你了解植物碳营养吗?

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楼主 2020-11-15 13:13:23
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说起大量元素,人们首先想到的就是氮、磷、钾,而不会去提及碳、氢、氧。

从营养元素的功能和施肥实践来看,植物对碳、氢、氧虽然需求很大,但它们来源于取之不竭、用之不尽的空气和水分,在植物生长中,一般不需要人为供给,所以,一般不会引起农业生产者的关注。


植物中碳元素的主要来源是空气中的二氧化碳还有部分土壤中的水溶性有机碳。它约占植物干物质的38%,是构成有机物骨架的基础,如同一栋楼房的钢筋一样。同时,碳能与氢、氧元素形成多种多样的碳水化合物,这些碳水化合物不仅构成植物永久的骨架,而且也是植物临时储藏食物或者参与体内物质新陈代谢活动。


当碳元素缺乏时,植物往往表现出长势差,生长畸形,叶色失绿并无光泽;根系衰弱、植物早衰等,特别以温室、大棚等种植模式比较常见。


目前大田碳营养的补充基本都依靠大气中的二氧化碳来自然补充,这种靠天补碳的方式远不能满足平衡施肥的需要,尤其是在化肥施用量大的情况下就更严重了。


碳元素为何如此难补?

我们为作物补充各种元素,原因很简单,这些是它们所需要的;目的更简单,就是为了让植物健康的生长。所提供的肥料就相当于植物的一日三餐。


试想,其他的元素我们都给予的“易消化的,易吸收的”,而唯独碳元素我们就给一块“难啃的骨头”,这样一来植物对碳的需求一直会处于一个半饱不饱的状态。


有的朋友会感到疑惑,我们大量施用有机肥,为什么还不能给植物补充到足够的碳呢?


有机肥是缓效肥料,它的有机质含量虽高,但大部分在短近期不能溶于水。大部分有机质以腐殖质形式存在,须经土壤微生物长时间分解才能逐渐释放出水溶性碳。


有人曾试验:将有机肥兑4倍水混匀置于密闭容器中100天,测试其溶于水的有机碳仅1%!可见,施进土壤的有机肥,其当季被吸收的有机营养(主要是水溶有效碳)是非常少的。


有机肥之所以有肥效,一是它改变了土壤的结构,提高了土壤的物理肥力和生物肥力;二是它所含的N、P、K营养元素(一般在5%左右)作用发挥得比较充分,具备了一定的化学肥力。而其短近期内发挥作用的有机质肥力——水溶有机碳则很有限的,每100公斤仅1公斤左右。这就说明:连续地大量地使用合格有机肥,才能保证农作物根部吸收所需的有效碳。


要是天公不作美,连续的阴雨以致光合作用因没有光被叫停,停止对二氧化碳的同化,土壤中的有机碳含量又很低的情况下,那可就要挨饿啦!


作物长期缺碳后果严重

引起绿色植物根系发生退化

作物根系具有一定的趋向性,它们一般都是往土壤中营养物质和水分充足的地方延伸,根系发达,并且植物生长茂盛。


若土壤中有机质和水分含量严重缺乏时,植株根系生长缓慢,从土壤中吸收的有机质也相对减少。同时,还会影响土壤表面微生物群的生长繁殖。


所以土壤中缺少能被植物或者其他微生物直接吸收的碳源,将会引起植物根系的退化,甚至严重影响作物的产量和品质。


表现出营养不良的症状

由于植物获取碳源的途径相对比较单一,除了通过自身从空气中获取二氧化碳外,只能从土壤中获得,这容易导致植物表现出早衰、黄叶病和失绿症等症状。


但是目前,我们绝大部分情况下是采取施肥措施,直接往土壤里面添加足量的有机肥,希望植物能够通过自身根系从土壤中吸收有机碳,实现物质积累和能量转化。这样还是没有从根本上解决作物碳缺乏的问题,治标不治本!


