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绿洲有机碳肥:提升土壤有机质的新路径
2016-06-21 13:34:37来源:世界农化网
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      近期在《农资与市场》杂志社举办“2016中国国际特种肥料大会”上福建绿洲生化有限公司董事长、中国农科院客座研究员、福州大学客座教授李瑞波做了题为《有机碳肥的发展前景及应用》的精彩报告,并在随后的绿洲生化媒体见面会上分享了他对于“有机碳肥”的独到见解。

      关于“有机碳肥”,李瑞波提出了这样的定义“有机碳肥以有机废弃物为原料,经生物发酵或化学分解成粒径在800纳米以下的小分子水溶有机碳,可被植物和微生物直接吸收,见效快、肥效高。因此,有机碳肥精细、高效,可计量应用,是农作物有机碳营养的新型精品肥料。它的有机营养肥力是传统有机肥的10-20倍,使用量相当于精细化肥”。

      我国耕地土壤贫瘠化严重。据初步统计,耕地有机质平均含量仅为2.08%,不但达历史最低点,并已接近生态“警戒线”。更让人担忧的是,耕地有机质还在以每年0.05个百分点的趋势在下降。发达国家对耕地有机质含量的要求超过3%。我国土壤有机质“失血”如此严重,是由于20多年来农田基本上不搞物质循环,沃土肥田的优良传统被丢弃。本应撑起沃土肥田重任的有机肥料工业又因标准科学性等问题,市场乱象丛生,农民难以买到优质肥。

      碳元素是土壤有机质的重要组成部分,但如果碳与氧合成二氧化碳进入空气中,就成为重要的温室气体。在巴黎气候大会上,中国承诺,二氧化碳排放2030年左右达到峰值并争取尽早达峰,单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%—65%。李瑞波说,畜禽养殖、食品工业产生的大量固体、液体有机废弃物中,富含碳元素。而植物的碳养分来源是“二通道”。即叶片吸收二氧化碳经光转化是“主通道”;根系吸收有机碳养分是另一“碳通道”,并对光合作用效率起到四两拨千斤的作用。当前,土壤板结和贫瘠,使土壤中的微生物得不到碳能源而不能正常繁殖,这使植物根系衰弱,并引起农作物患上“缺碳病”。“作物缺碳病是造成我国农业损失的最重要病害,而农业重大的提升空间也是在补碳。”李瑞波说,传统化肥的利用率低是由于植物缺碳,离子态的矿物质养分无法在足够的碳框架下“组装”,大量滞留在细胞外液中,阻斥了后续矿物质养分的进入,并使农作物口感变差、质量下降。

      为了便于理解,李瑞波对上述问题与矛盾做出如下归纳: 1)“减法”与“除法”。我们应该着眼于控制耕地面积减少的“减法”问题,还是应该系统性的关注耕地有机质含量剧烈下降的“除法”问题? 2)“直奔主题”与“绕圈子”。我们应该“直奔主题”的面对全国土壤有机质下降的问题,还是不断的“绕圈子”,过度依赖化学养分元素来满足作物养分吸收需求?3)“开环”与“闭环”。我们应该通过“闭环”方式使养分元素可持续的循环利用下去,还是以“开环”的方式不断的把高附加值的农作物残体当做废弃物一样摈弃?4)“天补”与“地补”。我们应该偏重于传统的“天补”的方式,以空气中有限的二氧化碳为作物补充碳源,还是应该另辟蹊径以现代“地补”的方式,以有机碳肥中充足的有机碳为作物补充碳源?

      针对问题,李瑞波此前曾提出了“肥料理论的10大创新观点”: 1)碳元素占植物必须营养元素总量的50%以上,碳养分是矿物质养分的组合者,犹如混凝土结构中的水泥。应当把碳列为植物必须的“基础元素”,才能建立更为科学的植物营养理论和施肥技术体系。2)碳养分与生物肥力合成土壤肥力的阴面,矿物质养分是阳面。当阴阳平衡且富足,农作物就优质高产。阳盛阴衰或阴盛阳衰都不会高产。阴阳严重失衡,无机养分之间的平衡没有意义。3)无机养分离子态被吸收是低效的,无机养分与碳养分结合成零电价态被吸收才是高效的。贫瘠土壤缺乏碳养分是化肥利用率低的直接原因。4) 碳养分与无机养分之间是根据植物的DNA指令,按既定比例组合成植物组织的。碳养分不足,植物对无机养分需求就弱化。这是化肥利用率低和农作物低产的根本原因。5)土壤有机质中所含的碳不是真实的碳养分。植物根系和土壤微生物能直接吸收的碳养分必须是可水溶的小分子有机碳。6)土壤板结是由于土壤中可供微生物利用的碳养分稀缺,微生物不能正常繁殖,导致土壤生物多样性丧失。土壤板结与使用化肥没有太多关联。农用微生物制剂不带碳,就是不带军粮的“空降兵”。7)植物碳养分来源于两通道。叶片吸收二氧化碳光合转化是主通道。还存在碳养分被根系直接吸收的通道。碳养分改土促根,根深才能叶茂。根吸碳养分对叶片光合作用效率起着四两拨千斤的作用。8)当今我国耕地普遍缺碳,引发大面积农作物缺碳病,造成的损失超过农作物其他任何一种病害。农业最大的提升空间在补碳。9)小分子有机碳可水溶、能速效,它的含量决定有机肥的肥效。我国商品有机肥工业拜错了师门,没有以生产有机碳养分为目标,制定了不科学的技术标准和错误的生产工艺,生产出一堆“腐殖化”的有机空壳。以生产小分子水溶有机碳为目标,应用先进的生化技术,就能将固液有机废弃物加工成可与化肥匹配的,精细高效可计量应用的精品有机肥——有机碳肥。10)建立国家有机碳肥产业并使化肥与有机碳肥复混施用,每年就能减少数百万吨化肥的流失,并能将大量固液有机废弃物转化于沃土肥田,实现对我国耕地多渠道、多层面的大规模碳覆盖,从而建立起新形势下的大物质循环机制。这样才合天道,才能实现土地的永续利用。

      具体到有机碳肥的主要功效,李瑞波解释说“有机碳肥”主要功效是:松土促根、培肥地力、改变土壤碳氮比培育生物多样性、提高化肥利用率达40%以上、增强农作物光合作用和抗逆机能,改善农产品质量。应用有机碳肥许多经济作物都可增产30%以上,曾应用于晚稻试验中,水稻增产34%,可见用有机碳肥能实现农业大幅度增产。有机碳肥和化肥结合,有机碳肥和微生物肥料结合,都能产生1+1>2的效益,必将有力促进肥料产业结构调整和技术升级。另外,平均每生产1吨有机碳肥,可减排0.4吨COD。有机碳肥在全国市场潜力每年1500万吨左右。发展国家有机碳肥产业将大大减轻我国碳排放的压力。”

      李瑞波表示,未来绿洲生化将继续通过先进的生化科技将工农业有机废弃物加工成高效绿色环保肥料,在国家“大众创业、万众创新”的“新常态”下,为科技型涉农企业提供了新机遇。福建绿洲人整理好心态,以更开放包容的思想,大力开展与各有关方面科技与商业合作,推动有机碳肥产业的迅速发展,为加快我国农业现代化作出新贡献。

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