生物腐植酸與碳循環(huán)

中國農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)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(fā)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(yōu)勢微生物。

3、生物腐植酸富含的功能微生物是在其發(fā)酵過程中經過優(yōu)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(yǎng)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(yǎng)分是土壤肥力的基礎物質。

2、植物有機碳養(yǎng)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(yǎng)分“二通道說”，即植物碳養(yǎng)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(xiàn)“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(fā)“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(yè)技術升級的方向

按“有效碳/無機總養(yǎng)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(huán)利用上

(1)基于無害化微生物發(fā)酵的養(yǎng)殖廢棄物全循環(huán)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(xiàn)污染物無害化及種養(yǎng)一體化，削減養(yǎng)殖業(yè)的污染負荷。

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

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

(4)基于農田養(yǎng)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(xiàn)農田養(yǎng)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(yǎng)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?shù)呐殴喙こ蹋?年即可成良田。

(2)一個存欄10萬頭養(yǎng)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(yǎng)殖場的鹽堿地面積約2億畝，可養(yǎng)豬存欄約30多億頭(年出欄50億頭)，推廣這種綠色環(huán)保型低成本超級養(yǎng)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(yǎng)加循環(huán)方法，每年毛利2600萬元，環(huán)境清潔，改良約7萬畝農田。