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1、有机碳肥与现代农业有机碳肥与现代农业李群良李群良 广西大学化学化工学院广西大学化学化工学院2015.12.26第三届液体肥料产业发展论坛第三届液体肥料产业发展论坛2021/3/241授课：XXX报告内容碳素重新认识及定位碳短板及补碳碳肥及其分类有机碳肥定义、功能及意义有机碳肥生产技术及工艺国内外碳肥生产概况我们的研究进展及未来发展2021/3/242授课：XXX2021/3/243授课：XXX植物必需营养元素及可利用形态2021/3/244授课：XXX17种植物必需元素，C重新定位2021/3/245授课：XXX植物含植物含 C 55%，HO 34%，NPK11% 植物植物C与其他植物养分比例
2、与其他植物养分比例2021/3/246授课：XXX植物营养中的“碳饥饿”C、 H O、N P K 、Ca Mg S 、Fe Cu Mn Zn Mo Cl B Ni 大中微肥唯缺C（仅气肥用于大棚)，大田C长期缺位。 大气CO2， 300-350ppm 最佳浓度，1000ppm 株间实际浓度，200ppm自然差距3-4倍！田间差距5倍倍 ，碳成碳成短板！短板！靠天补靠天补C-碳饥饿碳饥饿，需肥补！，需肥补！碳短板严重制约作物养分平衡2021/3/247授课：XXX最小养分律-木桶理论(缺碳)NPK等元素远远超量，而等元素远远超量，而C却得不到补充，造成养分极不平却得不到补充，造成养分极不平衡，作
3、物产量无法提高、品质无法改善！衡，作物产量无法提高、品质无法改善！2021/3/248授课：XXX 有机质含量是土壤肥沃程度的指标有机质含量是土壤肥沃程度的指标 有机质土壤肥沃程度分类图 富线良线红线贫线危线%543212021/3/249授课：XXXFeCa 碳营养是土壤肥力的基础物质碳营养是土壤肥力的基础物质C/N3+B1B1B1B2B2B2B2B2B2B2B2B3 B3B3B3B3B3B3B3B3B3B3B3B3B3B3Mg2+NPZnCaKMnFeB2+有机融合态矿物营养（生物肥力）微胶质物（腐殖质）（有机酸）（化学肥力）（物理肥力）（松土）增O2C2021/3/2410授课：XXX碳
4、吸收通道？几乎所有教科书都认为：碳元素通过植物叶片光合作用而获得！事实上，植物存在多种方式和途径吸收碳元素！2021/3/2411授课：XXX碳素吸收“二通道”气孔气孔叶叶肉肉叶绿体叶绿体有机碳养分有机碳养分+ + 矿矿物营养物营养+水水光能光能CO2O2有机碳养分有机碳养分有机碳养分有机碳养分 +矿矿物营养物营养+水水二通道（事实存在）气孔气孔叶叶肉肉叶绿体叶绿体有机碳养分有机碳养分光能光能CO2O2有机碳养分有机碳养分一通道（传统学说）2021/3/2412授课：XXX两种原料（两种原料（CO2，有机碳）比较，有机碳）比较 光（时、强）合成少有机碳有机碳（跳过光合跳过光合作用，节能作用，节
5、能）+NPK合成多合成多无机无机 - 有机有机+NPK1. 天补天补 - 缺碳缺碳+受制于受制于光光2. 肥补肥补 有机碳有机碳 少少 受制于受制于光光2021/3/2413授课：XXX 有机碳形成碳骨架有机碳形成碳骨架、节能、节能 、高效！、高效！有机碳-无机碳的对比 2021/3/2414授课：XXX碳肥定义及其分类碳肥是指能为作物提供有效碳素营养的肥料；按碳素物理形态，可分为气态碳肥、液态碳肥和固态碳肥；按碳素存在化学性质，可分为无机碳肥和有机碳肥。2021/3/2415授课：XXX气态碳肥主要是CO2-主要表现在增加光合作用。已在大棚成功应用，获得良好增产效果；富碳农业概念将工业CO2
6、排放与农业增碳有机联系起来。2021/3/2416授课：XXX液态碳肥液态碳肥由高浓度有机废水通过生物化工的方法催化控制性降解，释放出大量小分子水溶有机碳加工而成，主要优势： a. 一个新型特大肥料产业 b. 弥补了有机肥的缺陷和应用领域 c. 具有环保和节能减排效应 d. 具有重要学术价值2021/3/2417授课：XXX固态碳肥固态碳肥-主要由固体有机废弃物经微生物发酵控制性降解形成大量小分子水溶有机碳。创新路径：有机物料创新路径：有机物料 有机大分子有机大分子 有机小分子有机小分子 有机碳肥有机碳肥+微生物微生物2021/3/2418授课：XXXProduction of organic
