新型肥料-有機(jī)碳肥

有機(jī)碳肥與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)李群良廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2015.12.26第三屆液體肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇報(bào)告內(nèi)容碳素重新認(rèn)識(shí)及定位碳短板及補(bǔ)碳碳肥及其分類有機(jī)碳肥定義、功能及意義有機(jī)碳肥生產(chǎn)技術(shù)及工藝國內(nèi)外碳肥生產(chǎn)概況我們的研究進(jìn)展及未來發(fā)展植物必需營養(yǎng)元素及可利用形態(tài)17種植物必需元素，C重新定位植物含

C55%，HO34%，NPK<11%植物C與其他植物養(yǎng)分比例植物營養(yǎng)中的“碳饑餓”

C、HO、NPK、CaMgS、FeCuMnZnMoClBNi

大中微肥唯缺C（僅氣肥用于大棚)，大田C長期缺位。

大氣CO2，

300-350ppm最佳濃度，1000ppm

株間實(shí)際濃度，200ppm自然差距3-4倍！田間差距5倍，碳成短板！靠天補(bǔ)C-碳饑餓，需肥補(bǔ)！碳短板嚴(yán)重制約作物養(yǎng)分平衡

最小養(yǎng)分律---木桶理論(缺碳)NPK等元素遠(yuǎn)遠(yuǎn)超量，而C卻得不到補(bǔ)充，造成養(yǎng)分極不平衡，作物產(chǎn)量無法提高、品質(zhì)無法改善！

有機(jī)質(zhì)含量是土壤肥沃程度的指標(biāo)

有機(jī)質(zhì)土壤肥沃程度分類圖富線良線紅線貧線危線%54321

FeCa

碳營養(yǎng)是土壤肥力的基礎(chǔ)物質(zhì)C/N3+B1B1B1B2B2B2B2B2B2B2B2B3B3B3B3B3B3B3B3B3B3B3B3B3B3B3Mg2+NPZnCaKMnFeB2+有機(jī)融合態(tài)礦物營養(yǎng)（生物肥力）微膠質(zhì)物（腐殖質(zhì)）（有機(jī)酸）（化學(xué)肥力）（物理肥力）（松土）增O2C碳吸收通道？幾乎所有教科書都認(rèn)為：碳元素通過植物葉片光合作用而獲得！事實(shí)上，植物存在多種方式和途徑吸收碳元素！碳素吸收“二通道”氣孔葉肉葉綠體有機(jī)碳養(yǎng)分++

礦物營養(yǎng)+水光能CO2O2有機(jī)碳養(yǎng)分有機(jī)碳養(yǎng)分

+礦物營養(yǎng)+水二通道（事實(shí)存在）氣孔葉肉葉綠體有機(jī)碳養(yǎng)分光能CO2O2有機(jī)碳養(yǎng)分×一通道（傳統(tǒng)學(xué)說）兩種原料（CO2，有機(jī)碳）比較

光（時(shí)、強(qiáng)）合成少有機(jī)碳（跳過光合作用，節(jié)能）+NPK合成多無機(jī)

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有機(jī)+NPK1.

天補(bǔ)

--缺碳+受制于光2.

肥補(bǔ)有機(jī)碳少受制于光有機(jī)碳形成碳骨架、節(jié)能、高效！有機(jī)碳-無機(jī)碳的對(duì)比

碳肥定義及其分類碳肥是指能為作物提供有效碳素營養(yǎng)的肥料；按碳素物理形態(tài)，可分為氣態(tài)碳肥、液態(tài)碳肥和固態(tài)碳肥；按碳素存在化學(xué)性質(zhì)，可分為無機(jī)碳肥和有機(jī)碳肥。氣態(tài)碳肥主要是CO2----主要表現(xiàn)在增加光合作用。已在大棚成功應(yīng)用，獲得良好增產(chǎn)效果；富碳農(nóng)業(yè)概念將工業(yè)CO2排放與農(nóng)業(yè)增碳有機(jī)聯(lián)系起來。液態(tài)碳肥液態(tài)碳肥由高濃度有機(jī)廢水通過生物化工的方法催化控制性降解，釋放出大量小分子水溶有機(jī)碳加工而成，主要優(yōu)勢：a.一個(gè)新型特大肥料產(chǎn)業(yè)b.彌補(bǔ)了有機(jī)肥的缺陷和應(yīng)用領(lǐng)域c.具有環(huán)保和節(jié)能減排效應(yīng)d.具有重要學(xué)術(shù)價(jià)值固態(tài)碳肥固態(tài)碳肥----主要由固體有機(jī)廢棄物經(jīng)微生物發(fā)酵控制性降解形成大量小分子水溶有機(jī)碳。創(chuàng)新路徑：有機(jī)物料有機(jī)大分子有機(jī)小分子有機(jī)碳肥+微生物Productionoforganiccarbonfertilizersfromorganicwastes

