社會的發展進入到21世紀,人們更加注重對疾病的預防和治療,對綠色食品的青睞與消費。于是,西方國家正在嘗試把生物科學、基因工程和納米技術等新成果應用到農業領域,以生產出品質好、產量高的食物;但至今,這些科技帶給社會的貢獻仍然有限,且副作用正在顯現。
19世紀中期,德國化學家J.von李比希(Liebig)創立了土壤營養元素平衡理論和補償學說,根據這一學說,1904年,西方科學家研制出了以氮磷鉀為主的化肥。上世紀70年代以來,化肥在我國開始大批量生產,并得到廣泛使用。
湖北省武漢市新洲區化肥水稻(左)與光碳水稻(右)長勢形成鮮明對比。
化學肥料氮磷鉀的大量使用,使農作物產量得到大幅度提高,基本上解決了世界上快速增長的人口的吃飯問題,在我國農業增產中同樣發揮著重要作用。
根據全國化肥試驗網1981年~1983年在全國布置的5000多個田間試驗結果計算:合理的氮磷鉀化肥配合,使水稻、玉米、小麥、棉花、油菜籽等幾乎所有農作物增產幅度達到40%至170%。因此,舉國上下都對增施化肥來提高作物產量寄以厚望,甚至認為只要有了化肥,就有了糧食。
的確,中國以占全世界面積7%的耕地,用掉了世界上35%的化肥、20%的農藥,每公頃土地用化肥是世界平均水平的4倍多、是美國的5倍。
礦物質化肥的大量使用,使土壤板結、活性降低、土壤團粒結構遭到破壞,蓄水蓄氣能力降低,通透性差,土壤石漠化加劇;使水體富氮富磷,浮游生物及貝類消失,水產養殖受到威脅,大自然生物鏈被切斷,成了污染治理老大難;使亞硝酸鹽及有害金屬鉛、砷、鉻、汞、鎘在土壤、農產品中大量殘留、超標,讓人民的食品安全、生命健康受到極大威脅?;?、農藥的負面影響也越來越被人們所認識,現已成為社會關注的熱點、焦點、難點和重點。
化學農藥在殺滅有害生物的同時,也殺滅了有益生物,如天敵昆蟲、蛙類、鳥類、蜜蜂、家蠶、野生生物等,各種病、蟲、草害抗藥性大多提高100倍以上,其中蚜蟲的抗藥性高達1600倍。
尤其是近年來,伴隨著田間化肥使用量的增加,糧食產量卻出現了徘徊,增長的速度明顯變慢了。對此,甚至連長期勞作在田間的農民都深切地感受到,現在的化肥是“多用不增產,少用就減產”,化學農業正在走向終結。
一、新理論帶來光碳核肥
在對農作物生長所需營養元素經過深入研究后,一些專家認為,植物生長所需的主要元素應該是碳、氫、氧,而不是氮、磷、鉀。據此,國際上一批農業科學家在進行深入探索。美國科學家在新澤西州的一家農場里,利用固體(干冰)二氧化碳對不同作物在不同生長期進行了大量的實驗研究,他們發現二氧化碳對不同作物的生長旺盛期和成熟期使用,效果最顯著。在這兩個時期中,如果每周噴灑兩次二氧化碳氣肥,噴灑4~5次后,蔬菜能增產90%,水稻增產70%,大豆增產60%,高粱甚至可以增產200%.中國的農業專家們也在探索。南陽東侖生物光碳科技有限公司、北京東倫凱國際農業投資有限公司技術總監、北京紫金華盛農業科學研究院院長、光碳核肥技術發明人彭功明認為,既然農作物生長需要的主要元素是碳、氫、氧,氫和氧廣泛存在于水和空氣中,關鍵就在于碳。碳元素空氣中也有,且隨著環境污染的加重,空氣中碳元素越來越多,關鍵是怎么把它更多的捕捉到,應用到農耕作物生長上。他發現,在二氧化碳濃度不超過1000PPM范圍內,二氧化碳的濃度越高,植物的光合作用也越強,因此,二氧化碳是最好的氣體肥料。
彭功明認為,既然二氧化碳是植物的糧食,生長積累靠的三大元素是碳氫氧,這在空氣中都有,至于氮磷鉀和微量元素,作物秸稈里面有,動物糞便中也有,就連土壤中本身就有。那么,利用“空氣中的碳、氫、氧為植物生長的三大元素”,捕集空氣中已經有的二氧化碳,將其富集到農作物上,提高其光合速率,就能達到不施化肥也能使農作物高產的目的。
根據這一認識,經過多年的探索,彭功明發明了二氧化碳捕集技術和二氧化碳捕集劑(也稱光碳核肥)。并獲得國家技術發明專利。
二、捕集碳元素種莊稼
二氧化碳捕集技術遵循“以太陽能為能源的生物鏈規律,利用太陽能合成的生命物質,取得生命可使用的資源”。確立“植物吸收空氣中的二氧化碳,在陽光的照射下制造碳水化合物(葉綠素)供植物生長積累,是生物孕育、生長、成熟的一個不可逾越的基本規律”。
彭功明科研團隊將二氧化碳捕集劑噴施在作物葉莖表面,使空氣中的二氧化碳富集在植物葉莖周圍供作物吸收利用,增強葉片光合作用,提高光合速率,抑制光呼吸,用以制造葉綠素,供植物生長和干物質積累,從而達到提高植物生理機能的效果。
二氧化碳捕集劑主要成分是微藻,本身攜帶了大量的氨基酸、吸附劑、吸水劑、酵母糖等,其性能是將捕集的二氧化碳富集到植物葉莖上,進行高強度光合作用,提高光合速率,夜間抑制光呼吸,增強合成葉綠素能力,積累淀粉、蛋白質的形成,從而達到不施化學肥料就能高產的目的。
二氧化碳捕集劑對農作物和自然界的作用體現在:增強植物的光合作用,提高其光合速率,夜間抑制其光呼吸,合成葉綠素供作物生長積累,達到農作物高產的目的;使土壤凝結速度受到遏制,逐步消除土壤板結,團粒結構得以恢復,增強蓄水蓄氣能力,提高土壤通透性,以此預防根腐病、枯萎病、病毒病的大發生;當捕集到的二氧化碳濃度在葉莖周圍達到550PPM以上時,不利于害蟲的生長、繁殖,間接起到驅避滅蟲效果;大量吸收二氧化碳使作物增產,降低空氣中二氧化碳的濃度,變廢為寶;富集二氧化碳代替化肥高產,把作物秸桿、植物殘體、動物糞便等廢棄物,通過處理施入農田,重新回歸大自然持續發展,續接大自然生物鏈,以此達到大自然生態平衡;同時,可以減少使用農藥的次數、用量?;?、農藥中的亞硝酸鹽及重金屬鉛、砷、鎘、汞、鉻等在土壤中的含量就會大量降低,生產出的農產品中亞硝酸鹽及重金屬鉛、砷、鎘、鉻、汞含量就會不斷減少,從而保障食品安全?!?/p>