作者：李瑞波、李群良 主编
出版社：化学工业出版社
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有机碳肥知识问答试读：
前言
我和吴少全先生合著的《生物腐植酸与有机碳肥》于2014年1月在化学工业出版社出版发行后，收到很多读者的电话和邮件，还有不少人不远千里来找我们。两年多来我们被动接待交流和主动赴约交流，达五十次以上。有机碳肥科研成果也于2015年11月12日经国家权威部门专家组评为国际先进水平，列入国家科技成果库。可见碳在土壤肥力中的核心作用和在植物营养中的基础地位，已经被越来越多的人所认识。植物碳营养真相的揭示，已经把“化学植物营养学”冰封了几十年的表面撕裂，植物营养学和土壤肥料学大讨论、大变革的序幕拉开了。
我们首先要考虑：怎样把广大农民从“化学农业耕作”的思维盲区带出来？我们要给予他们一份怎样的更为科学、更为全面的肥料知识答卷？
对于肥料产业界，我们要为国家构建一个什么样的造肥用肥技术体系？只是专注无机肥料的小改变，抑或是煞费苦心地创造些空洞的新名词，还是下决心旗帜鲜明地创立以碳为母体的崭新肥料体系？
对于广大民众来说，农业方面最关心的莫过于农产品的安全和健康了。“有机食品”是终级最佳选择吗？它的植物营养学依据何在？能否借助“有机碳-无机复混”新型肥料的大规模产业化，建立庞大的全营养型“A级健康食品”的种植体系，从而解除“贵族食品”带给民众心头的压抑，让全体人民能在大量“A级健康食品”的供给中，获得本应属于他们的幸福感？
化学肥料的发明和化肥工业的形成，是世界农业史的重大革命。但农业文明的血脉不在此。由于对碳元素在土壤肥力中的核心作用没有认识，以及对碳养分根吸通道重视不够，我们差点自断我国农业文明的血脉。近年来连片农作物绝收事件日趋频密，再一次敲响了土壤质量危机的警钟。可是解决问题似乎不能全依靠商品有机肥产业了。我们需要调整心态，回头向我们的老祖宗学习，并引入先进的微生物技术和有机碳技术，启动新时期大物质循环工程，实行对我国耕地多渠道、多层面的碳覆盖，以拯救亿万亩贫病交加的耕地，开创我国“富碳农业”的千秋基业。
多年来的研究、实验、交流、推广，不断提升着我们献身有机碳肥事业的激情，增强我们推动肥料体系大创新大变革的光荣感和使命感。这一切已被有机碳肥的“粉丝”们所感知。一位大农业基地的朋友对我说：“你们这是在把天火播撒到人间呀！”对农业领域各层面的人来说，“碳”已经是不可回避的课题。问题，答案；挑战，机遇；危机，出路。这一切将越来越强烈地考验业界精英们的智慧。我们常常不知不觉地遵循如下思维方式：按照前人的指引做学问，或者习惯于看风向标行事。这就找不到知识的生命源泉——实践和创新。有机碳肥的几乎所有理念和观点，都来自实践。实践中遇到的问题，已有的理论解释不了，就得另辟蹊径建立新思维，通过再实践加以验证和完善，这才有了创新。本书的目的，一方面力图把有机碳肥知识用尽量通俗的语言讲明白，让广大农民朋友易于理解；另一方面就是希望与业界朋友开展交流，引出批评和争鸣。若能如此，应是行业之幸、国家之幸！
在编写过程中，吴少全、李和桂做了大量工作，在此表示衷心感谢。为了使读者对几个带根本性的问题有较整体的认识，在本书最后一部分附上我们相关论文，以备读者参考。
本书有一不足之处，就是使用了分问题的问答式，为了把一个问题讲清楚，常常把前面表达过的某些内容又拉进来，显得有些重复。如果删掉，这个问题又讲不完整了，只好不得不为之。这是编者水平不足，在此向读者表示歉意。2016年12月第一章 耕地贫瘠和农作物缺碳病1.20多年来我国耕地为什么普遍贫瘠化？
贫瘠耕地的反义词是沃土。沃土是理想的耕地，是创造无穷无尽农业财富的源头。
我国农业文明延续几千年在世界上是罕见的。世界上与中华农业文明同时产生的几大农业文明古国，现在大多数已经是遍地荒漠。我国农业文明为什么能传承几千年呢？原因主要在于我国农业文明传承中，始终存在一组密码，这就是物质循环！
物质循环就是把从土地得到的，尽可能多地反哺土地，并且努力增加土地的“肥度”，培肥地力。我们的古老先民们除了堆制人畜排泄物并输送给土地外，还千方百计从自然界收集各种有机物、兽骨、灶灰、绿肥、秸秆、塘泥、海泥，用于肥田。他们一年到头在土地上不停劳作，大部分时间不是在整理庄稼，而是在养地，培肥地力，形成了我国遍地开花式的局部物质循环体系。他们通过先辈的传授和自身体验，认为：农者不爱惜土地是会受报应的，是无法向儿孙后代交代的。
物质循环的本质就是使农作物由土地和太阳能获得的营养物质最大限度地返回土地。由于太阳能是可再生和可持续利用的，所以土地的有机养分在千万回的循环中不会递减，这是农业文明时代土地可持续耕作的原因。
化学肥料在我国的出现，是在20世纪50年代中后期，那时耕地属于“有机种植”时期，土壤中普遍有机质丰富，撒施少量化肥庄稼就长的很好，这就在社会上产生一种错觉，认为只要施化肥，农作物就能长好。从此以后，我国植物营养理论和土壤肥料理论以西方“化学植物营养学”为指导，认为农作物碳（有机质的主体）养分是由空气中CO经叶绿素的光合作用转化而来，而CO是取之不尽的，就忽22略了对土壤补充有机质的重要性的研究。而把几乎所有的注意力集中到化肥。这就是社会上和学界普遍存在的对土壤有机养分问题认识上的偏差。
进入市场经济以后，农村大量劳动力流向城市，而农村又实行土地短期承包制，农户对土地普遍缺乏爱护心，导致在我国延续几千年的遍地开花式的局部物质循环出现了问题，以“化学农业耕作”模式代之。有机肥不施了，生物质农药不会造了，化学肥料和化学农药“联手”统治了亿万亩耕地，从而直接对耕地质量产生了很大的负面影响（图1-1）。图1-1 耕地质量危机原理图
化肥施那么多，土地为什么还会贫瘠？这就必须从土壤肥力构成讲起了。土壤肥力由物理肥力、化学肥力和生物肥力三种性质不同的肥力组成。物理肥力指土壤物理性状对肥力的影响，包括沙黏土质、壤土层厚度、团粒结构、持水含气能力等；化学肥力指土壤酸碱度以及所含有机养分（以碳为主体）、无机养分的丰富程度；生物肥力指土壤中各种微生物、藻类、各种线虫、蠕虫、昆虫和植物根系分泌物等的综合作用对土壤肥力的影响。