7、 carbon fertilizers from organic wastesOrganic wasteEnergy HumificationCompostCompostingControlled degradation Innovative pathwayOrganic carbon fertilizersTraditional Aerobic Composting ProcessLignocellulose degradation2021/3/2419授课：XXX有机废弃物控制性降解2021/3/2420授课：XXX商品有机肥理论、标准和工艺的不妥之处：1. 传统有机肥理论要点：制造“矿化
8、腐殖质”，没有“有机碳养分”的要求。 标准： 有机质含量45% 总养分（N+P2O5+K2O）5%2. 生产工艺：好氧、高温、翻堆高温烘干有机质 CO2 + H2O+ M 控制性降解 小分子有机碳2021/3/2421授课：XXX有机碳营养与普通有机肥比较大分子 活性官能团很少难直接吸收有机碳利用率低 普通商品有机肥 有机质有机质有机肥有机肥有机营养有机营养有机碳有机碳成分成分匹配匹配-优化（优选好成分优化（优选好成分-碳链长短、性状、官能团等）碳链长短、性状、官能团等）有机营养肥有机营养肥 小分子小分子 活性官能团多活性官能团多 直接吸收直接吸收 有机碳利用率高有机碳利用率高 有机碳肥有机碳
9、肥2021/3/2422授课：XXX无机碳肥无机碳肥-主要包括H2CO3、CO2、 HCO3- 、CO32- 等 碳酸氢盐的代谢途径碳酸氢盐的代谢途径2021/3/2423授课：XXX有机碳肥有机碳肥就是富含植物所需有机养分的肥料，而植物有机养分的有效物质就是植物根系可直接吸收的小分子水溶有机碳。包括以下内涵： a. 小分子，即分子量通常在600 Da； b. 水溶性好，能直接溶于水，可被微生物 或植物吸收利用； c. 有机化合物，含有碳骨架，也可包含N、P等元素。 d. 是一种具有能量的肥料！唯一！是一种具有能量的肥料！唯一！2021/3/2424授课：XXX有机碳肥功能物质性-补碳，构建植
10、物体内各有机成分的必需成分-碳骨架！能量性-为作物生长节省了能量-节能！营养吸收的组织者-可促进NPK等元素吸收利用！可改善作物品质和提高其免疫力！是激活土壤微生物的必需口粮！环保功能！2021/3/2425授课：XXX有机碳肥生产工艺固体有机废弃物、畜禽粪便有机碳菌剂（BFA）建堆半厌氧发酵高堆焖干高碳有机肥产品A混合适温 干燥固体有机碳肥产品B氧化剂、催化剂浓缩有机废液反应罐液态有机碳肥产品C化肥混溶器有机碳复混液肥产品D注：在适当环节加入功能菌，就可形成另一系列有机碳菌肥。2021/3/2426授课：XXX正午：未施用液态有机对照（每亩施复合肥正午：未施用液态有机对照（每亩施复合肥40公
11、斤）公斤）; 施用施用液态有机碳肥试验（施肥同对照，每亩加施液态有机碳肥液态有机碳肥试验（施肥同对照，每亩加施液态有机碳肥3公公斤）斤）2021/3/2427授课：XXX2021/3/2428授课：XXX对照：每亩底肥施复合肥50kg；B方案：底肥在对照基础上加施有机碳菌剂40kg；A方案：在B方案基础上喷施2次液态有机碳共400ml2021/3/2429授课：XXX2021/3/2430授课：XXX碳循环促进清洁生产和循环经济2021/3/2431授课：XXX2021/3/2432授课：XXX2021/3/2433授课：XXX2021/3/2434授课：XXX2021/3/2435授课：XX
12、X2021/3/2436授课：XXX2021/3/2437授课：XXX2021/3/2438授课：XXX2021/3/2439授课：XXX液体有机碳肥粒径分布液体有机碳肥粒径分布2021/3/2440授课：XXXFig.13 FTIR spectra in compost2021/3/2441授课：XXXFig. 14 1H NMR spectra in compost1: Terminal CH3 and CH2, CH of methylene chains .2: CH3 and CH2, CH proton to aromatic or carboxyl groups.3: Protons on carbon to oxygen, carbohydrates.4: Aromatic protons (including quinone, phenol)2021/3/2442授课：XXX谢谢光临！联系方式：广西大学化学化工学院 李群良 Tel：15296556899Email：2021/3/2443授课：XXXThank you!2021/3/2444
