有机碳肥的重要指标与叶面碳肥意菲乐的应用

发布时间:2024-08-07 09:17 阅读次数:
在上一篇文章中,我们提出碳素是植物营养的核心,在偏施甚至过量施用化肥的当下,我们要注重碳肥的施用。那么,最好的碳肥应该有什么标准呢?

来自于有机质原料的有机肥都可以被称为有机碳肥,而二氧化碳则是无机碳肥。二氧化碳通过植物叶片吸收并依赖光合作用转化为有机碳,是植物最主要的碳素营养来源。


而有机碳分为水溶性小分子有机碳和非水溶性大分子有机碳,前者能够被植物根系和叶片直接吸收利用,后者必须经由微生物分解转化为水溶性小分子有机碳,然后才能被植物吸收利用。植物吸收水溶性小分子有机碳营养不依赖光合作用,是植物获取碳素营养的重要辅助途径。

当我们以有机碳肥来强调有机肥的重要性时,有机碳肥具有比有机肥更突出的特征:水溶性小分子、有机碳营养比例与有机碳类别多元性。
1.有机碳肥的重要指标

1.1 含碳比例

含碳比例意味着有机碳肥中的碳的含量。同等用量下,高碳有机碳肥比低碳有机肥能够为土壤和植物提供更多的碳。

脂肪类物质含碳比例最高,一般在75-80%左右,其次是腐殖质类(一般分为腐殖质、腐植酸和黄腐酸),一般含碳比例在50~75%。蛋白质含碳比例约为50%,氨基酸和糖类含碳比例约为40%。注意碳和氮的比例(C/N,碳氮比)也是一个关键指标,C/N高则分解慢且会过度消耗土壤N,C/N低则分解快但其中N损失较大。

同时,要关注速效碳和持效碳的平衡。速效碳是指能够溶解于水被植物直接吸收利用的小分子有机碳。而持效碳则是需要经过微生物分解才能被植物吸收利用的大分子有机碳。

1.2 水溶性

有机碳物质的水溶性直接关系到植物的可吸收性,溶解于水是能够被植物吸收的前提。其中能被植物直接吸收的有机营养包括腐植酸、黄腐酸、氨基酸、小分子寡肽、单糖和小分子寡糖、脂肪酸、维生素、微生物代谢产物等。这些水溶性有机碳是有机碳肥中的速效碳,能够快速地为植物的物质合成提供所需的有机底物,并减少了能量消耗。


1.3 元素丰度

脂肪和糖类只含碳、氢、氧三种元素,氨基酸含有碳、氢、氧、氮四种元素,有些氨基酸还含有硫元素。蛋白质含有碳氢氧氮硫磷,部分蛋白质还含有金属元素,如铁、锌、铜、锰、钼等。而腐植酸、黄腐酸不仅含有碳氢氧氮硫磷,还含有钙镁铁硅钾等多种矿物元素,有报道称腐殖质中可检测出土壤中包含的绝大部分元素。


1.4 活性功能团

腐殖质类物质具有大量活性功能团(羟基、酚羟基、醇羟基、羧基、羰基、醌基等),这是其他有机物质无法与之比拟的优势。土壤有机质最主要的形式就是腐殖质,是土壤具有保水保肥能力以及可耕性的灵魂所在。


氨基酸主要含有氨基和羧基功能团,不同的氨基酸可能具有不同的活性功能团,如巯基、羟基、酚羟基等。寡肽的功能团主要取决于其表面氨基酸的侧链结构。脂肪酸主要包括羧酸功能团和不饱和的烯丙基尾端。糖类具有羟基、醛基和酮基功能团。


腐植酸、黄腐酸、氨基酸、寡肽具有较好的亲水性,其中黄腐酸活性功能团最多且功能强大。蛋白质和肽类具有三维结构,功能多样复杂。黄腐酸、寡肽、氨基酸均能直接参与生物体内的物质与能量代谢过程,生物活性高。糖类和脂肪酸是生物体主要的能量来源,且糖类也是生物最主要的代谢产物。从活性功能团可见,有机碳肥的有机物类别越丰富,对土壤、微生物和植物越有利。


因此,有机碳肥还应关注其有机碳类别的多元性,多元的有机碳肥更有利于土壤、微生物和植物,因为元素更丰富、活性基团更多样,能够为更多物质合成代谢提供有机底物。


除了以上的指标外,有机碳肥还与有机肥一样,需要关注其有机质含量、含水率、工艺和有害成分等方面的指标。有机质含量与有机碳含量呈正比,含水率影响储存和使用,工艺则决定碳氮损失和有害物质去除情况等,决定着有机碳肥的质量。

2.腐植酸与黄腐酸

腐植酸和黄腐酸是可被植物直接吸收的重要有机碳,其功能团丰富、含碳比例高、包含元素多,功能多样且十分突出。腐植酸分子量从几十万到几百万,而黄腐酸是腐植酸中完全水溶的部分,其分子量只有几百到几万,生物活性更强。


