二“碳短板”制約養分平衡

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，發揮作物的內在機制，也需要克服“碳短板”才能充分發揮作用。

   所以說，通過補碳而實現碳與其他元素平衡是完全可以的，這方面已有一些成功的例子。如福建、廣東、山西和內蒙古均有一些企業生產出水溶性很高的有機碳系列肥料，增產效果很明顯。

  植物營養學理論指出，碳是植物營養中的大量元素，碳在植物體內的含量平均為45%左右，遠超大量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標。但是，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，現有平衡施肥的增產潛力將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，同時也為肥料新產品開發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。通過有機肥補碳，可以有效地消除“碳饑餓”而實現碳平衡。

有機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一樣的肥料，例如糖、酸、醇類及氨基酸等。有機碳肥可為液態、固態，使用較氣態碳肥方便，可廣泛用于大田及大棚。就形態、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越。

眾所周知，有機碳肥已經是有機態，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，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的經驗，這也反映出有機碳的重要性。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，因而可減輕要害和冷害。

根據原料及加工技術的特點，有機碳肥生產技術大致有三類：一是發酵工業廢液（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，通過分解反映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。