作物缺碳病是造成我國農(nóng)業(yè)損失的最重要病害，而農(nóng)業(yè)重大的提升空間也是在補碳。

　　我國耕地土壤貧瘠化嚴重。據(jù)初步統(tǒng)計，耕地有機質(zhì)平均含量僅為2.08%，不但達歷史最低點，并已接近生態(tài)“警戒線”。更讓人擔(dān)憂的是，耕地有機質(zhì)還在以每年0.05個百分點的趨勢在下降。

　　福建綠洲生化有限公司技術(shù)帶頭人、高工李瑞波說，發(fā)達國家對耕地有機質(zhì)含量的要求超過3%。我國土壤有機質(zhì)“失血”如此嚴重，是由于20多年來農(nóng)田基本上不搞物質(zhì)循環(huán)，沃土肥田的優(yōu)良傳統(tǒng)被丟棄。本應(yīng)撐起沃土肥田重任的有機肥料工業(yè)又因標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)性等問題，市場亂象叢生，農(nóng)民難以買到優(yōu)質(zhì)肥。

　　全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心研究員田有國、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授王敬國等專家一致表示，福建綠洲生化有限公司等自主研發(fā)的“富含活性有機碳的肥料”已獲得多項發(fā)明專利，水平達到國際先進。開發(fā)的系列富含活性有機碳的水溶及生物有機肥料配方先進、適用性強，經(jīng)福建、江蘇、河北、河南、廣東和海南等地多家用戶使用，反映良好。

　　土壤有機質(zhì)低使農(nóng)作物患“缺碳病”

　　碳元素是土壤有機質(zhì)的重要組成部分，但如果碳與氧合成二氧化碳進入空氣中，就成為重要的溫室氣體。在去年的巴黎氣候大會上，我國承諾，二氧化碳排放2030年左右達到峰值并爭取盡早達峰，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降60%—65%。

　　根據(jù)《第一次全國污染源普查公報》，畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便產(chǎn)生量2.43億噸，尿液產(chǎn)生量1.63億噸。畜禽養(yǎng)殖、食品工業(yè)產(chǎn)生了大量的固體、液體有機廢棄物，當(dāng)前多數(shù)是亂棄直排，污染了環(huán)境和水資源。這也是我國水體富營養(yǎng)化，藍藻頻發(fā)的重要因素。

　　李瑞波說，畜禽養(yǎng)殖、食品工業(yè)產(chǎn)生的大量固體、液體有機廢棄物中，富含碳元素。而植物的碳養(yǎng)分來源是“二通道”。即葉片吸收二氧化碳經(jīng)光轉(zhuǎn)化是“主通道”；根系吸收有機碳養(yǎng)分是另一“碳通道”，并對光合作用效率起到四兩撥千斤的作用。當(dāng)前，土壤板結(jié)和貧瘠，使土壤中的微生物得不到碳能源而不能正常繁殖，這使植物根系衰弱，并引起農(nóng)作物患上“缺碳病”。

　　“作物缺碳病是造成我國農(nóng)業(yè)損失的最重要病害，而農(nóng)業(yè)重大的提升空間也是在補碳?！崩钊鸩ㄕf，傳統(tǒng)化肥的利用率低是由于植物缺碳，離子態(tài)的礦物質(zhì)養(yǎng)分無法在足夠的碳框架下“組裝”，大量滯留在細胞外液中，阻斥了后續(xù)礦物質(zhì)養(yǎng)分的進入，并使農(nóng)作物口感變差、質(zhì)量下降。

　　李瑞波說，福建綠洲生化有限公司專業(yè)研發(fā)生物腐植酸（BFA），在與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所開展的聯(lián)合研究中發(fā)現(xiàn)，BFA里最具活性的水溶物質(zhì)是小分子有機碳；實踐也證明，長時間低溫寡照農(nóng)作物嚴重缺碳時，用這種物質(zhì)對農(nóng)作物沖施能迅速治愈缺碳癥狀。“于是，我們找到了一種可水溶、能速效、植物根系能直接吸收的有機質(zhì)養(yǎng)分——小分子水溶有機碳。這是一種在水溶液中分子粒徑小于800納米的云團狀物質(zhì)，能隨水流進入孔徑小得多的根毛吸收孔?！?/p>

　　解決微觀分析等技術(shù)難題

　　李瑞波說，企業(yè)在大量研究和實踐后決定，研發(fā)富含小分子水溶有機碳的有機碳肥，來替代傳統(tǒng)“粗、重、慢”有機肥。

　　但其主要技術(shù)難點有三。一是對小分子水溶有機碳的微觀分析?！霸谌A東理工大學(xué)周霞萍團隊的協(xié)助下，我們得到小于800納米的小分子水溶有機碳分子粒徑數(shù)據(jù)，以及這種小分子在水溶液中呈現(xiàn)的云團狀特性，明確了其隨水流進入根毛吸收孔的原理?！崩钊鸩ㄕf。