在土壤养分中唯有有机养分（碳养分）对物理肥力、化学肥力和生物肥力具有全方位的影响力，土壤有机养分严重不足，即土壤缺碳，就导致土壤三大肥力都下降，进而失去自肥和自我修复能力。所以碳是土壤肥力的核心物质。
土壤缺碳，任你施多少化肥，都不能使农作物高产，而且化肥施得越多，土壤中碳养分就损失得越快，土壤各种不利于种植的症状就越严重，农作物越低产。这就是耕地贫瘠化。只施化肥不施有机肥的种植，是在消耗土地核心养分，是在掠夺。2.耕地贫瘠化的标志是什么？
既然耕地贫瘠化是缺碳养分导致的，土壤中的碳养分又由何而来呢？
土壤中的碳养分来源于土壤中存在的有机质，土壤有机质是一个总称，它包含非常多样的有机物质，例如长期不能腐解的木质素，不能溶于水的腐殖质，能溶于弱碱性水的腐植酸，还有能被微生物分解的纤维素和半纤维素，以及微生物分解产物小分子水溶有机质等。这一大类有机质中，虽然仅小分子水溶有机质能作为真实的有机养分被植物根系所吸收，这部分在土壤中的动态值一般不足有机质的2％，但只要土壤中存在足够多的有机质，这部分有机养分就不会枯竭，它被植物吸收用掉后，还会再分解出来。土壤有机质就是一座碳库。所以可以用土壤有机质含量作为土壤肥沃程度的指标，而土壤肥沃程度就是判定土壤质量的最主要标准。
如何以有机质含量多少界定土壤的贫瘠程度呢？可借用某发达国家二十年前发布的一条法规。该法规规定：耕地土壤有机质含量低于3％，其种植出来的农产品禁止上市销售。即从植物营养学和土壤生态学的角度看，必须以3％有机质含量作为界定耕地质量的红线。
再根据我国各地耕地有机质含量的大致范围，可制作“耕地质量级别图”（见图1-2）。图1-2 耕地质量级别图3.我国耕地质量形势如何？
耕地质量含义广泛，而耕地有机质含量是耕地质量重要的不可或缺的指标。
据官方公布的数据，目前我国耕地有机质平均含量为2.08％，跌破了“红线”，接近“贫线”。如果还按照20多年来的“化学农业耕作”方式，耕地有机质平均含量将每年下跌0.05％。这种势头不遏制，20年后平均有机质含量将跌至“危线”，大面积农田将变成荒漠，不但种不出庄稼，还将形成生态灾难，中华民族几千年来为人类保留的亿万亩绿洲将不复存在。近年来大面积农作物绝收事件的发生越来越频密，就是土地质量危机的警示。历史留给我们挽救的时间只剩20年了！
现在国家上下普遍意识到快速工业化对基本农田面积的严重侵[注]害，规定了“18亿亩”这条“面积红线”，各地也相应规定了“面积红线”并在“严防死守”。但这是不够的，面积守住了，而耕地质量下去了，跌破了“质量贫线”，耕地成了荒漠，种不出庄稼，这种“面积”有什么意义？耕地面积减少是“减法”，质量下降是“除法”，危害性更为严重。所以应该加一条，即死守3％这条“质量红线”，已经跌破的要限期回升到红线以上，还没有跌破的要制定措施防止下跌，并分别规划，做出升“良”攀“富”的努力，使18亿亩耕地逐渐向沃土良田回归！
守住两条红线，是我们避免出现耕地危机的必由之路，也是我国由农业大国跃升为农业强国的基础工程。4.耕地贫瘠化有哪些表现？
耕地贫瘠化的本质是有机碳养分耗尽和生物多样性丧失，其表现则因地理条件不同，产生不同的表现形式。
在沙质土上，由于有机碳养分缺失、土壤胶体物质消失、土地完全沙化，保肥保水能力非常差。这种现象在华北北部地区最为明显。大面积耕地沙化，是我国华北干旱和沙尘暴频发的重要原因。
在黏质土上，耕地贫瘠则主要表现为板结、不通气不持水，农作物根系发育差，而土传病害日趋严重。
我国重要粮仓北大荒，以黑土地著称，原本土地翻开是黑油油的，但多年的化学农业耕作方式使黑土变成灰沙土，也开始出现沙尘暴了。
我国西北黄土高原，本来生态就比较脆弱，那些多年不施有机肥的耕地，土壤有机质含量更跌到“贫线”以下，水土流失日益严重。加上干旱，休耕的地里一两年不见野草，更种不出什么庄稼了。
耕地贫瘠化导致土壤失去生命体特有的缓冲能力和自我修复能力，使土壤对酸碱的双向调节功能弱化，从而使弱酸性土壤酸性愈强，南方有些耕地pH值甚至低于4.0；使弱碱性土壤碱性进一步升高，pH值达到8.5以上，地表碱化和盐渍严重，种不出庄稼。我国现在有5亿亩盐碱地，其中一部分属于渤海东海周边“天然”的盐碱地，另一部分在内蒙古、山西、河南等内陆省区的盐碱地则是由于耕地（牧场）过度贫瘠化而转变而成的。5.耕地贫瘠化有哪些危害？（1）对土壤中水、气、热的影响 不含气、不持水，对冷热失去缓冲能力，从而使土壤不耐旱涝、不抗冷热，农作物生长过程多灾多难。（2）对生物多样性的影响 土壤微生物生存条件恶劣，生物肥力基础物质没有再生能力，更谈不上生物多样性，使土壤形同“死土”。（3）对农作物的影响 农作物不是肥料直接“养”大的，而是土壤对肥料进行二次加工后，像母亲的乳汁哺育孩子般喂大的。贫瘠的土壤好比体弱不能自顾的母体，哪有足够的“乳汁”哺育农作物？土质差、营养供不上，农作物根系就衰弱，植株不能正常生长，多呈现“亚健康”状态，甚至出现缺碳病，缺素病、土传病害多发，其他病虫害不断，最终导致低产、产品品质差、农药残留严重等一系列问题。可以说，耕地贫瘠是我国农产品单位面积低产、农产品质量差的主要原因。（4）对化肥利用率的影响 众所周知，在有机质丰富的耕地，施少量化肥就能取得好收成。这是因为化肥养分呈有机-无机零电价态，这是被植物根系吸收和被细胞“组合”的最佳状态（高利用率）。植物生长所需的养分是有机-无机按一定比例组配的，有机碳是组合者，类似混凝土结构的水泥。没有足够的水泥，再多砂石钢筋都只能是“豆腐渣工程”。化肥利用率高低，主要取决于土壤中有机碳（组合者）的含量足不足够，其次才是化肥本身水溶性、缓释性等技术问题。因此贫瘠耕地的化肥利用率就低，肥料使用成本就更高。现在一些有机质含量接近“危线”（1％）的土地种庄稼，化肥用量一年比一年多，而产量却未见增长。把种地的人工成本算进去，实际上收入与支出基本持平，这种耕作已经失去“生产”的意义了。为了实现机械化，一些山坡地被铲成平地，大面积生土裸露。在这种生土种植农作物，如不投放大量有机肥，只投化肥是种不好庄稼的，原因也在于没有了“碳母体”，也等同没有了微生物，土壤不能对肥料进行二次加工。（5）对土地可持续耕作的影响 如果不采取措施使耕地“脱贫”，还继续化学农业耕作方式，把耕地中残存的一点点有机养分榨取殆尽，这种耕地就是荒漠了，还谈什么“可持续耕作”？大面积耕地荒漠化不但使农业失去土地资源，还会导致气候更加变化无常，干旱和风沙将无休止地折磨人类。这种说法绝非危言耸听，西亚和非洲很多地区的实例不就在警示我们吗？
