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碳肥,你真的了解吗?

   日期:2017-01-05 10:44:00   来源:农财网    热度: °c    订阅   ©内容举报

“碳肥”,以水溶性小分子碳基功能团为基质的新型肥料已慢慢为人所知,虽然是近几年才兴起的产品,但得到了权威专家和农民的青睐。据2014年全国肥料信息交流会暨产品交易会、第30届中国植保信息交流暨农药械交易会的权威预测,碳肥这种新型肥料将会引领肥料发展潮流,也将影响化肥市场的格局。

一、碳元素对作物生长的重要性

在介绍碳肥之前,我们有必要先认识一下碳元素。碳元素是植物必需的六种大量元素之首,是生命元素,其在植物干物质中占35%,是非常重要而又易被忽视的植物必需营养元素。

植物吸收碳的主要途径有:(1)由叶片气孔吸收空气中的二氧化碳,经光合作用转化为碳水化合物,再转化为糖类、蛋白质、氨基酸、纤维素和酶类等重要物质,组成农作物的内部组织和能量来源。

碳肥,你真的了解吗?

(2)植物的根部也由土壤中的有机质直接吸收溶解于水的小分子有机碳元素,输入植物内部经电化学反应形成植物的内部组织和能量来源。

碳肥,你真的了解吗?

有研究表明,植物利用CO2(在阳光充足时)最佳浓度是0.1%,而自然界空气中的CO2平均浓度只有0.03%,植物光合作用远没有达到最佳状态,再加上光照强度低或者阴雨天弱光合作用,农作物缺碳更严重。如果土壤不能有效地向作物供给有效碳,农作物就会长期处于“缺饥渴”的病态。

“碳饥渴”,能给植物带来什么严重后果呢?碳元素如果充足的话,可以提高土壤的碳氮比(C/N),使土壤中的微生物获得良好的繁殖条件。土壤微生物的大量繁殖会进一步提高土壤的生物肥力和物理肥力,从而提高土壤中N、P、K等矿质营养元素的利用率,形成良性循环。反之,“碳饥渴”长期持续会导致微生物的繁殖条件每况愈下,土地肥力下降,氮磷钾速效化肥也不能被作物吸收,反而会造成土壤酸化、板结,根系败坏,作物产量与品质的下降等恶果。据相关研究表明,作物长时间缺碳会表现以下病症:(1)、根系衰弱、早衰、黄叶病或失绿症等;(2)、作物亚健康;(3)、防病抗逆机能低:作物失去自身正常状态下具备的对逆境的抵御机能,抗寒、抗旱、抗涝、抗病虫害功能低,易造成严重失收。

由此可见,碳元素是植物生长过程中必需营养元素,其重要性毋庸置疑。

二、认识碳肥

1、什么是碳肥?

碳肥,指以生物炭为主原料,或利用碳技术、碳工艺所制得的新型肥料产品。“碳肥”富含水溶有机碳分子,施入土壤中能被根系直接利用,有机碳本身发挥巨大肥力的同时可将其他营养元素(N、P、K、中微量元素等)水溶转变为更小的营养分子团,快速进入作物体内被吸收利用。根据碳肥的构成和功能,可将碳肥分为碳基肥、碳能肥两大类。

2、碳肥生产技术

根据原料及加工技术的特点,有机碳肥的生产技术大致有三类:

1.以发酵工业废液(酒精、味精、酵母)和生物质(蔗渣、秸秆)为原料,通过降解废液提高有机碳产物活性,采取适当厌氧措施,减少氧化导致二氧化碳损失,同时促进有机物分子降解为小分子提高其活性。这是基于有机碳的既节能又高效的低碳发酵新技术。

2.西北农林科技大学刘存寿博士研发成功的高效化学降解新技术,可保留大量的有机碳而避免了二氧化碳损失。该技术使大分子有机物在4小时内90%转化为可溶性有机碳,开拓了一条快速化工工艺生产高效水溶性碳的新途径。

3.以褐煤为原料,通过加碱反应生成腐植酸。产品的水溶性高、生理活性高,在全国各地应用效果明显。另外,以竹炭为核心材料,采用高温炭化技术、炭菌复合技术及碳能提取技术,生产出绿色环保、安全高效的有机碳肥也是目前碳肥生产核心技术之一。

3、市场上主要的碳肥种类

目前碳肥逐渐在市场上流通,许多农户也开始注重给土壤补充碳元素,现在市场上主要有:竹炭生物有机肥、竹炭土壤改良剂、竹炭复合微生物肥料、碳能生物菌肥、植物液体肥、碳能水溶肥等产品;产品种类也开始慢慢多样化,但是最终目的都一样,补充植物所需的碳元素,改善土壤的团粒结构,提高土壤保水保肥的能力,提高肥料利用率。

