用於遭受農藥、化肥汙染的貧瘠土壤或重金屬汙染土壤。本發明在土壤含有重金屬元素的情況下，透過元素間相互的頡頏作用，可改變元素的電子價位，進而抑制元素發揮功能；因此，即便土壤中存在對人體有害的金屬元素，但植物在成長過程時也不會吸收，且經由礦物質元素頡頏作用配合協同作用產生吸附及滲透的相乘功效，可有效調整土質使土壤修復，強化植物營養吸收，提高農作物品質及產量。

Description

土壤復育方法及結構物

本發明涉及一種土壤復育方法及結構物，尤指一種將礦物質元素頡頏作用和協同作用應用於遭受重金屬汙染、農藥或化肥汙染的土壤，使植物在成長過程中不會吸收土壤中對人體有害的重金屬元素，可調整土質並修復土壤，強化農作物營養吸收且提高品質及產量。

傳統農地土壤經過數千年長期的耕種，養份地力經由人類世代攝取，流傳至今的土壤早已營養不良，甚至殘留毒害，主因在於農夫生產農作物時，從未補充礦物質元素，而耕作所使用的化肥、農藥、除草劑或工業活動造成的污染等，導致有毒重金屬殘留於土壤之中，硝酸鹽過量，人類長期食用含硝酸鹽高的農產品，進入體內後轉換為亞硝酸鹽，成為致癌因子。由於農藥、化肥的大量使用，亞硝酸鹽、重金屬等有毒物質進入食物鏈，已危及人類健康，甚至飼料安全、畜產品安全以及動物疫病控制都成為重要難題。

現代的農地為了增加產出效能，廣泛存在過度種植、化學品投入過量，導致農田土壤耕層變薄，土壤板結，土壤生物性狀退化、酸化、鹽漬化，土壤基礎地力不斷下降，污染問題十分嚴重。重金屬污染的增加，農藥、化肥的大量使用，造成土壤有機質含量下降，土壤板結，導致農產品產量與品質下降。此外，來自採礦、工業排污及堆放同樣造成嚴重的重金屬污染，其中，汞、鎘、鉛、鉻、砷五種重金屬被稱為重金屬的「五毒」，對人體有致命的危害，這些污染嚴重影響兒童發育，使人致病、致癌，危及生命和健康。

尤其開發中國家在增加產量的壓力下，農田濫用化肥的情況十分嚴重，據統計資料顯示，其所施用的化肥中只有35%被作物吸收，剩下的65%則以污染物的形式被排放，嚴重污染農田，含有氮肥的廢水污染水源，導致土壤酸化，農作物產量下降；大量使用的農藥僅有0.1%左右可以作用於目標病蟲，99.9%的農藥則進入生態系統，造成大量土壤重金屬污染。污染的加劇導致土壤中的有效微生物菌種大為減少，土壤污染的情況已超過土壤的自淨能力，若沒有外來的治理干預，恐怕千百年後土壤也無法自淨，汙染農地所種出的農作物，已嚴重危害人體健康。

目前傳統對於處理受汙染或貧瘠土壤的做法是採取排土、翻土、客土等方式以減緩產量。至於礦物質元素之間的作用關係、平衡土壤酸鹼值，以及藉由施加有機質以活化土壤體質等等，學術單位方面也有進行研究，然而，到目前為止僅為片段的研究和施作，並未發展出一套系統化的土壤復育方法以解決上述問題。

有鑑於此，本發明人乃累積多年相關領域的研究以及實務經驗，特發明一種土壤復育方法及結構物，藉以改善上述習知技術的缺失。經本發明人研究發現礦物質元素每個元素外圍皆有離子，當離子碰到能量，例如熱能、極酸、極鹼，礦物質元素透過頡頏作用之後，外部的離子就會跳脫，因而改變元素的電子價位，由於土壤粒子同時帶正電子及負電子，當酸鹼值pH提高時，誘發酸根部解離出帶正電之質子(釋出H+)而帶負電，有助於吸附其他陽離子；反之，當酸鹼值pH降低時，則-NH2接受質子而帶正電，有助於吸附其他陰離子；因此，藉由分子間的頡頏作用和協同作用，可產生吸附及滲透等功效。

本發明人經多年實驗將其運用在農業耕種，在土壤含有重金屬元素的情況下，透過元素間相互的頡頏作用，可改變元素的電子價位，進而抑制元素發揮功能，即使土壤中存在對人體有害的金屬元素，但植物在成長過程中也不會吸收，且經由礦物質元素頡頏作用配合協同作用可產生相乘作用效果，可有效調整土質結構使土壤修復，且能強化農作物營養，提高品質及產量，能夠達到土壤永續利用的目的。