耕地贫瘠化还使大量地表裸露，稍有降雨就形成径流冲刷土地，水土流失加剧，残余化肥被带进河流湖泊造成水域富营养化，使大量湖泊河塘水质恶化。6.耕地缺碳为什么会导致农作物缺碳？
耕地缺乏有机质就等于土壤缺碳（养分），这可以理解。但农作物的碳养分是从空气中二氧化碳转化而来，而空气中二氧化碳取之不尽，农作物怎么会缺碳呢？
这个问题很重要，也比较复杂，得从以下几方面来分析。（1）农作物的碳养分不仅来自空气中的二氧化碳（光合转化），也来自根系吸收土壤中的小分子水溶有机碳。说农作物有机碳养分仅由叶片吸收二氧化碳一个通道来，是不符合事实的。大家都熟悉韭黄，它的生长过程可没有得到过一丁点阳光，没有阳光就没有二氧化碳被吸收转化，也就是传统认为的“叶片吸收”通道不存在了，可韭黄的物质积累仍然是以有机质为主。这就说明碳养分的“根系吸收”通道是存在的。我们可以把“叶片通道”和“根系通道”合称为植物碳养分进入的两个通道，简称“二通道说”。（2）土壤中小分子水溶有机碳是土壤肥力的核心物质。它可被植物根系和土壤微生物直接吸收利用，所以对促进植物根系发育和土壤微生物快速繁殖作用很大，几乎有“立竿见影”之效。土壤微生物繁殖给土壤增进了活力，有机质得到分解并产生更多水溶有机碳。根系发达又丰富了根系分泌物。这使土壤中无机养分得到更多有机养分的“组配”而发挥更高肥效。土壤物理肥力、化学肥力和生物肥力都大大提升。因此对土壤增补有机碳养分，能促进农作物得到大量丰富的肥水，叶片宽厚，叶绿素丰满，光合作用效率大大提高。通过试验[注]显示，往每亩土壤中施几公斤水溶有机碳，农作物可增产几百公斤，说明农作物光合作用效率提高，物质积累才丰富；同时也说明，这种效率的提高是几公斤有机碳养分促进的，它对农作物的增产起到“四两拨千斤”的作用。（3）在同等自然条件下（空气中二氧化碳浓度相同，光照相同）农作物长势不同，即使同类作物，其光合作用的效率也不一样，叶片宽厚者，对二氧化碳的光合转化率就高，农作物的产量就高、质量就更好。而农作物的长势首先取决于根，根深叶茂，根系发达才能更多地吸纳肥水，供叶片生长和工作。而贫瘠的耕地中农作物根系衰弱，导致农作物长势差，光合作用能力差，反过来给农作物积蓄的碳水化合物就少，也就是缺碳。（4）大量研究表明，农作物光合作用所需二氧化碳最佳浓度为0.1％，而空气中二氧化碳平均浓度约为0.033％，所以从理论上讲，农作物普遍缺碳。而当长时间低温寡照，塑料大棚没敞开通风，或者农作物拥挤枝叶密布不透风等情况，农作物就会更加缺碳。再加上土壤缺碳，根系衰弱，缺碳状态就更加严重，导致缺碳病发生。7.农作物缺碳病症状是什么？
农作物缺碳病的三大直接症状是：根系衰弱、长势委顿（亚健康）、叶片无活力（光合作用效率低）。
多年来农业专家们大量研究农作物缺素病，缺氮、缺磷、缺钾、缺钙、缺镁、缺锌、缺硼……却极少研究缺碳。其实农田中农作物缺碳病到处可见，在土壤贫瘠地区更是比比皆是。（1）根系衰弱导致败根，腐黑。农作物根系中充满生命力的根（一般为白色、浅橙色）非常稀少。（2）蹲苗期长，生长缓慢。（3）植株参差不齐，整片农作物了无生机，败叶多。（4）颈杆纤弱，易倒伏。（5）挂果植物花而不实，非正常落果严重，果实大小不一、外观病态、口感差。（6）植株早衰，采收期（果树则为生育树龄）缩短。（7）对逆境缺乏缓冲机能，受伤害后自我修复能力差。（8）农产品物质积累少，不但欠缺自然风味，还不耐贮运。8.农作物缺碳病有什么危害？
农作物缺碳病还是其他多种农作物病害的重要诱因，或者说得缺碳病的农作物，更易并发其他病害，例如以下常见病便与缺碳病密不可分：腐根病、炭疽病、溃疡病、霜霉病、白粉病、黄化病、黄萎病、青枯病、花叶病、果树“早落叶”病，还有某些缺微量元素病。
农作物缺碳病导致农作物低产劣质。其造成的农业减收超过其他任何一种农作物病害。因此可以说，缺碳病是当今农作物第一大病害，是农民生产效益低下的最重要因素。
我国农业因农作物缺碳病造成30％以上减产，还造成农药多投入和人工成本上升，综合减收35％以上。
凡是得缺碳病的农产品，品质差，口感就差，加上农药残留等问题，使我国城乡人民享受不到优质农产品的日常供应。目前市民到市场买农产品，没有安全感，食用农产品没有幸福感。这些问题追到源头都是缺碳。9.如何防治农作物缺碳病？
既然农作物缺碳病的主要源头是耕地贫瘠，防治农作物的缺碳病就得先解决耕地贫瘠的问题，这就要增加土壤有机碳养分的含量。
另外在低温寡照时，给农作物叶面喷施富含有机碳养分的肥液，大棚种植在午间打开通风门，枝叶密集的果园给果树疏枝，尤其是每株果树去顶（开天窗），这些都是辅助补碳的方法。
这里重点讲如何增加土壤有机质含量。从原理上讲，向耕地增施足量有机肥，就能增加有机质。这里的“有机肥”是广义的，指富含有机质，施进土壤能产生有机肥效而又不会产生肥害（即有机污染）的肥料制品。也就是说：施用的制品有机质含量尽可能的高，而到土壤中又不能产生二次发酵。按照这样的标准，用什么肥、怎样造肥、怎样施肥可就大有讲究了，请看表1-1对各类“有机肥料”的分析。表1-1 各类有机肥料性质和补碳功效对比
