碳氮比,是指有機物中碳的總含量與氮的總含量的比值。一般用“C/N”表示。
作物營養(yǎng)需求的元素及碳、氮的作用
作物生長所需要的營養(yǎng)元素至少有17種。其中大量元素6種,碳、氫、氧、氮、磷、鉀;中量元素有3種,鈣、鎂、硫;微量元素有7種,鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬、氯、鎳。而這17種營養(yǎng)元素中,碳是用量最大的元素,碳占農(nóng)作物有機質(zhì)的52-58%,干物質(zhì)的30-35%。
氮是構(gòu)成蛋白質(zhì)和核酸的成分,蛋白質(zhì)中氮的含量占16%-18%。蛋白質(zhì)和核酸又是作物生長發(fā)育和生命活動的基礎(chǔ)。氮又是組成作物葉綠素、酶和多種維生素的成分,對于提高作物產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質(zhì)方面具有重要的作用。
二、碳從哪里來,為啥有機質(zhì)里的碳比較多,搞清楚啥叫碳氮比(C/N)
作物中碳的來源大多數(shù)被作物葉片通過光合作用獲取,作物通過陽光,將空氣中的二氧化碳和水吸入轉(zhuǎn)化成有機物,再釋放出氧氣。而碳的來源正是二氧化碳轉(zhuǎn)化而來的。
土壤有機質(zhì),是指存在于土壤中的所有含碳的有機物質(zhì),包括動植物殘體、微生物及其分解和合成的各種有機質(zhì),如我們熟知的礦源腐植酸,就是最好的有機質(zhì)。土壤有機質(zhì)是土壤固相的重要組成部分,對于土壤形成、土壤肥力、作物生長、環(huán)境保護有積極的不可或缺的作用。
土壤有機質(zhì)主要是由碳、氫、氧、氮等物質(zhì)組成的,是組成碳水化合物、含氮化合物的主要成分,其中碳占有機質(zhì)總量的58%左右,氮占有機質(zhì)總量的4%左右。
我們發(fā)現(xiàn)了,在有機質(zhì)中的主要元素中,碳與氮之間有一個比值,就是碳的總含量與氮的總含量的比值,我們通常叫碳氮比(C/N),這個比值非常重要,會影響整個有機質(zhì)中的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化速度的快慢,也同時影響到土壤中礦化過程的快慢。
經(jīng)過測算,我們通常認為最為有利的碳氮比為25:1。因為當微生物分解有機質(zhì)的時候,構(gòu)成自身細胞體大約需要5份有機碳和1份氮,同化過程中還需要消耗4倍的有機碳取得能量,所以,微生物吸收利用1份氮需要消耗25份有機碳,也就是25:1是最為合理的碳氮比(C/N)。
碳氮比過大,微生物分解礦化作用就慢,還要消耗土壤中的有效態(tài)氮素。所以,我們才要盡量多地增加土壤有機質(zhì),促進土壤微生物的生長,以讓其分解土壤礦化過程中吸附在土壤中的氮、磷元素,被作物根系所吸收。
三、葉片吸收二氧化碳與土壤中的碳誰更對作物有利
了解了碳氮比(C/N),知道了為什么碳對于有機質(zhì)如此重要,能看得見的就是能將土壤中沉積的鹽類分解(硫酸鹽、磷酸鹽等無機鹽),然后被作物吸收利用。而有人講了,葉片就是吸收二氧化碳,為作物提供碳源的。土壤中的碳又很少被作物根系吸收利用,我們管好葉片,碳元素就不會少。
其實這種說法是完全錯誤的。這也是我們多少年了,在提高土壤有機質(zhì)方面被人不理解的地方。實話講,如果陽光充沛,靠作物葉片完全可以承擔二氧化碳的吸收,補充碳源,促進作物碳水化合物的形成。
我們沒有想到的是,如果土壤沒有足夠的有機質(zhì),不僅正面補充不到有機碳,而且對于作物根系以及莖葉和果實的發(fā)育都是相當不利的。土壤缺乏有機碳就會造成:根系衰弱、作物早衰!