本發明應用獨特技術研發以二十六種天然活性礦物質微量元素作為調配基礎，如下：鐵(Fe)、鎳(Ni)、錳(Mn)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鉬(Mo)、氯(Cl)、氧(O)、鈉(Na)、鎂(Mg)、鋁(Al)、矽(Si)、磷(P)、硫(S)、鉀(K)、鈣(Ca)、鈧(Sc)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、釩(V)、鎵(Ga)、硒(Se)、鍺(Ge)、鑭(La)、釤(Sm)、鈷(Co)等元素，其中完全包含十六種植物生長養分的必須元素，種類繁多以維持催化劑和酵素間的互動，可供給植物根部營養，同時維持植物正常生長，讓土壤因為活性氨基酸而增強，含氮的微生物順著氧氣管道進駐開放的細胞分子會開始生長且大量繁衍，因此能夠留住水分和養分，使得土地更為肥沃。

為達成上述目的，本發明主要係針對遭受重金屬汙染的土壤及遭受農藥或化肥汙染的貧瘠土壤所發展的一種土壤復育方法及結構物，特別將相關土壤復育農法予以系統化，應用礦物質元素特性所具備之功效及其方法、並加入有效微生物綜合菌群、多孔質礦物質破碎體、有機植物保護液、有機質肥料、纖維質以及腐質酸等，整合成為一套具有土壤復育功效的工法以及結構物技術。

依據前述技術特徵，本發明應用於遭受重金屬汙染土壤的土壤復育方法，包含以下步驟：

第一步驟：檢驗土壤的狀態以及是否具有重金屬汙染成份；

第二步驟：檢驗遭受汙染的重金屬成分及相關數據；

第三步驟：當重金屬汙染包含汞、鎘、砷、鉛至少其中之一時，依據第一、二步驟的狀況和數據判斷後，加入頡頏作用所需的礦物質元素；硒(Se)、鉬(Mo)、鍺(Ge)、鋅(Zn)、硫(S)、銅(Cu)、鈣(Ca)其中至少兩種以上，同時將協同作用所需的礦物質元素；錳(Mn)、鈣(Ca)、銅(Cu)、鎂(Mg)、鉬(Mo)、鋅(Zn)、氮(N)、硼(B)、磷(P)、鐵(Fe)、鉀(K)的其中至少一種以上加入受汙染的土壤內；以及

第四步驟：依據第一、二步驟的狀況和數據判斷後，加入有效微生物綜合菌群(Effective Micro Organisms)其中的光合菌群以及至少一種以上的乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群或發酵性絲狀菌群(Fermentative filamentous flora)；其中，加入有效微生物綜合菌群(Effective Micro Organisms)的各種菌群比例為光合菌群10-20%、乳酸菌群20-30%、酵母菌群20-30%、放線菌群10-20%、發酵性絲狀菌群10-20%。

第五步驟：依據第一、二步驟的狀況和數據判斷後，加入多孔質礦物質破碎體以及有機植物保護液；其比例分別為有效微生物綜合菌群佔10%-20%、多孔質礦物質破碎體佔40%-60%、有機植物保護液佔 30%-40%；該多孔質礦物質破碎體係由氧化矽及氧化鋁所構成，包含矽藻土或沸石其中之一；該每一多孔質礦物質主體經破碎程序予以細小化之後的破碎體尺寸約為50-70目；利用多孔質礦物質結構的多孔特性，以及良好的吸附能力，可達成吸附礦物質元素及微生物有機質肥料，使其可於土壤中緩控釋出之目的。

依據前述技術特徵，應用礦物質元素頡頏作用復育方法可有效達成植物在成長過程時不會吸收土壤中對人體有害的金屬元素，因此所產出的農作物亦不會含有危害人體健康的過量重金屬元素，並能有效調整土質結構使土壤修復，且能強化農作物營養及品質並提高產量，能夠達到農地永續利用之目的。

依據前述技術特徵，本發明應用於遭受農藥或化肥汙染貧瘠土壤的復育方法，包含以下步驟：

第一步驟：檢驗土壤是否為貧瘠土壤、土壤的酸鹼質、含水量和數據；

第二步驟：檢驗土壤中菌種及微生物狀況和數據；

第三步驟：檢驗該土壤中礦物質狀況和數據；

第四步驟：依據第一至三步驟的狀況和數據判斷後，加入有機質肥料、纖維質、腐質酸、泥碳土及草碳土其中至少一種，藉此中和調整土壤的酸鹼質；

第五步驟：依據第一至三步驟的狀況和數據判斷後，加入協同作用所需的礦物質元素；錳(Mn)、鈣(Ca)、銅(Cu)、鎂(Mg)、鉬(Mo)、鋅(Zn)、氮(N)、硼(B)、磷(P)、鐵(Fc)、鉀(K)至少兩種以上於土壤內；

第六步驟：依據第一至三步驟的狀況和數據判斷後，加入有效微生物綜合菌群(Effective Micro Organisms)其中的光合菌群，以及至少一種以上的乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群、發酵性絲狀菌群；

第七步驟：依據第一至三步驟的狀況和數據判斷後，再加入多孔質礦物質破碎體，和有機植物保護液；其中該有效微生物綜合菌群佔10%-20%、多孔質礦物質破碎體佔40%-60%，以及有機植物保護液佔30%-40%；以及