　　第二個技術(shù)難點是，探尋把濃縮有機廢水的有機大分子“打碎”的最佳辦法。福建綠洲團隊，通過多種配方比對，找到了最佳的強氧化催化法、沖擊波氨化法兩種工藝配方。

　　“利用強氧化裂解法或沖擊波氨化法，把濃縮有機廢液中的大分子有機物分解為小分子的活性有機碳化合物，耗能低、效果好又不產(chǎn)生新污染物”，王敬國說。

　　第三個技術(shù)難點是，在生產(chǎn)工藝中對物料溫度的控制。固體有機碳肥各品種均必須經(jīng)過干燥才能成為產(chǎn)品。由于小分子水溶有機碳在高溫狀態(tài)下會出現(xiàn)兩種變化，即在富氧環(huán)境會氧化成二氧化碳揮發(fā)掉，在貧氧環(huán)境會縮合成大分子失去“小分子”的親水性、生理活性。“我們經(jīng)反復(fù)多次試驗，掌握了各品種有機碳肥產(chǎn)品適宜的最高工藝溫度，即固體小于65攝氏度、液態(tài)小于90攝氏度，并通過自建或外購合適的工藝設(shè)備來保障工藝要求。”李瑞波說。

　　單位肥力提升十多倍，增產(chǎn)環(huán)保

　　近年來，福建綠洲生化有限公司創(chuàng)新生產(chǎn)了一系列有機碳肥產(chǎn)品。2014年，其中的“液態(tài)有機碳肥”產(chǎn)品獲得福建省技術(shù)發(fā)明三等獎。據(jù)測算，有機碳肥單位面積用量是傳統(tǒng)有機肥料的5%—10%，即單位用量的肥力相當(dāng)于傳統(tǒng)有機肥的10—20倍。

　　李瑞波說，一般優(yōu)質(zhì)有機肥中含小分子水溶有機碳約1%，每畝地需要10公斤的小分子水溶有機碳，需投入1噸有機肥，用量太大，難以適應(yīng)精細化農(nóng)業(yè)。有機碳肥將小分子水溶有機碳含量提高到5%—15%，那么相同面積的土地，對比傳統(tǒng)有機肥，用量減少了80%至93%，這就大幅減少了肥料運輸與施用成本。其中的液態(tài)有機碳肥是全水溶肥料，更是解決了水肥一體化設(shè)施農(nóng)業(yè)中，有機營養(yǎng)無法通過管道輸送施入的難題?？捎糜谏降靥萏铩⒋笈镒魑?、滴噴灌、無土栽培甚至航灑等傳統(tǒng)有機肥到不了的領(lǐng)域。

　　據(jù)海南省鶯歌海利農(nóng)哈密瓜種植專業(yè)合作社出具的用戶證明，在海南板橋鎮(zhèn)的85畝哈密瓜上，每畝用液態(tài)有機碳肥25升、固態(tài)有機碳肥220公斤。每畝減少有機肥800公斤、減少人工投入8工/天；85畝產(chǎn)同比增產(chǎn)55250公斤，產(chǎn)品質(zhì)量同比增加5.8%；每畝每茬增收3654元。

　　“有機碳肥以畜禽糞便、工業(yè)有機廢渣、高濃度有機廢水為原料。全國18億畝耕地每年需要有機碳肥約7000萬噸，按此計算，每年可減排化學(xué)需氧量（COD）800多萬噸、減少化肥流失約900萬噸?！崩钊鸩ㄕf，突出的環(huán)保功能除了體現(xiàn)在原料上，還表現(xiàn)在生產(chǎn)過程中。

　　據(jù)悉，用裂解法把濃縮有機廢水中的大分子有機物分解為小分子有機碳，加工2噸液態(tài)有機碳肥僅用不到50分鐘，耗能僅10度電；用生物腐植酸為發(fā)酵劑，采用免翻堆半?yún)捬醢l(fā)酵法和高堆燜干工藝，生產(chǎn)高碳有機肥。比傳統(tǒng)的好氧高溫發(fā)酵、多次翻堆和高溫烘生產(chǎn)有機肥生產(chǎn)工藝，設(shè)備投資、單位產(chǎn)品耗能均減少2/3，而產(chǎn)品的有機肥效提高50%以上。

　　在日前舉行的“首屆中國富碳農(nóng)業(yè)高峰論壇”上，國務(wù)院參事徐錠明等專家表示，將工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的固液有機廢棄物，通過生物發(fā)酵和化學(xué)裂解等技術(shù)，生產(chǎn)富含活性有機碳的有機碳肥，創(chuàng)造了國際先進水平的向耕地和農(nóng)作物補碳的新技術(shù)，開創(chuàng)了富碳農(nóng)業(yè)的“地補”渠道。