科学农业

中国是个农业大国,无农不稳,历届政府都会把农业放到头等重要的大事,而且每一年对农业的支持和经济补贴的力度是在逐年增加。更重要的是,现在国内消费群体越来越追求生活的品质,如何吃的放心和如何吃的健康,这就决定了有机农业和绿色农业将来的巨大市场空间。

我们的地球被称为碳星球,因为在这个星球所有的生命体中,碳是基础元素,由碳为框架形成的有机质是生命的基础物质。

碳是生命之本。

19世纪40年代在西方形成的“化学植物营养学”虽然认识到碳在植物物质中占较大比例,但由于时代的局限性,对碳养分的来源及作用等等没有正确的必要的论述。在我国开始组建自己的土壤肥料学科的年代,我们照搬了西方“化学植物营养学”。

几十年来,讲到肥料,从学者到农夫只知氮磷钾等矿物质元素,不知道碳。

由于对碳的漠视,从我国阶段性的土地短期承包制开始,尤其是农村劳动力大量向城市转移以后,农者不爱惜耕地,不培肥地力,一种依赖化肥和农药的“化学农业耕作”模式在我国亿万亩耕地上普及了,我们整整30年对耕地土壤进行碳掠夺!

千百年来由我们的先辈用堆肥和秸秆还田形成的土壤中的碳库(有机质),被不断施加的矿物质养分洗劫一空!时至今日,我国耕地平均有机质含量只有2.08%,而且还在以每年0.05个百分点下滑,此势头若不遏止,再过20年我国大部分耕地有机质含量将下降到危线——1%以下,这是荒漠化的土地,还能搞农业现代化吗?

历史留给我们挽救的时间不足20年了!

耕地总面积的减少是减法,耕地质量的下降是除法。我们必须参考某些发达国家的标准,把耕地有机质含量3%划作土壤质量的红线,与耕地面积红线一起严防死守,才能保证我国农业的持续发展。

但是纵观我国农业界的管理部门和理论学术队伍,对此远远没有形成共识更没作好准备。

我们的测土配方施肥还是在测配矿物质养分,即使发现有机质含量太低,也只是“建议施用有机肥”,却不能像对矿物质养分那样提出明确的指标,结果就是流于空谈。我们现在大力提倡土壤修复,各种土壤修复剂井喷而出,但却几乎都无视土壤缺碳这一主要矛盾,土壤修复也就佐使不分而变成隔靴搔痒。

我国的化肥利用率仅仅是发达国家的60%左右,虽然我们在化肥利用率的提高方面做了极大努力,但十几年来化肥利用率几乎还在原地踏步。再看看近年迅速发展起来的设施农业,只要是冲施肥或无土栽培,几乎都在使用纯化肥,还是在延续化学农业耕作模式,不但产量低,而且口感普遍失去原生态风味。

为什么世界上最大的农业国会存在如此严重的土壤肥料积弊呢?问题就出在“本”和“源”上。

碳是生命之本,也是植物的基础元素,而不是并列的大量元素,这个“本”没有被确立起来。

“源”是学术理论。我们几十年沿用西方“化学植物营养学”理论,不知“碳”为何物,它从哪里来,它的载体物质是什么,它的有效性的指标是什么,怎么检测,它与矿物质养分之间“结伴”的规律怎样,等等这些重大问题,我们没有权威的、能取的学界共识的,能正确指导农业技术的新的土壤肥料理论体系,也就是这个“源”不清。

在我国耕地和农作物的碳危机已经严重到如此地步,可我们农业界的主流理论仍然在漠视碳!正因为如此,我国耕地贫瘠化(板结、荒漠化、盐碱化)严重,中低产田占74%,导致农作物普遍根系衰弱、亚健康,病害频仍,农产品安全问题成了民众和政府共同的纠结。可是历年中央出台的关于农业的文件却都毫无例外的提不出肥料产业技术改造的明确思路。就连万众瞩目的每年1号文件也都欠缺肥料技术这条腿。可见土壤肥料理论正本清源的任务之重了。重大理论的错漏其危害是历史性的,全局性的。