4、碳肥优点及基本理论

(1)、营养多样化

碳肥采用独到先进的碳酶或碳基工艺,精确配置小分子有机碳、大量元素(氮、磷、钾)、中量元素(钙、镁、硫)、微量元素(锌、硼、铁、钼等),产品养分充足、配比科学。

(2)、肥效多样化

碳基复合肥可以根据作物生长规律、土壤水分的多少、土壤温度的高低,有效调节土壤碳氮比(C/N),改良土壤微生物的繁殖条件,提高土壤生物肥力和物理肥力,不仅土壤变疏松,而且作物根系更发达,减少作物病虫害发生,抑制硝态氮的反硝化,使农作物提早上市,快改善作物品质,这就使土壤改良与作物高产优质同步,是土地良性耕作变为可能。

(3)、 效益多样化

农业用地的二氧化碳排放量占温室气体排放总量的30%以上,施用传统肥料不仅污染环境而且利用效率极低,碳基复合肥不仅不污染环境,而且能充分利用二氧化碳增加农作物产量,养分释放与植物吸收吻合,养分利用率高,能减少施肥次数,省工省时省心。

5、碳肥应用及注意事项

碳肥除可以单独使用以外,还可与化肥、复合肥及控释肥等肥料混合制成高效肥料。(1)、用于有机无机复肥中可改善碳氮比以提高肥效;

(2)、用于尿素、磷铵等化肥中可大幅提高其利用率,成为增值化肥产品;

(3)、可作为控释材料生产包膜及非包膜(混合)控释肥。有机碳控释材料具有多种控释效果。除具有一般的物理控释功能外,还有高聚物材料不具备的化学络合功能和生理(促长)功能。多肽、腐植酸添加剂即属此类,用于研制控释肥效果均很明显。

注意事项:(1)、不同碳肥种类使用方法不同,如液态有机碳肥适合作追肥灌根,有机碳菌剂适合替代有机肥作基肥,剂量均要按照产品指导来施用;

(2)、碳肥施用量主要是根据三方面:一是土壤贫瘠程度,贫瘠用量偏多;二是用于基肥还是追肥,基肥用量偏多;三是农作物顶峰时的生物量和根系丰富者,用量偏多;四是不同作物按其需肥规律进行施肥。

三.碳肥存在的争议

1、植物是否需要额外补充碳元素?

作物获取生长所需的碳元素主要有两条途径:一是植物叶片气孔吸收大气中的二氧化碳,通过光合作用合成碳水化合物,进而转化为植物所需的大分子化合物;二是植物通过根系从土壤中吸收小分子液态碳化合物,与其他营养元素、矿质元素一起被根系吸收,然后通过一系列生化反应转化为植物所需的生命物质,如糖类、蛋白质、氨基酸等等。

有人会问:地球空气中CO2含量逐年跃升,那么植物可以从空气中就地取材汲取“碳”营养啊,有必要大张旗鼓地高喊为植物补碳吗?研究表明,植物利用CO2(在阳光充足时)最佳浓度是0.1%,而自然界空气中的CO2平均浓度只有0.03%,加上光照强度低或者阴雨天,光合作用更弱,作物缺碳更严重。如果植物不能及时从土壤吸收有效碳,作物就会长期处于“碳饥渴”的状态。现实情况中,农民不理解作物需肥规律,认为化肥施用越多,作物就可以获得高产。当作物处于“碳饥渴”状态时,微生物繁殖条件差,土壤中大量的N、P、K无法被有效利用,进一步加剧土壤板结,形成恶性循环;而当碳元素充足时,土壤的碳氮比(C/N)提高,这使土壤中的微生物获得良好的繁殖条件。土壤微生物的大量繁殖会进一步提高土壤的生物肥力和物理肥力,从而提高土壤中N、P、K等矿质营养元素的利用率,形成良性循环。

2、碳肥是否只是传统有机肥的替代者?

传统有机肥是缓效肥料,有机质含量虽高,但大部分在短近期不能溶于水。有机质多以矿化腐殖质形式存在,须经土壤微生物长时间分解才能逐渐释放出水溶性碳。有数据表明,传统有机肥需要5个月才能释放0.5%的有机碳源。可见,施入土壤的有机肥,在当季被吸收的有机营养(水溶有效碳)是非常少的,发挥肥效的仅仅是有机肥中含有的少量N、P、K等营养元素。农业实际生产也证明:“连续地大量地使用合格有机肥”不是一件易事。有机肥是否保证合格,人力物力的限制是否能保证大量有机肥供给与施用……这些均会造成部分农作物或农田长期得不到有机肥的补给,于是就造成大面积耕地出现“有机肥荒”。这不但使土地日趋贫瘠化,也使农作物的产量和质量不断下滑。

碳肥是一种能够快速补充、作物能及时吸收的水溶性碳源,碳肥可快速水溶形成能被吸收的小分子碳肥,能及时被作物快速吸收和利用,碳肥取代费时费力的有机肥,是现代农业发展与生产的需要。碳肥可以作为有机肥的替代者,更是传统有机肥的升级替代者。


 
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