當前國內有機碳肥領域是個未受重視的研究盲區(qū)，同時也是生機勃勃的學術前沿和技術制高點，因此，肥料企業(yè)應抓住有機碳肥發(fā)展的重大機遇。
作物“碳饑餓”是態(tài)常華南農業(yè)大學資環(huán)學院新肥料資源研究中心教授廖宗文：隨著化肥施用量不斷增大，“碳短板”愈發(fā)突出，引起作物低產、劣質、抗逆性降低等問題。作物依靠自然狀態(tài)的二氧化碳營養(yǎng)，這種靠天補碳方式僅能滿足其需求的五分之一，作物長期處于“碳饑餓”中。平衡施肥是作物高產優(yōu)質的重要技術，碳是名列首位的營養(yǎng)元素，通過有機碳肥補碳，可以有效地消除“碳饑餓”而實現碳平衡。
經典的植物營養(yǎng)理論認定了17種必需元素，其中，碳、氫、氧三種元素主要來源于二氧化碳和水，一般在化肥工業(yè)中不予考慮。二氧化碳氣肥多用于大棚，難以在大田使用。化肥工業(yè)誕生至今100多年來，除自然狀態(tài)的二氧化碳外，碳肥的研究、生產和應用基本處于“有名無實”狀態(tài)，在理論中有其名，而施肥實踐中缺其用。
“碳短板”源于大家對碳營養(yǎng)，主要是有機碳營養(yǎng)的重大作用缺乏認識。碳營養(yǎng)的重要性，在于其提供構建植物體內各有機成分的必需成分——碳架，包括鏈狀、環(huán)狀的各類碳架，是植物合成糖類、蛋白質、氨基酸、酶、激素、信號傳遞物質等的基礎物質。
當今國內外許多與肥料相關的重大問題，如平衡施肥、水體富營養(yǎng)化、農產品高產優(yōu)質、提高肥料利用率等，不僅與現有化肥產品提供的養(yǎng)分有關，而且與碳營養(yǎng)有密切關系。目前大田碳營養(yǎng)的補充基本都依靠大氣中的二氧化碳來自然補充，遠不能滿足平衡施肥的需要，尤其是在化肥施用量大的情況下更是如此。一般有機肥是否可以作為人工補碳的有效途徑呢?據了解，有機肥含有大量的碳但有效性甚低，水溶性一般小于10%，大都在2%左右，因此難以被根系吸收。
部分科學論文已報道了高等植物對有機物的吸收研究，但主要集中在作物對有機氮營養(yǎng)的吸收與利用上。研究證實，氨基酸、尿素等可直接被作物吸收，且氨基酸等有機氮對作物的營養(yǎng)效應優(yōu)于無機氮。但是，這方面的研究均從氮磷營養(yǎng)的角度來開展，未注意到有機碳架，尤其是不含氮的有機碳架進入植物體后的轉化機制與作用機理。
“碳短板”制約養(yǎng)分平衡。
當前隨著化肥施用量不斷增大，“碳短板”更為突出，主要表現為以下三方面：
一、是土壤肥力下降。土壤有機質濃度下降的后果眾所周知，但是，其中有效碳(包括水溶碳、活性有機質)濃度的下降，更是值得關注的深層次原因。當下，化肥的用量越來越大，與土壤有效碳含量越來越低有關，亦即與土壤中“碳短板”越來越短有關。
二、是作物低產、劣質多與“碳短板”有關。尤其是農產品質量下降，例如果蔬的口感差、維生素C含量低、硝酸鹽含量高、不耐貯藏等，均與有機碳缺乏而導致的養(yǎng)分不平衡有關。
三、是抗逆性低。作物對于寒、熱、旱、澇等逆境均有一套內在的對應機制，但是，若缺乏必需的信號物質及其傳導、接收，則作物無法發(fā)揮其抗逆功能，而“碳短板”使得抗逆信號物質的產生、傳導等受到抑制。同樣，對于病蟲害的抗御，發(fā)揮作物的內在機制，也需要克服“碳短板”才能充分發(fā)揮作用。