2.1 腐植酸

腐植酸(HA)能提高土壤阳离子交换能力及缓冲性,稳定土壤团聚体,保水保肥。腐植酸还能改善土壤中土壤酶与微生物的活性,活化土壤和肥料中的养分,促进植物对营养物质的吸收,提高肥料利用效率,同时刺激根系生长,改善植物代谢,提高作物抗逆能力。


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腐植酸典型结构


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腐植酸样品

(图片引自网络,侵删)


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腐植酸促进作物生长的主要途径及机理


2.2 黄腐酸

黄腐酸(FA)完全水溶,活性最高,生物可利用性比腐植酸更高。黄腐酸能够促进土壤团粒形成,刺激作物侧根和根毛形成,增强光合作用,优化新陈代谢,调节蒸腾,抗逆效果优异。


3.含腐植酸叶面碳肥-意菲乐®

意菲乐®是一款富含腐植酸(以黄腐酸为主)且复合缓释脲醛态氮素营养的新型叶面特种肥料。腐植酸是强大的多功能生物刺激物(Biostimulants),具有显著的抗旱、生根、增效作用,能够优化作物代谢,提高作物抗逆能力,也是活性卓越的小分子有机碳营养;氮是蛋白质、叶绿素、核糖核酸等重要有机物的关键组成元素,可以促进生命代谢活动和植物的光合能力。


因此,意菲乐能够有效预防叶片和根系早衰,增强和延长功能叶光合作用;通过碳氮同补原理,优化代谢,护叶养根,抗逆防衰,实现稳产增产。


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3.1 意菲乐使用建议

意菲乐定位为粮油作物的穗粒肥和花粒肥,其使用一般建议如下:
(1)玉米:大喇叭口期叶面喷施和抽雄期各叶喷一次,每次100-250ml/亩。在底肥和前期追肥充足的条件下,可以高用量使用,以替代同期的撒施追肥。
例如,大喇叭口叶喷意菲乐500ml/亩,可替代同期撒施的20-30斤尿素/亩。(高粱和谷子分别在拔节期孕穗期和抽穗开花期各叶喷一次,每次100-250ml/亩)

(2)大豆:大豆(花生及其他豆科作物和油菜)花前一周叶面喷施100ml/亩,鼓粒初期或结荚期再叶面喷施100ml/亩。

(3)水稻:孕穗初期和齐穗期(或提前到与破口药混用) 各叶喷一次,建议100-250ml/亩。在底肥和前期追肥充足的条件下,可以高用量使用,以替代同期的撒施追肥。
例如,孕穗期叶喷意菲乐500ml/亩,可替代同期撒施的20-30斤复合肥/亩。

(4)小麦:起身拔节至孕穗初期和齐穗至扬花初期各叶喷一次,建议100-250ml/亩。

(5)棉花:打顶前500ml/亩,打顶后250ml/亩,红花上顶500ml/亩,红花落尽250ml/亩,替代同期15-30㎏尿素滴灌追肥。

(6)预防高温干旱:在高温干旱来临前的3-5天左右,叶面喷施250ml/亩。

(7)恢复涝害和药害损伤:在涝害和药害发生后,立即叶面喷施250ml/亩。

3.2 意菲乐®使用效果

(1)根系效果


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安徽宿州玉米同田对比应用

左为尿素,右为意菲乐®

意菲乐®喷施后20天,玉米上层气生根几乎都扎入土中,而尿素处理,上层气生根极少扎入土壤。

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甘肃张掖制种玉米同田对比应用

左为尿素处理,右为意菲乐®处理

意菲乐®喷施后33天,玉米根系生物量远远大于尿素处理。

(2)功能叶效果


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四川农大试验基地小麦同田对比应用


上图为清水对照,中图为意菲乐®处理,
下图为旗叶对比

意菲乐®喷施后16天,小麦功能叶更大更绿,且穗头更长、大小均匀、抽穗整齐。


(3)籽实效果


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四川仁寿豆玉带状复合种植示范区对比应用

上图左侧为常规叶面肥对照,右侧为意菲乐®处理,下图为统计数据

邻近收获区大豆空瘪较多,而意菲乐®处理大豆豆荚一致,籽粒饱满均匀,而且显著增加了二粒荚和三粒荚数。


(4)预防早衰与抗逆效果


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宁夏固原彭阳县张杂谷2000多亩示范区对比应用

上图为对照处理,下图为意菲乐®处理

因遭遇连续长时间干旱天气,对照区大面积严重早衰减产,而意菲乐®处理未受旱情影响。意菲乐®抗旱保产效果受到宁夏固原市种子工作站的高度认可。


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安徽玉米涝害恢复同田对比

左为尿素撒施处理,右为意菲乐®处理
意菲乐®处理后10天玉米快速恢复了生长,而尿素处理加重了根系问题,损失严重。


小结
  1. 有机碳肥的重要指标:含碳比例、水溶性、元素丰度、活性功能团。

  2. 腐植酸和黄腐酸是效果优异的有机碳肥。

  3. 意菲乐是久经实践考验的叶面有机碳肥,碳氮同补,抗逆防衰,促进作物增产稳产。

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