植物營(yíng)養(yǎng)元素中，碳營(yíng)養(yǎng)居于各元素之首，是構(gòu)成植物體的最大量元素，對(duì)植物的生長(zhǎng)有決定性的影響。然而，長(zhǎng)期以來，作物獲得碳營(yíng)養(yǎng)的途徑，基本靠大氣二氧化碳的自然供應(yīng)，即靠天補(bǔ)碳。而這種靠天補(bǔ)碳方式僅能滿足其需求的五分之一，作物長(zhǎng)期處于“碳饑餓”中，有機(jī)碳肥的問世，有效地消除“碳饑餓”，彌補(bǔ)了碳短板。

當(dāng)今國(guó)內(nèi)外許多重大肥料問題，如平衡施肥、水體富營(yíng)養(yǎng)化、農(nóng)產(chǎn)品高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、提高肥料利用率等，都與碳營(yíng)養(yǎng)有密切關(guān)系。目前大氣二氧化碳濃度約為360ppm，株間實(shí)際濃度200ppm，而光合作用的最佳濃度為1000ppm左右，自然狀態(tài)補(bǔ)充僅為其需求量1/5，實(shí)際上作物長(zhǎng)期處于碳饑餓狀態(tài)。

多種營(yíng)養(yǎng)元素都實(shí)現(xiàn)了人工施肥補(bǔ)充，碳卻是唯一的例外——靠天補(bǔ)碳，遠(yuǎn)不能滿足需要而導(dǎo)致碳饑餓。在化肥量大的情況下，更為嚴(yán)重。一般有機(jī)肥是否能夠作為植物的碳源呢？有機(jī)肥雖然含有大量的碳，但因其有效性甚低，水溶性一般小于10%，大都在2%左右，難以作為補(bǔ)碳的有效途徑。

經(jīng)典植物營(yíng)養(yǎng)原理的最小因子律表達(dá)為木桶原理圖，它形象地顯示了營(yíng)養(yǎng)元素短板對(duì)增產(chǎn)的重要性。但是碳在經(jīng)典理論上雖有其名而在木桶圖中卻無其位。長(zhǎng)期以來，人們雖然知道大氣二氧化碳遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足作物需求，但是卻習(xí)以為常，沒有進(jìn)一步考慮開發(fā)有機(jī)碳液肥粒肥，以擺脫靠天供碳的局面。正是對(duì)碳短板認(rèn)識(shí)的缺位導(dǎo)致了農(nóng)作物的碳饑餓。

碳短板主要表現(xiàn)為以下三方面，在化肥大量施用的情況下，更為突出：

1.土壤肥力下降。有機(jī)質(zhì)下降的后果是眾所周知的，但是其中的有效碳（水溶碳、活性有機(jī)質(zhì)）下降，更是值得關(guān)注的深層次原因?；实摹拔缚凇痹絹碓酱?，與土壤有效碳越來越低有關(guān)，亦即與碳短板越來越短有關(guān)。施用高效有機(jī)碳肥，可望更快更好地改土并同時(shí)快速實(shí)現(xiàn)當(dāng)季作物高產(chǎn)。

2.作物低產(chǎn)、劣質(zhì)。這大都與碳短板有關(guān)，尤其是質(zhì)量下降。例如：味道差、維生素C低、硝酸鹽高、不耐貯藏等均與有機(jī)碳缺乏而導(dǎo)致的養(yǎng)分不平衡有關(guān)。

3.抗逆性低。作物對(duì)于寒、熱、旱、澇等逆境都有一套內(nèi)在基因的對(duì)應(yīng)機(jī)制，但是若缺乏必需的信號(hào)物質(zhì)的合成及其傳導(dǎo)、接收，則作物無法發(fā)揮其抗逆功能。碳短板的出現(xiàn)使得抗逆信號(hào)物質(zhì)的產(chǎn)生、傳導(dǎo)等受到抑制。同樣，對(duì)病蟲害的抗御，作物的內(nèi)在機(jī)制也需要克服碳短板才能充分發(fā)揮。上述問題，均可通過有機(jī)碳肥補(bǔ)碳改善與其他元素的平衡即可解決。

碳是植物營(yíng)養(yǎng)中的大量元素，在植物體內(nèi)的含量可高達(dá)50%，遠(yuǎn)超大中微量元素之和達(dá)數(shù)倍之多！大量施用化肥需要考慮各養(yǎng)分元素之間的平衡，這也是測(cè)土配方施肥的目標(biāo)。但是，在大量的平衡施肥研究中，卻沒有考慮對(duì)碳的補(bǔ)充，碳短板問題更為尖銳，平衡施肥的實(shí)際效果也因而大打折扣。若能通過施肥補(bǔ)碳而調(diào)整及優(yōu)化植物營(yíng)養(yǎng)平衡，現(xiàn)有平衡施肥的增產(chǎn)潛力將得到大幅度提高。

基于高效有機(jī)碳概念的液、固態(tài)碳肥是二氧化碳以外的高效補(bǔ)碳途徑，在實(shí)踐中顯示了突出的增產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆優(yōu)勢(shì)。就其有機(jī)形態(tài)、應(yīng)用范圍及條件而言，有機(jī)碳肥遠(yuǎn)勝于二氧化碳，其優(yōu)越性表現(xiàn)在：

1.有機(jī)碳已經(jīng)是有機(jī)態(tài)，無需消耗光能進(jìn)行CO2+H2O→有機(jī)碳這一反應(yīng)。自然狀態(tài)的靠天補(bǔ)碳途徑是從頭（初始反應(yīng)）開始，有機(jī)高效碳肥補(bǔ)碳則跳過了初始反應(yīng)，而進(jìn)入后續(xù)的生化反應(yīng)中。初始反應(yīng)的光合能可節(jié)省下來而用于后續(xù)反應(yīng)中，制造其他必須生化物質(zhì)，從而促進(jìn)作物更好、更快地生長(zhǎng)。在陰雨天光照不足時(shí)，光合作用減弱，光合產(chǎn)物減少，有機(jī)碳肥節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，如促長(zhǎng)、抗病等更能顯示出來。

2.有機(jī)碳肥為固體或液體，使用起來比氣態(tài)碳肥方便，無論是大田及大棚均可廣泛應(yīng)用以消除碳短板。

3.有機(jī)碳肥具有獨(dú)特的高能、高預(yù)構(gòu)程度的優(yōu)點(diǎn)。它可節(jié)省光合能，或者說已經(jīng)具有一定的能值。有機(jī)碳營(yíng)養(yǎng)如氨基酸、多肽、腐植酸，其結(jié)構(gòu)越是復(fù)雜，經(jīng)歷的反應(yīng)步驟越多，所節(jié)省的生化反應(yīng)能值也越高，可謂是肥料中的高端預(yù)構(gòu)件，因而促進(jìn)生長(zhǎng)的效果很明顯。