一、高碳肥基本理论

高碳肥是以小分子水溶有机碳为有效物质的新型有机养分肥料,它可取代传统有机肥,其有效物质含量是传统有机肥的5至20倍(不同品种),因此它的单位面积用量是传统有机肥的5%至20%,有机碳能冲施肥是全水溶可管道输送。这是一种可速效的高效肥,是可计量应用的有机营养肥料,它已经突破了传统有机肥“粗重慢臭”的低劣层次,站到了与高品质化肥相同的技术层面了。

有机高碳肥的理论要点概括如下:

●植物碳养分不仅来自二氧化碳经叶绿素光合转化这个“通道”,还来自根系从土壤中吸收的另一通道。叶片吸收转化是碳积累的主力军,而土壤碳养分能对土壤三种肥力(即物理肥力,化学肥力、生物肥力)产生连环促进和能量传递,促成土壤对肥料的二次加工,从而直接影响叶吸通道的光合转化效率,起到四两拨千斤的作用。

●土壤有机质是天然的“碳库”,但有机质里的碳不能直接被植物吸收,只有通过生化作用逐渐微量地分解出小分子水溶有机碳,这才是真实的植物碳养分。肥料中碳养分含量决定该肥料的有机肥效。

●土壤碳养分与其他养分之间的关系,确切地表达应该是阴阳关系,类似阴阳太极图。碳养分与其他养分是按既定比例组装成植物组织的,两类养分合比例就是阴阳平衡。把矿物质元素之间的“木桶原则”溶入此图,就形成如下的“土壤肥力阴阳平衡动态图”:

(该图中阴面代表有机碳养分,阳面代表无机养分,S线代表氢和氧(H2O),EF线处于阴阳最丰足最平衡状态,代表农作物的最高收获,而任何一种其他阴(碳养分)阳(无机养分)配比所对应的农作物收获,都可以从此图推算出来,这就形成施肥数学模型。推算公式是:W=W0·2LRM/LEF

注:W0是EF相应的农作物收获量;LRM为阴阳平衡动态图“阴区”某水平线段长度)

●碳养分是土壤三种肥力的基础物质。土壤缺碳使三种肥力式微,微生物失去能源而不能繁殖,这是土壤板结的根源,也是化肥利用率低的主要原因。

●土壤缺碳导致耕地贫瘠化,造成农作物根系衰弱、亚健康、光合作用能力差(低产),这就是农作物的缺碳病。缺碳病又削弱了防病抗逆机能。因此缺碳病造成我国农业损失超过农作物其他任何一种病害。农业要上新台阶,粮食要安全,最大的提升空间在补碳。

高碳肥的最高境界是“有机碳—无机—功能菌”高有效成分的合理组合。其中“有效碳/无机养分=0.25,功能菌每克2亿个”,这样的组合可取代有机肥、化肥和微生物肥,每亩每茬用100~150公斤,与施用同等重量无机养分的纯化肥比较,产量可提高30%~

50%,农产品品质还大幅提升。且连年施用土壤会不断改良。因此有机高碳肥技术可推动化肥工业的技术改造和转型升级。

●高碳肥的主要成分有腐植酸黄腐植酸及各种大、中、微量元素、稀土元素、植物生长调节剂、病毒抑制剂等多种营养。腐植酸是植物营养元素和生理活性物质的“储备库”,由于腐植酸是高分子有机物,施入土壤后可以为土壤微生物提供充足的碳源和能源,促进微生物代谢及繁殖,从而增加土壤微生物的保有量,增强土壤微生物活性,再加上高碳底肥、碳能追肥水溶性有机质占50%以上,冲施肥水溶性有机质占70%以上,从而快速增加土壤有机质

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