第八步驟：依據第一至三步驟的狀況和數據判斷後，每畝地土壤以120~200KG有機質肥料加上10~20KG天然礦物質元素其中的錳、鈣、銅、鎂、鉬、鋅、氮、硼、磷、鐵、鉀予以混合後，放入土壤內均勻翻土，每畝地土壤再加入3~4KG有效微生物綜合菌群，每3~4週使用1KG加水稀釋800~1000倍，加水流入土壤內，令植物由根部吸收，分3~4次施作，共使用3~4KG有效微生物綜合菌群。

依據前述技術特徵，本發明可進一步將前述方法應用於產品製程配方，藉此製成一種土壤復育之結構物，且得以倉儲方式儲存備用，俾達成廣泛應用於遭受農藥或化肥汙染的貧瘠土壤之目的，本發明土壤復育之結構物，包含：

一複數多孔質礦物質破碎體，其中每一多孔質礦物質破碎體的尺寸約為50-70目，具有吸水性且呈不規則破碎狀，多孔質的構成環面形成大小不等的內部孔洞及管道結構；兩種以上可產生協同作用所需的下列礦物質元素包括鐵、鎳、錳、銅、鋅、硼、鉬、鈉、鎂、鋁、矽、磷、硫、鉀、鈣、鈧、鈦、鉻、釩、鎵、硒、鍺、鑭、釤、鈷、碘、硅、錫；該複數多孔質礦物質破碎體係由一多孔質礦物質主體經由破碎程序將其細小化之後所形成；一有效微生物綜合菌群(Effective Micro Organisms)其中的光合菌群，以及至少一種以上的乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群、發酵性絲狀菌群；

一複合層，係由纖維質、有機質肥料及有機植物保護液混合而成；藉由該多孔質礦物質破碎體提供前述礦物質元素、有效微生物綜合菌群、纖維質和有機質肥料及有機植物保護液混合後包覆於該多孔質礦物質破碎體，可達成礦物質、微生物及有機質肥料不易流失的作用，且可緩控釋放前述成份於土壤中，有利於土壤復育施作；以及

一粘著層，係由澱粉類材料製成的賦形劑和水份調和而成，混雜於前述複數多孔質礦物質破碎體、可產生協同作用的礦物質元素、有效微生物綜合菌群以及複合層之間，藉由將前述成份予以黏著並結合成為一便於儲存、運送及施作的結構物。

依據前述技術特徵，本發明土壤復育結構物之製程包含以下步驟：

第一步驟：將複數多孔質礦物質破碎體混合纖維質、有機質肥料及有機植物保護液；

第二步驟：混合可產生協同作用所需的礦物質元素；鐵、鎳、錳、銅、鋅、硼、鉬、鈉、鎂、鋁、矽、磷、硫、鉀、鈣、鈧、鈦、鉻、釩、鎵、硒、鍺、鑭、釤、鈷、碘、硅、錫其中至少兩種以上；

第三步驟：混合有效微生物綜合菌群(Effective Micro Organisms)其中的光合菌群以及至少一種以上的乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群、發酵性絲狀菌群；

第四步驟：加入水和賦形劑使結成塊狀或條狀；以及

第五步驟：將結成塊狀或條狀的結構物切成小塊或予以粉碎成粒狀。

依據前述技術特徵，當前述土壤復育之結構物應用於遭受重金屬汙染的土壤時，必須依據遭受汙染的重金屬成分及相關數據判斷，進一步加入兩種以上可產生頡頏作用所需的礦物質元素；硒Se、鉬Mo、鍺Ge、鋅Zn硫(S)、銅(Cu)、鈣(Ca)。

依據前述技術特徵，本發明係應用於遭受重金屬汙染土壤、遭受農要或化肥汙染貧瘠土壤的復育方法，或應用於土壤復育之結構物及其製程，皆需進一步加入有效微生物菌群，並藉由其作用特性改善土質復育土壤，該有效微生物菌群包含光合菌群，以及至少一種以上的乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群、發酵性絲狀菌群等，其中，光合菌群主要是利用光能，以二氧化碳或有機物作用為碳源而生長發育；如果土壤中光合菌數增加，其他有效微生物的數量也會增加；因此，光合菌群作有效微生物群中為主要菌種，扮演和乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群、發酵性絲狀菌群等其他菌種相互作用的角色。

依據前述技術特徵，本發明係應用於遭受重金屬汙染土壤、遭受農藥或化肥汙染貧瘠土壤的復育方法，或應用於土壤復育之結構物及其製程，其中，該有效微生物綜合菌群(Effective Micro Organisms)的各菌群比例分別為光合菌群10-20%、乳酸菌群20-30%、酵母菌群20-30%、放線菌群10-20%以及發酵系絲狀菌群10-20%。該有機質肥料包含堆肥、石灰、蚵殼粉、過磷酸鈣、氧化鐵、氧化鋅、氧化錳、磷酸氫鈣、碳酸鈣等混合物；該纖維質包含稻桿、麥桿、根莖葉類或雜草等農牧廢棄物。