可见，目前有人在推销浓缩有机废液及其喷雾干燥粉做液体肥是有害的，有人主张把化粪池水和沼液直接浇地也是错误的。真正科学而有效地给土壤和农作物补碳，就要做好以下几件事。（1）在大型农场、农庄或多家农户合作区，应设立适当规模的养殖场，并利用规范的BFA半厌氧发酵技术（后续章节会介绍）做堆肥，自制价格便宜肥效高并且安全的农家肥。（2）有责任心的有机肥厂应摒弃好氧高温发酵多次翻堆和滚筒烘干的落后工艺，更不能把粉碎了的煤炭当作有机肥卖。而采用先进节能高效的半厌氧（免翻堆）发酵、高堆焖干工艺，生产出高碳有机肥，为农民提供高效廉价的优质有机肥。（3）使用含碳微生物菌剂做秸秆腐熟剂，对绿肥、秸秆进行翻耕还田，尤其在水源有保证的地方，秸秆还田10～15天就能腐解，等于给耕地上足一次有机肥。有人以为，焚烧秸秆也是还田，这是错的。秸秆经焚烧后留下的只是灰分，有机质都化作二氧化碳排到大气中了。（4）对化粪池水、沼液，应增设二次分解池，使用有机碳菌剂（或菌液）进行分解后，再排灌耕地。处理液量大的地方，应配备罐车向远处农田运输，各农田配制水泥贮肥池，承纳液肥备用，既清理了废水，又肥了农田。（5）各新农村要培养村民垃圾分拣习惯，使生活垃圾中的有机物质分离出来配合化粪池液集中堆肥，廉价卖给当地种植户。（6）重视有机碳肥常态化施用，尤其在土地贫瘠地区，在农作物严重缺碳时、在果实膨大需要碳养分时、在缺乏优质有机肥供应或有机肥进不去的农田，应该大力推广有机碳肥。有机碳肥对农作物补碳快速高效，对土壤改良立竿见影，是当下最适合防治农作物缺碳病的肥料。
全社会对土地贫瘠化的严重性和危害性要有共识，一致做出努力，通过多渠道多层面覆盖，源源不断给耕地补碳，实现我国农业文明在新形势下的回归和提升。第二章 土壤肥力阴阳平衡动态图10.土壤肥力是什么？
前面已经提到，土壤肥力是物理肥力、化学肥力和生物肥力三种性质不同的肥力综合的作用，而土壤有机碳养分是形成这三种肥力的核心物质，土壤微生物则是推动三种肥力互相促进、使能量循环传递的生产力。因此土壤就是生命体，对施于它的肥料进行“二次加工”，转化为植物营养，一部分供应自身的生命活动，大部分作为“乳汁”哺育地面的农作物。
所以土壤中有机碳养分丰富，生物多样性良好，土壤肥力就有了基础和再生能力。
从事农业生产的人如果缺乏这种认识，就不会自觉地爱惜地力、养护地力，容易受短期效益的驱动，走“化学农业耕作”的歧路。“化学农业耕作”方式以片面单施化肥取代培肥地力式的施肥，就是对土地进行掠夺，使土壤肥力一年年下降，使土壤最终失去生命力，并反过来使人类吞下自酿的生态苦果！11.碳与氮、磷、钾同列为“大量元素”对吗？
把任何一种农作物或它的果实烘干（或晒干），所得就是农作物的物质积累，可以从中分析出干物质中各种元素。
农作物物质积累中，占分量最多的是碳元素（C）。它是与其他元素［氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、硫（S）、氯（Cl）、硅（Si）、铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、锰（Mn）、硼（B）、钼（Mo）］组合成有机物质（或称有机态）存在的，不是以单质碳存在的。但通过化学分析手段可以检测出碳（C）的含量。农作物干物质中碳的含量约为35％。而其他元素最多的也没达到10％，都是个位数甚至更少。可见碳在农作物营养积累中占有重要比重。
另一方面，农作物生长过程中每时每刻都在新陈代谢，新陈代谢消耗能量就是消耗碳，以二氧化碳形式排出并释放出热能。所以农作物对碳的总需求绝对不止于物质积累中的碳，还包括消耗掉的碳，其总量占农作物必需营养元素总量的50％以上！
众所周知，化学植物营养理论把碳（C）与氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、钾（K）一同归类为“大量元素”。而钙（Ca）、镁（Mg）、硫（S）、氯（Cl）、硅（Si）因占有量较少，与“大量元素”不在同一个数量级，被归类为“中量元素”，至于铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、锰（Mn）、硼（B）、钼（Mo）则在更“微”的数量级，被归类为“微量元素”。这种分类几十年来大家都习惯了，从来没人提出质疑。
现在这里要提出：农作物生长过程中对碳（C）的总需求量最少占了全部元素需求总量的一半，怎么可以与其他许多“大量元素”同归于一类（大量元素）呢？这种归类不符合“数量级一致”的原则，否则为什么还有“中量元素”“微量元素”之分呢？这是其一。其二，碳（C）既然占了“半壁江山”，却没有被得到应有的重视，事实上，正是由于学界对碳（C）认识上的偏差，导致植物营养学和土壤肥料学理论出现较大错漏，从而使我国“化学农业耕作”方式持续了30多年，造成了我国耕地土壤有机质含量跌到了2％的贫线边缘！
另一方面，这种偏差还影响到农业技术方针和政策层面。国家沿用多年的有机肥料技术标准（NY 525—2012）对有机肥料的生产目标就没有明确要生产植物有机养分。从而制定出存在争议的质量标准（有机质含量≥45％），导致伪劣有机肥得不到查处。而近年推行的“测土配方施肥”需要进一步指导农民计量式地增补土壤碳养分。
严酷的事实警示必须从理论偏差的源头找根据，这就是碳（C）被摆错了位置！必须在植物营养学上替碳（C）正名，定位其为植物必需的基础元素，以示其与“大量元素”数量级不同和作用不同：碳（C）板条因为“太宽”，不可能同其他“肥料木桶”的板条箍成一个木桶，而是成为以碳为阴面，以其他矿物质元素为阳面的阴阳关系，而氢（H）和氧（O）则穿合于阴阳之间，没有它们（HO），阴阳两2面不能结合，这就形成类似东方的阴阳太极图的关系（见后续章节）。这就是更为科学的“植物营养学”模型。12.碳在什么状态下才能成为植物养分？
自然界的碳大致可分为三大类：单质碳、无机碳和有机碳。
单质碳是指该物质中只有碳元素，不存在（结合）其他元素。例如金刚石、石墨、炭，这类物质结构很稳定，不溶于水，也就不能变成植物碳养分。现在有人利用秸秆裂解（高温无氧焖烧）的炭，经粉碎后叫“生物质炭”，用于改良土壤，仅此而已，期望其产生植物碳养分是不现实的。