OrganicwasteEnergy

HumificationCompostCompostingControlleddegradation

InnovativepathwayOrganiccarbonfertilizersTraditionalAerobicCompostingProcessLignocellulosedegradation有機(jī)廢棄物控制性降解

商品有機(jī)肥理論、標(biāo)準(zhǔn)和工藝的不妥之處：

1.傳統(tǒng)有機(jī)肥理論要點(diǎn)：制造“礦化腐殖質(zhì)”，沒有“有機(jī)碳養(yǎng)分”的要求。標(biāo)準(zhǔn)：有機(jī)質(zhì)含量≥45%總養(yǎng)分（N+P2O5+K2O）≥5%2.生產(chǎn)工藝：好氧、高溫、翻堆—高溫烘干有機(jī)質(zhì)CO2+H2O+M控制性降解小分子有機(jī)碳有機(jī)碳營養(yǎng)與普通有機(jī)肥比較大分子活性官能團(tuán)很少難直接吸收有機(jī)碳利用率低普通商品有機(jī)肥

有機(jī)質(zhì)≠有機(jī)肥≠有機(jī)營養(yǎng)有機(jī)碳成分匹配-優(yōu)化（優(yōu)選好成分-碳鏈長短、性狀、官能團(tuán)等）有機(jī)營養(yǎng)肥有機(jī)營養(yǎng)肥

小分子活性官能團(tuán)多直接吸收有機(jī)碳利用率高有機(jī)碳肥無機(jī)碳肥無機(jī)碳肥----主要包括H2CO3、CO2、HCO3-、CO32-等

碳酸氫鹽的代謝途徑有機(jī)碳肥有機(jī)碳肥就是富含植物所需有機(jī)養(yǎng)分的肥料，而植物有機(jī)養(yǎng)分的有效物質(zhì)就是植物根系可直接吸收的小分子水溶有機(jī)碳。包括以下內(nèi)涵：a.小分子，即分子量通常在600Da；b.水溶性好，能直接溶于水，可被微生物或植物吸收利用；c.有機(jī)化合物，含有碳骨架，也可包含N、P等元素。d.是一種具有能量的肥料！唯一！有機(jī)碳肥功能物質(zhì)性----補(bǔ)碳，構(gòu)建植物體內(nèi)各有機(jī)成分的必需成分-碳骨架！能量性----為作物生長節(jié)省了能量-節(jié)能！營養(yǎng)吸收的組織者---可促進(jìn)NPK等元素吸收利用！可改善作物品質(zhì)和提高其免疫力！是激活土壤微生物的必需口糧！環(huán)保功能！有機(jī)碳肥生產(chǎn)工藝固體有機(jī)廢棄物、畜禽糞便有機(jī)碳菌劑（BFA）建堆半?yún)捬醢l(fā)酵高堆燜干高碳有機(jī)肥產(chǎn)品A混合適溫干燥固體有機(jī)碳肥產(chǎn)品B氧化劑、催化劑濃縮有機(jī)廢液反應(yīng)罐液態(tài)有機(jī)碳肥產(chǎn)品C化肥混溶器有機(jī)碳復(fù)混液肥產(chǎn)品D注：在適當(dāng)環(huán)節(jié)加入功能菌，就可形成另一系列有機(jī)碳菌肥。正午：未施用液態(tài)有機(jī)對(duì)照（每畝施復(fù)合肥40公斤）;施用液態(tài)有機(jī)碳肥試驗(yàn)（施肥同對(duì)照，每畝加施液態(tài)有機(jī)碳肥3公斤）對(duì)照：每畝底肥施復(fù)合肥50kg；B方案：底肥在對(duì)照基礎(chǔ)上加施有機(jī)碳菌劑40kg；A方案：在B方案基礎(chǔ)上噴施2次液態(tài)有機(jī)碳共400ml碳循環(huán)促進(jìn)清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)液體有機(jī)碳肥粒徑分布Fig.13FTIRspectraincompostFig.141HNMRspectraincompost1:TerminalCH3andCH2,CHofmethylenechains.2:CH3andCH2,CHprotonαtoaromaticorcarboxylgroups.3: