生物腐植酸與碳循環

生物腐植酸與碳循環

中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所副研究員 耿 兵

一、生物腐植酸與土壤碳

1、生物腐植酸是以蔗渣、秸稈、木屑、畜禽糞便等廢棄物為原料，效法腐植酸形成的自然過程，經微生物發酵制取得到的一種富含微生物的小分子腐植酸類物質。

2、生物腐植酸中存在著枯草芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、短小芽孢桿菌、灰褐類群阿拉伯鏈霉菌和青霉屬等特定的優勢微生物。

3、生物腐植酸富含的功能微生物是在其發酵過程中經過優勝劣汰而保留下來的。

4、施用生物腐植酸可以顯著增加土壤全氮、有機碳和速效養分的含量(〉20%)。

5、施用生物腐植酸可以顯著提高土壤可提取總腐殖質碳、腐植酸碳和黃腐酸碳含量(〉30%)。

二、碳肥理論探討

1、碳養分是土壤肥力的基礎物質。

2、植物有機碳養分的有效物質是小分子水溶有機碳，被植物根系直接吸收。

3、植物碳養分“二通道說”，即植物碳養分不僅來自二氧化碳經葉綠素光合轉化這個“光合通道”，還來自從土壤中吸收的“根吸通道”。

三、建議

1、加強土壤有效碳的補充，防止農作物出現“缺碳病”

土壤缺碳導致耕地貧瘠化，造成農作物根系衰弱、亞健康、光合作用能力差(低產)，這就是缺碳病。缺碳病又削弱了農作物防病抗逆機能。

2、開發“有機碳肥生產新工藝，有機碳肥-無機復混”新型肥料，是肥料工業技術升級的方向

按“有效碳/無機總養分=0.25”造肥，化肥利用率可提高60%以上，且越施土壤越肥沃。

3、將有機碳肥技術用于廢棄物循環利用上

(1)基于無害化微生物發酵的養殖廢棄物全循環利用技術。技術原理為將畜禽廢棄物作為微生物生長代謝的碳源、氮源，實現污染物無害化及種養一體化，削減養殖業的污染負荷。

(2)糞污異位發酵床處理技術。技術原理為農作物秸稈隨時吸納畜禽養殖場糞尿，作為微生物營養，兼性好氧高溫發酵轉化為有機肥原料,做到了糞便和臭氣低排放。

(3)畜禽養殖廢棄物肥料化與基質化技術。技術原理為利用微生物發酵原理，將發酵墊料和糞便，兼性厭氧發酵，生產出含高腐植酸的生物肥料。

(4)基于農田養分控流失產品應用為主體的農田N、P流失污染控制技術。技術原理為利用生物腐植酸富含的范德華力、氫鍵、靜電吸附、陽離子鍵橋等形成土壤有機-無機復合體，使腐殖質的膠團將氮、磷、重金屬等更牢固地與土壤結合，從而實現農田養分的控流失。

4、將有機碳肥技術與土壤修復結合

(1)把大型養殖場辦到鹽堿地邊緣去，每畝鹽堿地每年投入25噸高碳有機肥，配套適當的排灌工程，2年即可成良田。

(2)一個存欄10萬頭養豬場可分配6000畝鹽堿地，改造后種飼料作物，可承擔10萬頭豬30%的飼料，6年后豬場飼料便能自足。

(3)我國可利用辦養殖場的鹽堿地面積約2億畝，可養豬存欄約30多億頭(年出欄50億頭)，推廣這種綠色環保型低成本超級養豬場模式，我國可向全世界出口豬肉。

5、將有機碳肥技術與縣域流域治理相結合

通過種養加循環方法，每年毛利2600萬元，環境清潔，改良約7萬畝農田。