无机碳指二氧化碳和碳酸盐，碳酸盐遇水分解出二氧化碳。二氧化碳极微溶于水，用它作植物碳养分也没有意义。二氧化碳经植物叶片吸收叶绿素光合作用，氧和氢加入了，这就转化为糖类，是一类有机水溶碳，这才成了植物碳养分。
有机碳是一大类，分高分子有机质、大分子有机质、小分子有机质。而从所含碳以外的成分区分，则可以叫有机磷、有机氮（氨基酸）、有机氯等，再根据其含碳分子结构和功能团，分为苯、酚、醛、酮、羧酸以及烃类物质等。
高分子有机物是不溶于水的，例如聚氯乙烯、聚苯乙烯，因而不能成为植物有机碳养分。
大分子有机质，包括有些天然矿化物，例如腐植酸，不溶于水，也不易被微生物分解，由于特殊的分子结构和电化学性能，它对土壤团粒化和无机养分缓释都有作用，所以被普遍用作土壤改良剂和肥料增效剂。煤炭也属大分子矿化有机物，但其分子结构不具备腐植酸的特点，不能用于土壤改良。
未经发酵的有机废弃物，例如农作物秸秆、动物粪便、有机废水浓缩液、厨余垃圾等，也属于大分子有机物，能被微生物分解。经充分分解后可产生小分子有机物，易溶于水，才能成为植物养分。而未经有效分解却直接大量施入土壤，引起微生物“群起而解之”，会耗掉土壤中大量氧气，造成农作物根系严重缺氧而死亡。有人认为这是“烧苗”，其实这与化肥无机养分过量直接接触植物根系而引起的烧苗是不同的。后者由于无机养分大量吸水引起根系细胞水分反渗透，这才是真正的烧苗。而大分子有机物造成农作物的问题是缺氧闷死。
大量实验证实，植物有机碳养分必须是有机小分子，且分子结构具有极强的亲水性，施到土壤中可直接被植物根系和土壤微生物吸收利用，即不需经二次分解。
现在出现的大量新肥料品种，如海藻提取物、大分子有机物水解产物，科学方法发酵分解的有机肥，都含有这些小分子，广义上都是有机碳养分的载体。13.微生物为什么是土壤的重要生产力？
在有机质丰富的土壤，只要有一定的水分，微生物便十分活跃，一刻不停地干活。它们的数量是天文数字，所以虽然个体微小，但团体能力却非常大。它们干的活主要是分解有机质和分裂繁殖，也有孢子繁殖。它们这般大量的无穷无尽地干活的结果，就是土壤内容物发生着很多变化：大分子有机物被分解，其中分子结构发生重大变化却不具亲水性的部分就成了土壤腐植酸，而分子量更小更亲水的、主要来自微生物代谢产物的有机质就成了植物有机碳养分，被植物和其他微生物吸收利用。有机质的分解和微生物的繁殖代谢过程，使土壤团粒化，土壤涵气持水能力提高，并通过根际生物圈的作用促进根系的发达，从而使无机养分与有机养分在被吸收前就攀了“亲戚”，无机养分被吸收利用效率也大大提高。这一切必然反映到植株壮旺，叶片宽厚、叶绿素丰富，农作物光合作用效率更高。而这一切的变化、转化，来源就是土壤有机质和微生物。微生物干活的结果就是保持和增加土壤有机碳养分，即增强土壤肥力的“阴面”。
所以聪明的种地人应该学会使用这群不必付工资的劳动力。它们不但为你干活，还帮你守护田园，抗拒大量土传病害。不过它们虽是不必付工资，却需要倍加呵护，这就是坚持物质循环，培肥地力。14.无机养分平衡的“木桶原则”有什么局限性？
从理论上说，化学植物营养学基本原理之一的“木桶原则”是没有错的。它的意思是说，组成植物物质的所有营养元素，类似木桶。木桶板条可以宽窄不一，但高度必须一致。哪块板条短了，木桶装水量就被这条短板限定，其他板再长也白搭。简单说这叫“短板决定论”。但由于对植物碳养分来源的认识的偏差，长期以来普遍不认为“碳板条”会短，更没有意识到“碳板条”的宽度超过了其他“板条”宽度的总和，所以“木桶原则”实际上只被当作衡量所有无机养分是否平衡的规则。就连测土配方施肥，大家也都只把注意力放到无机养分平衡，做到计量补肥，而对“碳短板”，最多提一句“多施有机肥”，至于施什么质量的有机肥，施多少，被关注较少。也就是说大多数耕地最宽的“短板”没受到重视，其他“短板”补得再齐，这个木桶不是照样装不了多少水吗？
从农作物生长过程中需碳总量超过其他营养元素总和这一点来说，木桶原则本来就是没有实际意义的。因为一块板的宽度超过其他十几快板的宽度的总和，这样的木桶根本就箍不起来！15.怎样解读土壤肥力阴阳平衡动态图？
既然“木桶原则”有那么严重的局限性，我们拿什么来规范土壤施肥活动呢？请看“土壤肥力阴阳平衡动态图”（见图2-1）。图2-1 土壤肥力阴阳平衡动态图“土壤肥力阴阳平衡动态图”还说明：
①不合理施肥，土壤肥力阴阳不平衡，不可能取得最佳收获。所以许多农民朋友抱怨说：我这块地化肥越施越多，收获却越来越差。这不是化肥质量差了，而是你的耕地阴阳失衡越来越严重了！
②土壤肥力阴阳不平衡，“木桶原则”所提倡的无机养分平衡就失去意义。所以阴阳平衡是主平衡，而无机养分平衡是次平衡。只有在阴阳平衡的基础上，无机养分平衡才能落实，才能发挥最佳效果。
这里提议农民朋友们要注意检测耕地有机质含量，有机质含量在3.5％以上，这块地才能算好地。做到心中有数，并通过多种手段，特别是有效的秸秆还田或使用优质有机肥（有机碳肥），使耕地有机质含量尽快脱“贫”跨“红”致“富”。第三章 商品有机肥存在的问题16.商品有机肥为什么被边缘化？
我国是世界农业大国，化肥工业产能和年用量都是世界第一，但是有机肥工业却一直步履蹒跚，提振不起来。工厂化生产的有机肥成本高，而肥效却很低，而且粗、重、慢，有些有机肥产品还滴水、臭味重。更有甚者，不少不法厂商用未经发酵的物料弄黑（加臭沟泥或泥炭）再加少量化肥充有机肥卖，施到地里要么出不来肥效，要么把苗施死。所以商品有机肥成了农民心目中的“嫌疑犯”，不敢大胆买，不能放心用。而大田农作物和山地庄稼，更是多年不用商品有机肥。商品有机肥被边缘化已是不争的事实。
商品有机肥一定是“粗、重、慢”吗？为什么农民不信任它？
原因还得从我国有机肥工业的起步讲起。理性地说，我国初建有机肥工业时拜错了师门。60多年前建立有机肥工业时，我国并没有肥料工业基础，化肥的生产模式是照搬西方的。因为是化学工业，这条路没有错。但有机肥也套用化学工业模式，只是原动力用了微生物（好氧高温菌），中后段生产工艺都是化肥工业那一套，甚至连造粒都被引入生产中，在有机肥车间里，一大批各种各样的化学工业设备，动则几百万设备投资，耗电耗煤，噪声、粉尘和苍蝇，非常热闹。结果造出了粗、重、慢的一堆空壳有机肥料。