依據前述技術特徵，該多孔質礦物質主體係由氧化矽及氧化鋁所構成，包含矽藻土或沸石其中之一；該每一多孔質礦物質主體經破碎程序予以細小化之後的多孔質礦物質破碎體尺寸約為50-70目；多孔質礦物質破碎體的多孔質構成環面形成大小不等的內部孔洞及管道，經過加熱及脫水處理後可排除原吸附存在的水份，且於加熱之後的降溫過程中加入分子大小適當液態的有機質肥料，可使所吸附之有機質肥料不易流失，施作於土壤中可以適度持續提供農作物養份。

依據前述技術特徵，該有機植物保護液的主要成份包含苦參鹼(Martine/C15H24ON2)、氧化苦參鹼(Oxymatrine/C16H24O2H2)、普羅脂內脂(Prolactin/C11H6O6)至少其中之一，且該主要成份總含量為0.60%、比重為0.98-1.02(20度C/4度C)的水溶液；該有機植物保護液的次要成份包含苦豆鹼液(Sophora alkali fluid)、側柏液汁(Arbor-vitae fluid/Platycladus orientalis)、百部草液汁(Delphinium grandiflorum fluid)、白楊樹葉煎液(Populus alba decoction fluid)、白茅草煎液(Cogon grass decoction fluid/Imperata cylindrical)、顛茄醇液(Belladonna solution)、紅辣椒液(Red chili fluid)、茴香液汁(Fennel fluid)至少其中之一，且該次要成份總含量為0.3%、比重為0.98-1.02(20度C/4度C)的水溶液；藉由破碎程序細小化之後的多孔質礦物質，可使接觸的蟲體因物理性破碎切割而受傷消滅，同時施加有機植物保護液所含的本草植物性漢方中藥，利用天然的物理和化學特性可使除蟲效果更加安全有效。

依據前述技術特徵，該有效微生物群所包含的光合菌群、乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群、發酵性絲狀菌群，彼此之間具有相互作用關係，和礦物質元素之間的頡頏作用以及協同作用亦能產生相輔相成的作用效果，再輔以有機植物保護液，以及細小化的多孔質礦物質的物理性破碎切割除蟲效果和緩控作用，可使土壤回復地力並使土壤富含多種礦物質微量元素，讓產出的農作物富含人體所需礦物質微量元素，並能有效調整土質結構使土壤修復，強化農作物營養及品質並提高產量，能夠達到農地永續利用之目的。

1‧‧‧重金屬元素

2‧‧‧頡頏作用元素

3‧‧‧協同作用元素

31‧‧‧協同非頡頏元素

32‧‧‧協同暨頡頏元素

4‧‧‧多孔質礦物質主體

40‧‧‧孔洞

41‧‧‧多孔質礦物質碎狀體

42‧‧‧複合層

43‧‧‧粘著層

5‧‧‧結構物

6‧‧‧有效微生物菌群

7‧‧‧有機植物保護液

8‧‧‧有機質材料

81‧‧‧有機質肥料

82‧‧‧纖維質

83‧‧‧腐質酸

84‧‧‧泥碳土/草碳土

9‧‧‧土壤

91‧‧‧農藥/化肥汙染貧瘠土壤

92‧‧‧重金屬汙染土壤

第一圖係本發明頡頏作用元素之間相互作用關係示意圖。

第二圖係本發明協同作用元素和頡頏作用元素之間相互作用關係示意圖。

第三圖係本發明應用重金屬土壤復育方法分別以頡頏作用和傳統施肥方法種植稻米檢測後所得數據之對照圖表。

第四圖係為本發明應用貧瘠土壤復育方法分別以協同作用和傳統施肥方法種植稻米檢測後所得數據之對照圖表。

第五圖係本發明應用多孔質礦物質製成結構物之示意圖。

第五A圖係第六圖多孔質礦物質之局部放大示意圖。

第六圖係本發明土壤復育之結構物示意圖。

第七圖係本發明土壤復育方法之作用關係流程圖。

為使貴審查委員方便了解本發明之內容，及所能達成之功效，配合圖式、圖號詳細說明如下：

如第一圖所示，係為本發明頡頏作用元素之間相互作用關係示意圖，所謂頡頏作用係指某些元素具有抑制農作物吸收其他元素的作用，這種互相抗衡的作用稱之為頡頏作用，請同時參照第七圖，係為本發明土壤復育之作用關係流程圖，其中有機質材料8主要係應用自然界的天然材料，包括有機質肥料81、纖維質82、腐植酸83及泥炭土、草碳土84等。

如前所述，在土壤含有重金屬元素的情況下，利用土壤微量元素及物理電位(電解質)特性，透過元素間頡頏(交換)作用，可改變元素的電子價位，進而抑制元素發揮功能，使重金屬汙染土壤92可以還原，就算土壤9中存在對人體有害的重金屬元素1，但植物在成長過程時也不會被吸收。重金屬一般係指比重較大(大於5以上)之鎘、鉻、銅、汞、鎳、鉛、鋁及鋅等金屬，此外，砷雖為非金屬但因理化性質與金屬類似，亦被歸類於重金屬；重金屬其中的砷、鎘、鉻、汞及鉛皆不是作物生長所需之元素，如作物吸收過量，則會直接對農作物產生毒害，間接影響食品安全。