土壤缺乏有機質(zhì),最為直接的后果就是土壤保水保肥能力差,作物根系尋找不到營養(yǎng)元素,就不會長粗、伸長,其吸水吸肥功能就會越來越弱。
而作物根系吸收的營養(yǎng)元素不夠或者不全面的時候,葉片的活動功能也會降低,吸收碳的速度也會減弱,甚至會在沒有陽光的天氣,嚴重失碳,光合作用嚴重滯后,作物早衰也就是可以預(yù)想到的了。大自然本來就是個有機的統(tǒng)一體,比如碳元素(二氧化碳),在空氣中的含量大約為0.03%。當我們利用二氧化碳,轉(zhuǎn)換成有機碳后,被作物吸收利用。我們又將富含碳的作物秸稈還田后,產(chǎn)生二氧化碳,一部分被作物吸收,一部分流回空氣中,還在土壤有機質(zhì)中產(chǎn)生有機碳,與氮元素配合為微生物生存和活動做支持,然后微生物再促進土壤礦化作用,把大量元素分解后,被作物吸收??偭坑肋h保持恒定,看咱們怎么去合理利用它。
只有,有了合適的碳氮比,土壤中的有機質(zhì)才會活化磷、鉀等營養(yǎng)元素,土壤庫中的磷一般不以速效態(tài)存在,常以遲效態(tài)和緩效態(tài)存在,因此土壤中磷的有效性低;土壤有機質(zhì)具有與難溶性的磷酸鹽反應(yīng)的特性,可增加磷酸鹽的溶解度,從而提高土壤中磷的有效性和磷肥的利用率。此外,土壤腐殖質(zhì)是一類生理活性物質(zhì),它能加速種子萌發(fā),增強根系活力,促進植物生長,對土壤微生物而言,腐殖質(zhì)也是一種促進生長發(fā)育的生理活性物質(zhì)。有機質(zhì)還能刺激微生物和動物的活動,進一步增加土壤酶的活性,從而直接影響土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化的生物化學過程。
沒有合適的碳氮比,有機質(zhì)分解磷元素會緩慢!
這讓我不禁想起一個有關(guān)螞蚱耳朵的小故事:
蝗蟲的耳朵長在哪里呢?于是有個家伙做了個實驗。
首先,砍掉蝗蟲的后一對前腿,大喊一聲“跳”,蝗蟲跳起來了;再砍掉蝗蟲的中間一對腿,大喊一聲“跳”,蝗蟲又跳起來了;最后,把蝗蟲僅有的一對后大腿也砍掉,大喊一聲“跳”,蝗蟲沒有動。
于是,這個家伙記錄:蝗蟲的耳朵長在后大腿上。
……
這個故事的可笑之處在哪里呢?讓蝗蟲跳起來是個問題,充分因素是它得有耳朵,必要因素是它得有腿。把充分因素和必要因素搞混淆了,就難免分不清主次,搞不清楚問題發(fā)生的必然原因了。
在很多專家,喜歡語不驚人不罷休。其實,真正的原因只有兩點:1、專家的知識積淀不夠,不是你嗓音不夠好,主要是你唱卡拉ok的時候拿著酒瓶子在引吭高歌;2、閉門造車久了不接地氣,真不是你跳舞跳得不夠好,主要是你選錯了舞伴。
我的觀點是,這兩種情況下,你最正確的選擇應(yīng)該是找對舞伴、找對節(jié)奏,否則用《最炫民族風》來蹦迪只會讓你崴腳,所以說,在科學施肥中從來沒有一個孤立的問題存在,關(guān)鍵是我們得區(qū)分清楚各元素相互作用關(guān)系及自身屬性。
當我們搞清楚了碳氮比(C/N),那么我們就做到了心里有數(shù),就會根據(jù)知識和經(jīng)驗在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有目的地去勞動,不盲從于嘩眾取寵的各類專家,多看、多學主流學者的文章,然后學以致用才會在今后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中事半功倍。
碳氮比調(diào)得好,用肥會更少
1、碳氮比的穩(wěn)定
碳氮比穩(wěn)定在21-25:1的狀態(tài)是比較科學、合理的。如果土壤碳含量高(注:有機質(zhì)不一定代表碳),氮的流失就會比較少,否則相反。這也是為何施了很多氮肥,效果不持久;當土壤提高了碳含量,就能少施氮肥,效果明顯且肥效長。
像80年代,只要用幾斤碳氮就可以種一畝地;90年代用幾斤尿素可以種一畝地;到了2000年放一包尿素都種不好,因為化肥的氮,用得越來越多,但是產(chǎn)量沒提高反而下降。這與土壤的含碳量低有關(guān),土壤失去了碳氮比例的平衡,肥力迅速下降。
2、高含量
所謂的高含量,就是高碳低氮。碳在21到25這個區(qū)別,基本算是高含量,趨于穩(wěn)定。例如,土壤里碳含量在15左右,氮肥的量不能下得太大,一旦氮過高,碳很容易分解流失掉。
所以,并不是施了很多有機肥下去,就可以補充氮肥。平時我們要多檢測土壤的碳含量,一定要弄清楚土壤的有機質(zhì),再決定放多少氮肥。一直以來我們都強調(diào)要增施有機肥改善土壤提高土壤有機質(zhì),其實増施有機肥還有一項重要的作用、就是補充土壤碳元素!