平衡施肥是作物高産優質的重要技術，碳是名列首位的營養元素。但筆者以為，碳營養補充長期成為短闆，業内鮮有關注。随着化肥施用量不斷增大，“碳短闆”愈發突出，引起作物低産、劣質、抗逆性降低等問題。

作物依靠自然狀态的二氧化碳營養，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。通過有機碳肥補碳，可以有效地消除“碳饑餓”而實現碳平衡。當前國内有機碳肥領域是個未受重視的研究盲區，同時也是生機勃勃的學術前沿和技術制高點，因此，肥料企業應抓住有機碳肥發展的重大機遇。

1.作物“碳饑餓”是常态

經典的植物營養理論認定了16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。化肥工業誕生至今100多年來，除自然狀态的二氧化碳外，碳肥的研究、生産和應用基本處于“有名無實”狀态，在理論中有其名，而施肥實踐中缺其用。

專家認為，“碳短闆”源于大家對碳營養，主要是有機碳營養的重大作用缺乏認識。碳營養的重要性，在于其提供構建植物體内各有機成分的必需成分—碳架，包括鍊狀、環狀的各類碳架，還是植物合成糖類、蛋白質、氨基酸、酶、激素、信号傳遞物質等的基礎物質。

當今國内外許多與肥料相關的重大問題，如平衡施肥、水體富營養化、農産品高産優質、提高肥料利用率等，不僅與現有化肥産品提供的養分有關，而且與碳營養有密切關系。目前大田碳營養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效應優于無機氮。但是，這方面的研究均從氮磷營養的角度來開展，未注意到有機碳架，尤其是不含氮的有機碳架進入植物體後的轉化機制與作用機理。

另外，經典植物營養原理的“最小因子律”表達為木桶原理圖，它形象地顯示了營養元素短闆對增産的重要性。但是，碳在經典理論上雖有其名，而在現有文獻中的木桶圖中卻無其位。長期以來，人們僅依賴無機二氧化碳提供碳營養，卻未考慮在氣态碳肥以外開發有機碳液肥或固态肥。可見，正是認識上的“碳短闆”，導緻實踐中植物營養“碳饑餓”。

2.“碳短闆”制約養分平衡

當前随着化肥施用量不斷增大，“碳短闆”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後果衆所周知，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“碳短闆”越來越短有關。

二是作物低産、劣質多與“碳短闆”有關。

尤其是農産品質量下降，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緻的養分不平衡有關。

三是抗逆性低

作物對于寒、熱、旱、澇等逆境均有一套内在的對應機制，但是，若缺乏必需的信号物質及其傳導、接收，則作物無法發揮其抗逆功能，而“碳短闆”使得抗逆信号物質的産生、傳導等受到抑制。同樣，對于病蟲害的抗禦，發揮作物的内在機制，也需要克服“碳短闆”才能充分發揮作用。

植物營養學理論指出，碳是植物營養中的大量元素，碳在植物體内的含量平均為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分元素之間的平衡，這也是測土配方施肥的目标。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“碳短闆”更為尖銳，平衡施肥的實際效果大打折扣。

若通過施肥補碳，調整及優化植物營養平衡而消除“碳饑餓”，可以預計，現有平衡施肥的增産潛力将得到進一步大幅提高。植物營養平衡中的碳平衡不僅是一個重大的植物營養理論問題，同時也為肥料新産品開發提供了一個新的技術制高點。

3.有機碳肥補“碳短闆”

長期以來，作物依靠自然狀态獲得碳營養，遠遠未能滿足其需求而處于“碳饑餓”中。通過有機碳肥補碳，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的肥料，例如糖、酸、醇類及氨基酸等。有機碳肥可為液态、固态，使用較氣态碳肥方便，可廣泛用于大田及大棚。就形态、應用範圍及條件而言，有機高效水溶碳肥較二氧化碳更為優越。

衆所周知，有機碳肥已經是有機态，無需消耗光能進行有機物轉化，這部分節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“碳短闆”，可使作物的産量、品質躍升到一個新的台階。

在生産實踐中，基層農技人員和農民均有應用有機碳營養的經驗，這也反映出有機碳營養的重要性。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。噴糖可以補充光合産物，因而可減輕藥害或冷害。

4.重新認識有機碳肥營養

基于有效碳營養的認識，業内需要對有機肥的作用、生産技術、有機碳營養的優點及養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、生理活性遠高于後者，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，有機肥的肥效不一定慢，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“碳短闆”而恢複碳平衡，且見效快速。目前平衡施肥中缺乏對解決“碳短闆”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。

國内外研究早已證實，小分子有機物如氨基酸、糖、維生素可被作物吸收。早在上世紀80年代，浙江農大孫羲先生領導的有機營養研究所就進行了作物的有機營養研究，證明有機肥中有機養分對作物的直接作用及其優越性。長期積累的研究成果為有機碳肥的研究提供了重要的基礎。

但是，有機碳肥一直難以在平衡施肥中得以應用，其主要原因是有機物種類太多，遠超17種營養元素，難以一一計算并調節其平衡。專家以為，可以從有機物的碳鍊、碳環入手，将各種有機物均歸納為碳，以碳氮比為量化指标，則可實現以簡馭繁，指導肥料生産及施用。試驗結果表明，碳氮比在1左右，通常有很好的效果。而且研究證明，有機與無機元素配合，可大大提高養分的有效性及生理功能。

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