作物抗逆性低

作物对于寒、热、旱、涝等逆境均有一套内在的对应机制,但是,若缺乏必需的信号物质及其传导、接收,则作物无法发挥其抗逆功能,而碳缺乏使得抗逆信号物质的产生、传导等受到抑制。


同样,对于病虫害的抗御,发挥作物的内在机制,也需要克服碳缺乏才能充分发挥作用。


蔬菜瓜果的口感变差

现如今很多蔬菜瓜果已经失去原生态的味道,这种情况的出现并不是由于土壤营养不良所引起的,可能与大量化肥的使用息息相关,虽然化肥在一定程度上能够为植物补充所需的营养物质,但是却很难实现土壤中有机碳的有效补给。


补碳还需有机碳

注:对照每亩底肥施复合肥50kg;B方案底肥在对照基础上加施有机碳菌肥40kg;A方案在B方案上喷施2次液态有机碳共400ml


由于气态碳肥的局限性,我们迫切需要一种简单可行的补碳方式,研究表明,在土壤或叶面施用有机碳能有效的补充植物所需的碳元素。


有机碳肥是指能够提供水溶性高、易被植物吸收的液体或固体有机碳营养的肥料,例如糖、酸、醇类及氨基酸等。有机碳肥可为液态、固态,使用较气态碳肥方便,可广泛用于大田及大棚。就形态、应用范围及条件而言,有机高效水溶碳肥较二氧化碳更为优越。


有机碳肥已经是有机态,无需消耗光能进行有机物转化,这部分节省的光合能可用于其他生化反应,制造其他必需物质,从而促进作物更好、更快地生长。


除此之外,将有机碳施用到作物根区,还能有效的提高根区土壤的碳/氮比,提高根区微生物的数量和活性,从而起到活化根区土壤养分、改善土壤理化性质,促进根系发育和养分的吸收。


根据原料及加工技术的特点,有机碳肥生产技术大致有四类:


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,通过活化降解废液提高有机碳产物活性,可以适当使用。对于蔗渣则采取以厌氧为主的少翻堆技术,减少氧化以免二氧化碳损失,同时促进有机物分子降解为小分子,提高其活性。建议此类肥料和不同种类的肥料要轮换使用,因此类肥料酸性较强,在工业生产过程中添加的化学物质偏多一些,容易造成土壤板结。


②以中药渣、烟梗等生物质为原料,通过分解反应使有机物降解为小分子,但不是彻底分解为CO₂和H₂O,而是以高活性小分子有机碳形式存在。该反应4小时内完成,水溶性达90%以上。

 

③以褐煤、风化煤等为原料,通过加碱及微生物进行化学及生化反应,生成水溶性好、生理活性高的腐植酸肥料系列产品,其中分子量更小的、水溶性非常好的矿物源腐植酸——黄腐酸,就是非常不错的碳源。碳是黄腐酸分子团芳香核的主要构成物质,占黄腐酸质量的40~50%。由于小分子量黄腐酸水溶性好、渗透性和扩展性强,这就把碳变成水溶性好的易被作物根部吸收的有效碳。因此黄腐酸液态碳肥不但是高效有机肥,还是速效有机肥料。


④以海藻等海洋生物为原料,通过酶水解提取的海藻精华素,对作物即可补充海藻多糖、细胞激动素、细胞分裂素等多种活性物质,海藻提取物中的碳氢氧结构的物质相当丰富,大量使用,可起到补充一些碳元素的作用。


笔者认为:土壤通过施用含矿物源黄棕腐植酸肥料与海藻提取物双效的海精灵生物刺激剂是非常不错的补碳途径。同时还能改善土壤、调节土壤pH值、生根养根壮根。



文章内容由段洪涛(肥料湘军)整理编写。段洪涛,长沙孟葆隆、湖南华垦创始人,湖南农大植保学院客座教授,湖南省新型职业农民培训专家师资咨询库成员,精通水溶肥料生产技术,并专注矿质腐植酸、海藻肥料的研究与应用,并颇有建树,同时也是农资互联网社区营销理论与实践的先锋人物。转载烦请附上本段。


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