如第一圖所示，本發明所界定的重金屬元素1係為農業耕種土壤中最常見的砷(As)、汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)，頡頏作用元素2係為鍺(Ge)、硒(Se)，協同作用元素3包括協同非頡頏元素31及協同暨頡頏元素32，其中，協同非頡頏元素31進一步包含：鐵(Fe)、錳(Mn)、氮(N)、鉀(K)、鎂(Mg)、硼(B)等礦物質元素；協同暨頡頏元素32進一步包含：磷(P)、鉬(Mo)、銅(Cu)、硫(S)、鋅(Zn)、鈣(Ca)等礦物質元素。

如圖所示，元素之間的單箭頭係表示頡頏作用，例如：硒、鋅、鍺、鉬、硫、銅、鈣、磷對重金屬砷、鎘、汞、鉛的吸收產生頡頏作用；硒對重金屬砷、鎘、汞、鉛的吸收產生頡頏作用；鋅對重金屬砷、鎘、汞、鉛的吸收產生頡頏作用；鍺對重金屬砷、鎘、汞、鉛的吸收產生頡頏作用；鉬對重金屬砷、鎘、汞、鉛的吸收產生頡頏作用；硫對重金屬鎘、汞、鉛的吸收產生頡頏作用；銅對重金屬鎘、汞、鉛的吸收產生頡頏作用；鈣對重金屬鎘的吸收產生頡頏作用對重；磷對重金屬鉛的吸收產生頡頏作用。

本發明應用於遭受重金屬汙染土壤的土壤復育方法，包含以下步驟：

第一步驟：檢驗土壤的狀態以及是否具有重金屬汙染成份；

第二步驟：檢驗遭受汙染的重金屬成分及相關數據；

第三步驟：當重金屬汙染包含汞、鎘、砷、鉛至少其中之一時，依據第一、二步驟的狀況和數據判斷後，加入頡頏作用所需的礦物質元素；硒Se、鉬Mo、鍺Ge、鋅Zn、硫S、銅Cu、鈣Ca其中至少兩種以上，同時將協同作用所需的礦物質元素；錳Mn、鈣Ca、銅Cu、鎂Mg、鉬Mo、鋅Zn、氮N、硼B、磷P、鐵Fe、鉀K的其中至少一種以上加入受汙染的土壤內；以及

第四步驟：依據第一、二步驟的狀況和數據判斷後，加入有效微生物綜合菌群(Effective Micro Organisms)其中的光合菌群以及至少一種以上的乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群或發酵性絲狀菌群；其中，加入有效微生物綜合菌群(Effective Micro Organisms)6的各種菌群比例為光合菌群10-20%、乳酸菌群20-30%、酵母菌群20-30%、放線菌群10-20%、發酵性絲狀菌群10-20%。

第五步驟：依據第一、二步驟的狀況和數據判斷後，加入多孔質礦物質破碎體41以及有機植物保護液7；其比例分別為有效微生物綜合菌群6佔10%-20%、多孔質礦物質破碎體41佔40%-60%、有機植物保護液7佔30%-40%；該多孔質礦物質主體4係由氧化矽及氧化鋁所構成，包含矽藻土或沸石其中之一；該每一多孔質礦物質主體4經破碎程序予以細小化之後的破碎體尺寸約為50-70目；利用多孔質礦物質破碎體41結構的多孔特性，以及良好的吸附能力，達到吸附礦物質、微生物及有機質材料81，使其可於土壤中緩控釋出。

重金屬汙染土壤92的汙染情況各有不同，例如：當土壤發現砷(As)害時，施用硒、鋅、鍺、鉬，四種元素混合共計約200至300公斤/公頃，並加入有機質肥料81約1800至3000公斤/公頃，均勻灑於土壤中並翻土，調整土壤與植體以降低砷害；當於土壤發現汞(Hg)害時，施用硒、鋅、鍺、鉬、硫、銅，六種元素混合共計約200至300公斤/公頃；當於土壤發現鎘(Cd)害時，施用硒、鋅、鍺、鉬、鈣、硫、銅，七種元素混合共計約200至300公斤/公頃；當於土壤發現鉛(Pb)害時，施用硒、鋅、鍺、鉬、銅、硫、磷，七種元素混合共計約200至300公斤/公頃；以上不論土壤發現砷、汞、鎘、鉛任一一種危害時，皆需同時再加入有機質肥料81約1800至3000公斤/公頃)均勻灑於土壤中並翻土，調整土壤與植體以降低重金屬危害；以上應用於不同植物及農作物時的配方、比例亦有不同，需依據不同條件調配。此外，可利用排土、客土及翻土等方法降低或除去重金屬，亦可以種植吸重金屬植物吸收重金屬後再作適當之移除與處理。