而真正制造有机肥料的鼻祖是中国农民，是堆肥！安安静静，一堆一堆，热气腾腾，一段时间后腐熟了，水分也干得差不多了，一堆堆有机肥料就这么造出来了！用到地里就是能长庄稼！看看我们几十年来一批批典型的有机肥料厂，生产技术中哪有中国式堆肥技术的基因？
时至今日，我国肥料界对当初有机肥工业的问题还没有清醒的认识。认识得越迟，农民种地的困难就越多，国家农业的损失就越大，因为毕竟由工业化生产的有机肥料才能充当沃土肥田主力军，这个角色是无可替代的！17.商品有机肥理论的缺陷是什么？
问题出在生产目标上：没有化肥那样明确的生产目标。化肥各品种生产目标很明确，氮养分、磷养分、钾养分……可工厂化有机肥生产什么养分？根据现有有机肥料标准，也没有“有机养分”的影子，却出现“总养分”——（N+PO+KO）≥5％的指标了，难道有机肥252料厂是制造化肥的吗？
查阅大量关于有机肥生产的著作和技术文献，几乎没有一处把植物有机养分同有机肥料联系起来，而更多的是这一类的表述：“无害化”——幼苗种在肥料上能活，成活率越高越好！“矿化腐殖质”——能有效改良土壤……
目标清楚了：不是制造肥料，而是制造土壤改良剂。这就是商品有机肥注定的命运。18.商品有机肥的生产工艺合理吗？
再看看，为了生产“矿化腐殖质”，商品有机肥有一套大家都在执行的生产工艺，见图3-1。图3-1 商品有机肥生产工艺
从以上工艺流程可见，传统商品有机肥应用好氧菌高温发酵，这就造成一个循环怪圈：好氧菌发酵必须供氧气，氧气充足了物料温度会一直攀升到70～80℃，这一温度已经接近有机质的燃点了，时间长了物料会变成一堆灰！于是只好翻堆降温。温度是降下来了，可更多的氧气又进去了，温度又上升了，又得翻堆降温，氧气又进去了……有些物料还会出现翻堆后温度还降不了的现象，这种情况得洒水了。二十几天的流程下来，物料中的小分子有机质都被氧化成二氧化碳排掉了，那些最有可能成为有机养分的物质就所剩无几了。更重要的是，加上后面的高温烘干，不但给残存的小分子有机碳以充分氧化（转化为二氧化碳）排掉的机会，还将物料中保留下来的微生物芽孢都彻底消灭光！
形象地说这是“弃其精华，存其糟粕”。通过这么连续“残酷”的折腾，有机肥料可不就成了一堆“腐殖化”的空壳了吗？
传统商品有机肥“粗、重、慢”的特性就是这样形成的。19.商品有机肥的技术标准存在什么问题？
国家农业部门现行有机肥料技术标准为NY 525—2012，该标准规定有机肥料技术标准的正面部分是两条：
第一条，有机质含量（以干基计）≥45％；总养分（N+PO+KO）（以干基计）≥5％。252
第二条，总养分问题在第17问已经作了答述，不再重复。
我们来看“有机质含量”这一条。众所周知，一堆物料在发酵时，大量有机质被氧化以二氧化碳形式排掉，所以发酵后其干基有机质含量是明显下降的。也就是说不发酵的物料（干基）有机质含量大于发酵后，而该标准中却使用了“有机质含量≥”这样的提法，那不等于说未发酵的物料肥料质量更好些吗？这显然是逻辑错误。再者技术标准中“有机质”的检测方法是以重铬酸钾氧化有机质中的碳，通过测量重铬酸钾的消耗量算出碳，再由碳乘以1.724系数得有机质。完全不能被发酵的煤炭也可以用同样的检测方法测出有机质，如此说来，褐煤泥炭等矿物岂不是质量优等的有机肥了？
于是这个指标也就成了那些不良厂商的保护伞，他们将褐煤、风化煤或泥炭粉碎后加点碳铵，就充有机肥卖，也有的用臭沟泥或污水处理厂污泥混些菌棒渣充有机肥卖。他们得了暴利，而农民却损失惨重。可悲的是遭受损失的农户求告无门，因为农业执法人员对这类有机肥无法作出“不合格”的判定。这就是目前有机肥料标准不科学且明知不改带来的后果。肥料标准制定者们为什么明知不改呢？因为他们找不到用什么替代现有NY 525标准，因为小分子水溶有机碳（有机碳养分）还没有进入他们的视野。20.到底什么才是优质有机肥？
有机肥料顾名思义，就是向土壤和农作物提供有机养分的肥料。传统商品有机肥“自毁前程”，没有向土壤农作物提供有机养分的机能，因此不是真正的有机肥，只是土壤改良剂。农户传统的堆肥能较好地提供有机养分，但由于生产条件不规范，没有检测标准，存在腐熟不彻底或有害杂菌超标等风险。
从本质上讲，优质有机肥应符合以下条件：
①在土壤中（经水）能溶出小分子水溶有机养分，溶出率越高，质量越好。
②施入土壤中不产生二次发酵，即不消耗土壤中的氧气，不发热。
③有害物质和有害菌不超标。
必须指出的是，不能有“幼苗种在上面成活率高”的标准或要求。对于高效肥料来说，幼苗种在上面是会死的，这不是肥料的错而是种苗人的错。幼苗直接种在肥料上都不会死，这种肥料还有什么肥效？哪种化肥这样用不死苗？超高效有机肥料这样用也会死苗，但只要不是二次发酵或根系缺氧，就不是肥料的问题。
那么面对一包商品有机肥，如何快速判断其质量优劣呢？以下介绍几个简易方法：
①闻。完全无味，或有有机纤维的臭青味，或者恶臭味，都可能未经发酵或是以煤炭粉为主，不是好肥料。注意不要受碳铵味蒙蔽。如果有菌腐味，或者肥沃泥土的泥香味，或者有淡淡的酸香味，就是好肥料。
②手捏。手感硬扎，就有问题。即使有许多谷壳（鸡粪带来的），发酵好的谷壳手感与未发酵谷壳柔绵性也是不同的。还有一些有机肥手捏能成团，放开后手掌湿润，说明水分超标。那种用风化煤为主料的“有机肥”，在手掌中揉搓也有硬扎感。
③观察。用矿泉水瓶装进5克左右肥料，再加入150倍清水，猛力摇混2分钟后，静置2～4小时后看，会出现以下三种情况之一：出现沉底，但水液清亮且呈浅黄色至浅橙色，这是好肥，色深而清亮最好；出现浑浊不澄清的灰色，是泥炭（或草炭）粉为主，出现浑黄色是粪便菌棒渣为主未充分发酵所致；沉底而上清液呈浅灰色、浑灰色，说明是煤粉冒充的。请见前面彩图1～彩图7。21.怎样生产高质量的有机肥？
首先，要摒弃传统错误的高温发酵不断翻堆和高温烘干的生产工艺，向传统堆肥学习。但传统堆肥有缺点，应该避免。传统堆肥的缺点主要是：
