生物腐植酸与碳循环

生物腐植酸与碳循环

中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所副研究员 耿 兵

一、生物腐植酸与土壤碳

1、生物腐植酸是以蔗渣、秸秆、木屑、畜禽粪便等废弃物为原料，效法腐植酸形成的自然过程，经微生物发酵制取得到的一种富含微生物的小分子腐植酸类物质。

2、生物腐植酸中存在着枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、灰褐类群阿拉伯链霉菌和青霉属等特定的优势微生物。

3、生物腐植酸富含的功能微生物是在其发酵过程中经过优胜劣汰而保留下来的。

4、施用生物腐植酸可以显著增加土壤全氮、有机碳和速效养分的含量(〉20%)。

5、施用生物腐植酸可以显著提高土壤可提取总腐殖质碳、腐植酸碳和黄腐酸碳含量(〉30%)。

二、碳肥理论探讨

1、碳养分是土壤肥力的基础物质。

2、植物有机碳养分的有效物质是小分子水溶有机碳，被植物根系直接吸收。

3、植物碳养分“二通道说”，即植物碳养分不仅来自二氧化碳经叶绿素光合转化这个“光合通道”，还来自从土壤中吸收的“根吸通道”。

三、建议

1、加强土壤有效碳的补充，防止农作物出现“缺碳病”

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)，这就是缺碳病。缺碳病又削弱了农作物防病抗逆机能。

2、开发“有机碳肥生产新工艺，有机碳肥-无机复混”新型肥料，是肥料工业技术升级的方向

按“有效碳/无机总养分=0.25”造肥，化肥利用率可提高60%以上，且越施土壤越肥沃。

3、将有机碳肥技术用于废弃物循环利用上

(1)基于无害化微生物发酵的养殖废弃物全循环利用技术。技术原理为将畜禽废弃物作为微生物生长代谢的碳源、氮源，实现污染物无害化及种养一体化，削减养殖业的污染负荷。

(2)粪污异位发酵床处理技术。技术原理为农作物秸秆随时吸纳畜禽养殖场粪尿，作为微生物营养，兼性好氧高温发酵转化为有机肥原料,做到了粪便和臭气低排放。

(3)畜禽养殖废弃物肥料化与基质化技术。技术原理为利用微生物发酵原理，将发酵垫料和粪便，兼性厌氧发酵，生产出含高腐植酸的生物肥料。

(4)基于农田养分控流失产品应用为主体的农田N、P流失污染控制技术。技术原理为利用生物腐植酸富含的范德华力、氢键、静电吸附、阳离子键桥等形成土壤有机-无机复合体，使腐殖质的胶团将氮、磷、重金属等更牢固地与土壤结合，从而实现农田养分的控流失。

4、将有机碳肥技术与土壤修复结合

(1)把大型养殖场办到盐碱地边缘去，每亩盐碱地每年投入25吨高碳有机肥，配套适当的排灌工程，2年即可成良田。

(2)一个存栏10万头养猪场可分配6000亩盐碱地，改造后种饲料作物，可承担10万头猪30%的饲料，6年后猪场饲料便能自足。

(3)我国可利用办养殖场的盐碱地面积约2亿亩，可养猪存栏约30多亿头(年出栏50亿头)，推广这种绿色环保型低成本超级养猪场模式，我国可向全世界出口猪肉。

5、将有机碳肥技术与县域流域治理相结合

通过种养加循环方法，每年毛利2600万元，环境清洁，改良约7万亩农田。