請參看第三圖，係為本發明應用重金屬汙染土壤92復育方法以頡頏作用種植和以傳統施肥方法種植之後，委託專業檢驗機構(台灣SGS檢驗科技股份有限公司)檢測後的對照圖表，如圖所示，兩者種植作物均為稻米，檢測後重金屬殘留的數值對比如下：

傳統施肥方法種植出的稻米相對於本發明應用頡頏作用復育方法種植出的稻米經檢測後，對比之下，傳統施肥方法的重金屬含量約5至9倍高於本發明應用頡頏作用復育方法的重金屬含量，其中：鉛含量為8倍(0.16ppm/0.02ppm)、鎘含量為9倍(0.18ppm/0.02ppm)、汞含量為8倍(0.04ppm/0.005ppm)、砷含量為5.5倍(0.11ppm/0.02ppm)。由此可證，本發明應用頡頏作用復育方法種植稻米的重金屬含量遠低於傳統施肥方法，可有效達成植物在成長過程時不會吸收土壤中對人體有害的金屬元素，因此所產出的農作物亦不會含有危害人體健康的過量重金屬元素，並能有效調整土質結構使土壤修復，更能強化農作物營養及品質並提高產量，能夠達到農地永續利用之目的。

請參照第二圖所示，係目前所知植物生長所需要的至少十六種營養元素：碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、硫(S)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鋅(Zn)、銅(Cu)、硼(B)、鉬(Mo)及氯(Cl)，其中，根據植物對元素所需的量，分為多量元素及微量元素，碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、硫(S)、等元素皆為植物所需的多量元素(Macronutrients)；銅(Cu)、錳(Mn)、鋅(Zn)、鐵(Fe)、鉬(Mo)、硼(B)、矽(Si)則為植物所需的微量元素(Micronutrients)，這些元素多為離子的無機形態被植物體吸收，因此必須對植物施用水溶性的有機質肥料81，這些離子才能藉由擴散作用、細胞質流與主動運輸等方式被植物的根部吸收。

對於植物生長而言，碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、鉀(K)這些需要量大的元素為構成植物體的有機成分和形成基本架構，植物可以由空氣和水中獲得碳、氫、氧元素，或從土壤、栽培介質中的有機質肥料81裡獲得氮、磷、鉀元素。礦物質微量元素則為作物生長之必需元素，需要量很少，但在作物生理上却不可缺少，故稱為微量元素，農作物吸收適量的礦物質微量元素以維護生育，但微量元素如吸收不足或過量，都可能引起植物生理障礙。

前述16種營養元素之外還有一類有益元素，它們對某些植物的生長發育具有良好的作用，或為某些植物在特定條件下所必需，但不是所有植物所必需，其中主要包括：矽(Si)、鈉(Na)、鈷(Co)、硒(Se)、鎳(Ni)、鋁(Al)等，例如：水稻需要矽、固氮作物需要鈷、甜菜需要鈉等。依據學理，植物生長最基本需要16種以上的營養元素以及其他的有益元素，在植物生長過程當中必須若以單獨幾項對植物的吸收及轉換功效有限，因為元素之間環環相扣，必須要進行很多的協同作用，才能使元素發揮作用。

所謂協同作用就是兩種或兩種以上的元素作用時，該元素的相互作用得到相乘的增強效果，這些彼此之間可產生協同作用的元素，其中某些元素彼此之間亦同時產生頡頏作用，如第二圖所示，以虛線表示的雙向箭頭代表兩個元素之間的協同作用，以實線表示的單向箭頭代表兩個元素之間的頡頏作用。前述礦物質元素的來源主要是來自富含礦物質元素的礦石開採，較大的礦石經由機器加以破碎成為較小礦石，經800度左右高溫燒結使其呈現易於破碎的狀態，再經粉碎程序磨成粉末狀並提煉其中所需之礦物質元素。

請參照第二圖，並配合第八圖所示，本發明應用於遭受農藥或化肥汙染的貧瘠土壤91復育方法，包含以下步驟：

第二步驟：檢驗土壤中菌種及微生物狀況和數據；

第三步驟：檢驗該土壤中礦物質狀況和數據；

第四步驟：依據第一至三步驟的狀況和數據判斷後，加入有機質肥料81、纖維質82、腐質酸83、泥碳土及草碳土84其中至少一種，藉此中和調整土壤的酸鹼質；

第五步驟：依據第一至三步驟的狀況和數據判斷後，加入協同作用所需的礦物質元素；錳(Mn)、鈣(Ca)、銅(Cu)、鎂(Mg)、鉬(Mo)、鋅(Zn)、氮(N)、硼(B)、磷(P)、鐵(Fe)、鉀(K)至少兩種以上於土壤內；

第六步驟：依據第一至三步驟的狀況和數據判斷後，加入有效微生物綜合菌群(Effective Micro Organisms)6其中的光合菌群，以及至少一種以上的乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群、發酵性絲狀菌群；以及

第七步驟：依據第一至三步驟的狀況和數據判斷後，再加入多孔質礦物質破碎體41，和有機植物保護液7；其中該有效微生物綜合菌群6佔10%-20%、多孔質礦物質破碎體41佔40%-60%，以及有機植物保護液7佔30%-40%。