①没加入发酵剂，造成升温慢发酵期太长（2个月左右），最高温度很难超过60℃，造成有害菌得以存活。
②发酵物料的前处理不够，发酵出来的产品状貌非常复杂，不利于机械化生产和精细施肥。
③堆沤时水分掌握不严格，经常造成污水泄流，场地恶臭、蚊蝇多。
综上所述，我们可以归纳出制造高质量有机肥的几项重要措施：
①使用特殊兼氧含碳发酵剂，例如BFA、有机碳菌液，采取混料后建堆发酵（7～8天），不翻堆，以尽量避免小分子有机碳转化为二氧化碳，这是高肥效的根本保障。如物料配搭合理，含水量控制在55％以下，就能确保3～4天堆温在63～68℃。这就达到腐解灭害的目标了。
②使用“高堆焖干”法，把经发酵的物料铲出堆成约3米高的大料堆，让它的堆温从60℃左右一步步降到室温，堆制时间视季节不同，用20～35天时间。这段时间内料堆实际上在发低烧，因此会不断蒸发水分，最终接近室温时，物料含水量可以降到30％左右，这就可以开堆耙碎，进入包装线了。
③气温低时，发酵物料要适当加盖半透气性“保温毯”，并且使今日的物料挨着昨日的料堆，尽量减少热量损失。
北方地区气温低于15℃后在大空间厂房建发酵料堆很难升温。在这种低温季节，应在塑料大棚内建发酵堆，焖干堆则可仍在大厂房。塑料大棚地板应比外地坪低0.8米左右，这样保温效果更好。
具体操作方法请查阅李瑞波、吴少全著的《生物腐植酸肥料生产［1］与应用》。
用以上生产技术制造有机肥，设备投资仅为传统工艺的1/3，耗能仅为1/4，每吨产品生产成本至少降低100元，而产品的有机肥效却是传统有机肥产品的2倍以上。第四章 有机碳肥22.什么是有机碳肥？“有机碳养分”是自然界客观存在的，是耕地和农作物所必需的，这是谁也否定不了的。可“有机碳肥”是人们给起的名字。李瑞波在2011年出版的《生物腐植酸肥料生产与应用》一书中提出了一个观［2］点：有机肥料的精华是小分子水溶有机碳。随后他在多处学术研讨会的发言中就一直强调这个观点，这些发言被收集在几部相关会议的论文集中。2012年开始李瑞波先生又在福建绿洲生化有限公司网站上公布了“有机碳肥”的概念，并把此概念写入2014年初出版的《生物腐植酸与有机碳肥》一书。该书出版后，有几家企业不同程度地引用（套用）该书关于有机碳肥的表述，声称他们也生产有机碳肥。
几年来我国逐渐有专家学者重视农作物缺碳的问题，人们首先向二氧化碳求碳，希望通过增加作物叶片周围二氧化碳浓度，以此提高光合转化效率，使农作物碳水化合物积累得以提高从而提高产量。于是出来二氧化碳“气碳肥”、二氧化碳“捕集剂”等以二氧化碳为主题的“碳肥”，这是一类。从理论上讲，二氧化碳在没有受到光合转化之前，是不能叫“肥”的，因为它不具备肥料的基本特性——可水溶，它只不过是一种原料。另一类叫作“生物质炭”，请注意这个“炭”字没有石字旁，这是单质碳，是不溶于水的，也就不能被视作肥。但它到土壤中能增加土壤疏松度，使透气持水能力增强，还在一定程度上有助于化肥的缓释，也就有人在推广，但有些人误认为这也是“碳肥”。“有机碳肥”的出现，让人们眼前一亮：原来还有使用这么方便，补碳效果这么快、这么明显的“碳肥”！让不少学者和肥料行业的专家，都毫不掩饰兴奋之情，纷纷表示支持，希望这棵小树能快点茁壮成长，开枝散叶，成为肥料行业的栋梁之材。
什么是有机碳肥呢？
广义上讲，凡是含小分子水溶有机碳的能给农作物提供有机碳养分的制品，都可以称为“有机碳肥”。但有些制品虽然含碳且溶于水，但它含量更多、起更主要作用的活性物质并非小分子水溶有机碳而是其他物质，例如某些化学激素以及多肽、氨基酸、海藻酸、有机农药等，就不被称作“有机碳肥”。
本书主要介绍含“有效碳（EC）”5％以上，主要功能是向土壤和农作物提供有机碳养分的植物营养制品。这一类制品由几个发明专利和专有技术支撑，以固液有机废弃物为主要原料，通过生物分解或化学裂解的办法制造。有机碳肥必须符合以下条件：
①小分子水溶有机质中的碳（有效碳EC）含量大于5％。
②“小分子”的界定：在水溶液中分子粒径小于650纳米。
③有害物质含量符合NY 525—2012有关限制标准的规定。23.有机碳肥是怎么制造出来的？
我国有机碳肥的资源非常丰富。中国是全球公认的“世界工厂”，这是不可能改变的。每年由此产生的几十亿吨固体有机废弃物和几千亿吨有机废水（未浓缩），都可以用来制造有机碳肥。所以有机碳肥产业必然成为我国肥料工业第四支柱。有机碳肥产业就是把“世界工厂”的有机垃圾打扫干净，再回哺土地，形成永不停歇的大物质循环，见图4-1。图4-1 有机碳肥技术促进大物质循环示意图24.有机碳肥与商品有机肥（指NY 525—2012技术流派）有什么不同？
从大的范畴看，有机碳肥和商品有机肥同属一大类，都是有机类肥料。但分项目研究会发现，两种肥料的性质、功能、标准和生产工艺都是不同的，以下分别予以说明。（1）性质不同
①商品有机肥是土壤改良剂，除了规定必须携带的氮、磷、钾无机养分外，不负责提供植物有机养分。本应成为肥料工业第四支柱的有机肥产业自我放逐，被边缘化。
②有机碳肥向植物提供有机碳养分，除了其衍生品种外，不负责提供无机养分。如果有机肥料的生产工艺改为半厌氧不翻堆发酵和高堆焖干工艺，就可提升为“高碳有机肥”，这是一种性质介于商品有机肥与有机碳肥之间的产品，应该是有机肥产业技术改造的方向。（2）功能不同
①商品有机肥只用作农作物的基肥，有利于农作物根系通气吸水，也有利于提高化肥利用率，但作用效果慢、用量大。
②有机碳肥由于有机碳养分的速溶性，以及给土壤微生物提供碳能源，还有特强的促根作用，因此表现出对土壤和农作物速效与长效兼备的作用。如果以单位质量产品产生的增产效益对比，有机碳肥的功效是商品有机肥的10～20倍。（3）标准不同
①商品有机肥的正面标准是两条，一是“有机质含量（干基计）≥45％”；二是“总养分（N+PO+KO）（干基计）≥5％”。252
②有机碳肥的正面标准是三条，一是固体“有机质含量≥45％”，液态“有机质含量≥250克/升”；二是固体“水溶有机碳含量≥5％”，液态“水溶有机碳含量≥150克/升”；三是“水溶有机碳有效率≥95％”。