植物營養(yǎng)學理論指出，碳是植物營養(yǎng)中的大量元素，碳在植物體內的含量平均為45%左右，遠超大中微量元素之和數倍之多。大量施用化肥需要考慮各養(yǎng)分元素之間的平衡，這也是測土配方施肥的目標。但是，在氮磷鉀施肥量大幅度增加的情況下，卻沒有考慮對碳的補充，使“碳短板”更為尖銳，平衡施肥的實際效果大打折扣。若通過施肥補碳，調整及優(yōu)化植物營養(yǎng)平衡而消除“碳饑餓”，可以預計，現有平衡施肥的增產潛力將得到進一步大幅提高。植物營養(yǎng)平衡中的碳平衡不僅是一個重大的植物營養(yǎng)理論問題，同時也為肥料新產品開發(fā)提供了一個新的技術制高點。
有機碳肥補“碳短板”
長期以來，作物依靠自然狀態(tài)獲得碳營養(yǎng)，遠遠未能滿足其需求而處于“碳饑餓”中。通過有 沖施肥補碳，可以有效地消除“碳饑餓”而實現碳平衡。 有機碳肥是指能夠提供水溶性高、易被植物吸收的液體或固體有機碳營養(yǎng)的肥料，例如糖、酸、醇類及氨基酸等。有機碳肥可為液態(tài)、固態(tài)，使用較氣態(tài)碳肥方便，可廣泛用于大田及大棚。就形態(tài)、應用范圍及條件而言，有機高效水溶碳肥較二氧化碳更為優(yōu)越。
眾所周知，有機碳肥已經是有機態(tài)，無需消耗光能進行有機物轉化，這部分節(jié)省的光合能可用于其他生化反應，制造其他必需物質，從而促進作物更好、更快地生長。有效地消除“碳短板”，可使作物的產量、品質躍升到一個新的臺階。目前，中國已經出現了一些有機碳肥的成功企業(yè)，其有機質水溶性高達50%～90%，是普通有機肥的20 倍，增產增收效果明顯。
在生產實踐中，基層農技人員和農民均有應用有機碳營養(yǎng)的經驗，這也反映出有機碳營養(yǎng)的重要性。例如，山東農民在櫻桃開花期噴施白糖，可使花期延長，授粉率提高。廣東、山東的農民，對于受農藥危害或受寒露風危害的水稻等作物噴施紅糖也有良效。這與受害作物的光合作用受阻、碳水化合物合成不足有關。噴糖可以補充光合產物，因而可減輕藥害或冷害。
根據原料及加工技術的特點，沖施肥肥生產技術大致有三類：一是以發(fā)酵工業(yè)廢液(酒精、味精、酵母)和生物質(蔗渣、秸稈)為原料，通過活化降解廢液提高有機碳產物活性。對于蔗渣則采取以厭氧為主的少翻堆技術，減少氧化以免二氧化碳損失，同時促進有機物分子降解為小分子，提高其活性。二是以中藥渣等生物質為原料，通過分解反應使有機物降解為小分子，但不是徹底分解為CO2和H2O，而是以高活性小分子有機碳形式存在。該反應4小時內完成，水溶性達90%以上。三是以褐煤為原料，通過加堿及微生物進行化學及生化反應，生成水溶性高、生理活性高的腐植酸系列產品。
重新認識有機碳肥營養(yǎng)
基于有效碳營養(yǎng)的認識，業(yè)內需要對 沖施肥的作用、生產技術、有機碳營養(yǎng)的優(yōu)點及養(yǎng)分平衡等方面進行深入思考，對有機肥尤其是有機碳肥方面的技術創(chuàng)新有重要的促進作用。有機碳肥可歸于有機肥，但前者的水溶性、生理活性遠高于后者，兩者不能混為一談。 一般有機肥的當季肥效不明顯，其肥效主要是通過改土而慢慢顯示出來。實際上， 沖施肥的肥效不一定慢，慢是因為其有效碳含量低。若提高其有效碳含量，肥效則快，尤其是在化肥用量偏高的情況下，補充有效碳，可消除“碳短板”而恢復碳平衡，且見效快速。目前平衡施肥中缺乏對解決“碳短板”的技術措施，若能改進，可收到“四兩撥千斤”之功，使平衡施肥的效果更上一層樓。
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