第八步驟：依據第一至三步驟的狀況和數據判斷後，每畝地土壤以120~200KG液態的有機質肥料81加上10~20KG礦物質元素其中的錳Mn、鈣Ca、銅Cu、鎂Mg、鉬Mo、鋅Zn、氮N、硼B、磷P、鐵Fe、鉀K予以混合後，放入土壤內均勻翻土，每畝地土壤再加入3~4KG有效微生物綜合菌群6，每3~4週使用1KG加水稀釋800~1000倍，加水流入土壤內，令植物由根部吸收，分3~4次施作，共使用3~4KG有效微生物綜合菌群。

由於遭受農藥或化肥汙染的貧瘠土壤91的情況各有不同，因此復育方法亦各有差異，例如：於鐵害發生區須施加石灰，並藉由有機質材料8調整土壤pH值，施用二氧化錳(MnO₂)約50至100公斤/公頃，以調整植體中鐵/錳比，並降低鐵害；於錳害發生區施加石灰，或施用硫酸鐵、石膏等；硼害發生區土壤之pH值須藉由有機質材料8調整至5.5至6.0，種植前需將土中過量之硼以含低硼之灌溉水將硼洗除；此外，含氯過高之土壤須長期重覆進行淡水灌溉，洗滌與排水，以去除氯並添加有機質；以上應用於不同植物及農作物時的配方、比例亦有不同，需依據不同條件調配。

請參看第四圖所示，係為本發明應用於農藥或化肥汙染貧瘠土壤91的復育方法，在分別以協同作用施作種植和以傳統施肥方法種植之後，委託專業檢驗機構(台灣SGS檢驗科技股份有限公司)檢測後的對照圖表，如圖所示，兩者種植作物均為稻米，檢測後礦物質元素含量的數值對比如下：

本發明應用協同作用復育方法種植出的稻米經檢測後的礦物質營養元素含量，相較於傳統施肥方法種植稻米的含量，絕大多數的含量皆呈數倍的差異，例如：鎂(Mg)為19.55倍(397ppm/20.3ppm)、鋅(Zn)為5.5倍(11.7ppm/2.1ppm)、銅(Cu)為1.81倍(1.81ppm/ND))、錳(Mn)為4.88倍(11.7ppm/2.4ppm)、鐵(Fe)為3.46倍(3.46ppm/ND)、鈣(Ca)為23.6倍(77.9ppm/3.3ppm)、鈉(Na)為5.45倍(628ppm/115.2ppm)、鉀(K)為6.77倍 (926ppm/136.8ppm)。由此可證，本發明應用協同作用復育方法種植稻米的絕大多數礦物質營養元素含量，數倍高於傳統施肥方法種植稻米的含量，且某些元素含量甚至達到兩位數以上的倍數。

請參照第五圖、第五A圖及第六圖，並配合第七圖所示，為了將遭受農藥或化肥汙染貧瘠土壤91的復育方法廣泛應用於農地且有效率地進行施作，特別將其產品化，使其得以倉儲方式儲存備用且便於運送，俾應付農地耕種復育的需求，故本發明另一具體實施例係將前述方法應用於產品製程配方，藉此製成一種土壤復育之結構物5。

該結構物5包含：

一複數多孔質礦物質碎狀體41，其中每一多孔質礦物質碎狀體41的尺寸約為50-70目，具有吸水性且呈不規則破碎狀，其構成環面具有內部孔洞或管道結構；該複數多孔質礦物質碎狀體41係由一多孔質礦物質主體4經由破碎程序將其細小化之後所形成；該多孔質礦物質破碎體41的構成環面形成大小不等的內部孔洞及管道，經過加熱80度以上及脫水處理後可將原多孔質礦物質破碎體41本身吸附的20%水份排除，並於多孔質礦物質破碎體41溫度下降過程中，加入吸附分子大小適當且為液態的有機質肥料81，該多孔質礦物質破碎體41經吸附作用之後，可使吸附的液態有機質肥料81成份不易流失，施作於土壤9中可以適度且持續提供植物生長所需養份；

兩種以上可產生協同作用所需的下列礦物質元素，包括鐵、鎳、錳、銅、鋅、硼、鉬、鈉、鎂、鋁、矽、磷、硫、鉀、鈣、鈧、鈦、鉻、釩、鎵、硒、鍺、鑭、釤、鈷、碘、硅、錫；

一有效微生物綜合菌群(Effective Micro Organisms)6其中的光合菌群，以及至少一種以上的乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群、發酵性絲狀菌群；

一複合層42，係由纖維質82、有機質肥料81及有機植物保護液7混合而成；藉由前述礦物質元素、有效微生物綜合菌群6、纖維質82、有機質肥料81及有機植物保護液7所混合而成的複合層42包覆於該多孔質礦物質破碎體41，可達成礦物質、微生物及有機質肥料81不易流失的作用，且可緩控釋放前述成份於土壤9中，有利於土壤9復育施作；以及