有机碳无机复混品种加（N+PO+KO）或微量元素含量，带功252能菌品种加含菌量。（4）生产工艺不同
①商品有机肥生产工艺流程是：
好氧菌高温发酵—多次翻堆—高温烘干。
②有机碳肥生产工艺流程是：
a.固态有机碳肥：含碳兼氧菌半厌氧发酵—高堆焖干—加有机碳复混。
b.液态有机碳肥：浓缩有机废液—氧化催化裂解。
可以看出，有机碳肥生产工艺都避免了高温工艺，这对于保持小分子和官能团的活性至关重要。25.有机碳肥的理论依据是什么？
没有对化学植物营养学和传统土壤肥料学理论的错漏进行剖析梳理，从而产生有机碳肥理论框架，就不可能开发有机碳肥。如果固守那些片面的甚至错误的观念，就看不到探寻有机碳肥的路径，找不到通向有机碳肥世界的那一扇门。
对旧的东西解剖分析透彻了，新的东西就应运而生，这是真理产生和发展的规律，也是有机碳理论观点形成的规律。正如段瑞春先生指出的：“有机碳肥的研发尚处在起步阶段，作为一个理论体系，目前还略显幼嫩和单薄。但李瑞波同志所论证的植物有机营养‘双核’的内涵和植物有机碳营养‘二通道说’，以及有机碳肥产业对全球碳［3］循环的重大作用等，都令人耳目一新。”“令人耳目一新”的有机碳肥理论观点可以归纳表述如下：（1）植物碳养分来源于两个“通道”，而不只是一个“通道”，即不但由叶片吸收二氧化碳经叶绿素光合转化为有机碳养分（碳水化合物），还由根系从土壤中直接吸收有机碳养分。（2）植物根系吸收的碳养分，必须是小分子水溶有机碳。小分子水溶有机碳才是一切类型的有机肥料的精华，它的含量决定了该肥料的有机肥力。（3）植物碳养分两个通道既各有分工，又是一部机器中互相联系的两个系统。根吸有机碳养分和叶片吸收二氧化碳转化的有机碳养分，都给植物各组织提供碳养分，由此去“组合”其他无机营养元素，共同构建有机体。土壤有机碳养分直接促进微生物繁殖和根系发育，这就引发了土壤肥力连串的能量传递和循环促进，使叶片得到充足有效的肥水供应。宽厚的叶片和丰富的叶绿体使光合作用效率大大增强，植物的物质积累和根部获得的养分大为增加，这就出现不可思议的现象：每亩仅施几公斤有机碳肥，农作物却能增产几百上千公斤，折合干物质一二百公斤，这是化肥养分的增产方式所不能达到的。这就说明：农作物叶片吸收二氧化碳光合转化，是物质积累的主通道，是主力军，而根吸碳养分，是壮大“主力军”的促进者，类似“四两拨千斤”的作用。为了更形象地说明这种关系，现把《生物腐植酸与有机［4］碳肥》的图示抄录于下（见图4-2）。图4-2 C、B双核对土壤和农作物作用示意图（4）各种农作物不同部位的组织结构，所需碳元素和其他各无机元素的比例是由其遗传信息决定的，碳（养分）少了，其他元素（养分）就“组装”不进去，只有留在植株内游离的体液中。这种体液中无机养分含量越高，越排斥后续无机养分的进入。这是当今化肥利用率低的总根源，也是“化肥种出来的农作物”口感差、不耐贮运的原因。
以上观点可以简单作如此比喻：碳氧分相当于混凝土结构中的水泥。没有足够的水泥去组合团结，沙石和钢筋（各种无机养分）再多也只能是“豆腐渣工程”。
由此可以把土壤肥力“阴阳平衡”的规律引入植物体。健康而正常生长的植株也阴阳平衡。只提供足量的无机养分（化肥），而有机养分匮乏，就是阳盛阴衰，农作物生长就达不到良好状态。而农作物阴阳平衡最根本的必须依靠土壤阴阳平衡，土壤阳盛阴衰，就导致农作物缺碳，这就转化为农作物阳盛阴衰。（5）土壤也是生命体，此生命体的主力军是微生物。土壤板结，变成“死土”，是由于微生物缺“口粮”不能干活，这“口粮”就是微生物可以直接吸收的小分子水溶有机碳，而不是有机质中尚不能水溶的“碳”。所以如果要说是什么点燃了土壤生命之火，那就是碳，碳肥就是能源肥。
随着更多的人加入有机碳肥的研究和产业的发展，有机碳肥理论必定日渐丰富且逐步形成体系。26.有机碳肥最主要的技术指标是什么？
有机碳肥有很多个品种，各有不同技术指标，但是“水溶有机碳”和“有机碳有效率”两个主要指标则是各品种都必须具备的。“水溶有机碳”是指肥料样品水溶那部分有机质里的“碳”。据大量实验资料，商品有机肥料“水溶有机碳”平均含量约为1％，而有机碳肥的“水溶有机碳”最少的是5％，最多可达到15％以上。“有机碳有效率”。上述“水溶有机碳”中能通过650纳米滤膜部分的“碳”，才是有效碳，标示符号为“EC”。EC值除以上述过滤前的“碳”含量（以相同样品计），就是“有机碳有效率”，即只要通过650纳米滤膜，一定能被植物根系和土壤微生物直接吸收，是安全而有效的碳养分。27.怎么认识“有效碳”的价值呢？
大家知道：化肥各品种“营养点”不同，价格就有明显差别，可见化肥的“营养点”就是它的价值。例如含氮（N）46％的尿素每吨2500元，那么一个N营养点的价值就是2500÷46=55.6元。如果某种复合肥营养构成是15-15-15，而每吨是3000元，那么这种配比的复合肥（每吨中）一个营养点就是3000÷（15+15+15）=66.7元。
以EC（有效碳）为有机碳肥营养的指标，如果EC=5％（固态），就是5个营养点。我们来判断这5个EC营养点的价值：
首先我们拿固态有机碳肥与商品有机肥比，它的使用价值是商品有机肥料的5倍。1吨商品有机肥合理终端价格是1000元，在1吨商品有机肥中有5个营养点是氮磷钾，相当于约300元，则1吨有机肥的有机肥效价值仅为1000-300=700元。那么1吨含EC≥5％的固态有机碳肥合理价格应该是700×5=3500元，所以每吨有机碳肥中一个营养点的EC价值就是3500÷5=700元。
有的朋友可能会说，这么贵，怎么用得起？
其实以上计算仅是理论推演。由于有机碳肥精细高效，单位面积用量与化肥相当，施用方法（固态）也与化肥相仿，可以施在植株根部周围或条沟埋施，不必像有机肥料那样大片撒施，所以实际单位面积用量不是商品有机肥料的1/5，而是1/10或更少，所以每亩使用成本通常是1吨商品有机肥的40％～50％。
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