一粘著層43，係由澱粉類材料製成的賦形劑和水份調和而成，混雜於前述複數多孔質礦物質破碎體41、可產生協同作用的礦物質元素、有效微生物綜合菌群6以及複合層之間，藉由將前述成份予以黏著並結合成為一便於儲存及施作的結構物5。

該結構物5之製程包含以下步驟：

第一步驟：將複數多孔質礦物質破碎體41混合纖維質82、有機質肥料81及有機植物保護液7；

第三步驟：混合有效微生物綜合菌群6(Effective Micro Organisms)其中的光合菌群以及至少一種以上的乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群、發酵性絲狀菌群；

第四步驟：加入水和賦形劑使結成塊狀或條狀；以及

前述土壤復育之結構物5應用於遭受重金屬汙染土壤92時，需依據遭受汙染的重金屬成分及相關數據判斷，進一步加入兩種以上可產生頡頏作用所需的礦物質元素；硒Se、鉬Mo、鍺Ge、鋅Zn、硫S、銅Cu、鈣Ca。

前述應用於遭受重金屬汙染土壤92、遭受農藥或化肥汙染貧瘠土壤91的復育方法，或應用於土壤9復育之結構物5及其製程，皆需要進一步加入有效微生物群6以改善土質復育土壤9，該有效微生物菌群6包含光合菌群，以及至少一種以上的乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群、發酵性絲狀菌群等，其中，光合菌群主要是利用光能，以二氧化碳或有機物作用為碳源而生長發育；如果土壤中光合菌數增加，其他有效微生物的數量也會增加；因此，光合菌群作有效微生物群中為主要菌種，扮演和前述其他菌種相互作用的角色。

其次，乳酸菌從光合細菌、酵母菌中得到的醣類為基質以產生乳酸，可以有效抑制有害微生物的活動，有利於土中腐植質增加。酵母菌利用作物根部產生的分泌物、光合細菌合成胺基酸及醣類，有利於其他有益微生物，如乳酸菌、放線菌等的增殖。

再者，放線菌和光合細菌混合後所發揮的抑菌作用可倍增。至於發酵性絲狀菌群則能夠和其他微生物共存，特別對土壤中酯的生成有良好的效果，能夠防蛆或其他有害昆蟲的發生，也有分解惡臭的效果。

前述應用於遭受重金屬汙染土壤92、遭受農藥或化肥汙染貧瘠土壤91的復育方法，或應用於土壤9復育之結構物及其製程，其中，該有效微生物綜合菌群(Effective Micro Organisms)6的各菌群比例分別為光合菌群10-20%、乳酸菌群20-30%、酵母菌群20-30%、放線菌群10-20%以及發酵性絲狀菌群10-20%。該有機質肥料81包含有機肥、堆肥、石灰、蚵殼粉、過磷酸鈣、氧化鐵、氧化鋅、氧化錳、磷酸氫鈣、碳酸鈣等混合物；該纖維質82包含稻桿、麥桿、根莖葉類或雜草等農牧廢棄物；該多孔質礦物質主體4係由氧化矽及氧化鋁所構成，包含矽藻土或沸石其中之一；該多孔質礦物質主體4經破碎程序予以細小化之後的多孔質礦物質破碎體41尺寸約為50-70目。

此外，前述有機植物保護液7的主要成份包含苦參鹼(C15H24ON2)、氧化苦參鹼(C16H24O2H2)、普羅脂內脂(C11H6O6)至少其中之一，且該主要成份總含量為0.60%、比重為0.98-1.02(20度C/4度C)的水溶液；該有機植物保護液7的次要成份包含苦豆鹼液、側柏液汁、百部草液汁、白楊樹葉煎液、白茅草煎液、顛茄醇液、紅辣椒液、茴香液汁至少其中之一，且該次要成份總含量為0.3%、比重為0.98-1.02(20度C/4度C)的水溶液；藉由被切割破碎細小化的多孔質礦物質破碎體41可使接觸的蟲體因物理性破壞切割作用而消滅，同時施加有機植物保護液7所含的本草植物性漢方中藥，利用天然的物理和化學特性使除蟲效果更加安全有效。

如前所述，有效微生物菌群6所包含的光合菌群、乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群、發酵性絲狀菌群，彼此之間具有相互作用關係，和礦物質元素之間的頡頏作用以及協同作用亦能產生相輔相成的作用效果，再輔以有機植物保護液7，以及細小化的多孔質礦物質破碎體41的除蟲效果及緩控作用，可使土壤9回復地力並使土壤9富含多種礦物質微量元素，如第七圖之流程圖所示，以上所述皆相互作用，且彼此關聯，因此能夠有效調整土質結構使土壤9修復，強化農作物營養及品質並提高產量，達到農地永續利用之目的。

以上之實施說明及圖式所示，係本發明較佳實施例者，並非以此侷限本發明之保護範圍；舉凡與本發明之方法、構造、裝置、特徵等近似或相雷同者，均應屬本發明之創設目的及申請專利範圍之內，謹此聲明。