Karbon ialah unsur asas yang membentuk sebatian organik seperti benda hidup dan makanan. Oleh kerana atom karbon boleh bergabung untuk membentuk bentuk yang berbeza, termasuk rantai, piramid, cincin, kepingan dan tiub, ia mempunyai pelbagai alotrop dan memainkan peranan penting dalam pelbagai bidang. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, bahan nano yang telah menarik banyak perhatian, seperti tiub nano karbon dan fullerene, semuanya adalah alotrop karbon.
Hari ini kita mengambil tumbuhan sebagai contoh untuk melihat kesan karbon terhadap organisma hidup.
Kepentingan karbon kepada tanaman
1. Karbon ialah nutrien (elemen asas) terbesar di antara 17 nutrien penting untuk tanaman. Ia menyumbang lebih daripada 50% daripada jumlah unsur pemakanan penting tumbuhan dan 35% bahan kering tumbuhan, iaitu beberapa kali lebih banyak daripada jumlah unsur besar, sederhana dan surih. Karbon adalah salah satu unsur yang paling penting untuk tanaman.
2. Penambahan unsur karbon yang mencukupi adalah prasyarat untuk persenyawaan seimbang unsur mineral lain. Nutrien karbon organik dan kesuburan biologi membentuk sisi negatif kesuburan tanah, manakala nutrien mineral adalah sisi positif. Apabila yin dan yang seimbang dan banyak, tanaman akan menjadi berkualiti tinggi dan menghasilkan hasil yang tinggi. Hasil yang tinggi tidak akan dicapai jika yang kuat dan yin lemah, atau yin kuat dan yang lemah. Mengabaikan nutrien karbon organik dan mengkaji keseimbangan antara nutrien mineral sahaja adalah selangkah lagi.
3. Nisbah karbon kepada nitrogen: Nisbah karbon kepada nitrogen untuk penguraian bahan organik yang betul oleh mikroorganisma ialah 25:1. Secara amnya, nisbah karbon-nitrogen bagi batang tanaman rumput seperti tangkai padi, batang jagung dan rumpai ialah 60 hingga 100:1. Nisbah karbon kepada nitrogen batang tanaman kekacang ialah 15 hingga 20:1. Nisbah karbon kepada nitrogen dalam daun sayur-sayuran berpenghasilan tinggi ialah 70:1. Pokok buah-buahan adalah 30:1.
4. Karbon ialah rangka kerja untuk menggabungkan nutrien mineral dan menyediakan komponen yang diperlukan untuk membina pelbagai komponen organik dalam tumbuhan - rangka kerja karbon. Termasuk pelbagai jenis rangka kerja rantai dan karbon cincin, ia adalah bahan asas untuk tumbuhan mensintesis gula, protein, asid amino, enzim, hormon, bahan isyarat, dsb.
5. Tanah ialah organisma hidup, dan sumber tenaga utama untuk mengekalkan aktiviti hidupan di darat ialah nutrien karbon organik. Pada masa ini, tanah yang ditanam di negara saya secara amnya kekurangan karbon, dan penyakit kekurangan karbon tanaman telah menjadi kebiasaan, menyebabkan kerugian pertanian lebih banyak daripada penyakit tanaman lain. Ruang terbesar untuk pertanian terletak pada suplemen karbon.
Sumber karbon
1. Memberi secara semulajadi.Ia terutamanya menyerap karbon dioksida di udara melalui stomata daun untuk fotosintesis, menukar tenaga suria kepada tenaga kimia untuk membentuk karbohidrat, yang membentuk tisu dalaman dan sumber tenaga tanaman.
2. Sapukan baja karbon organik pada akar.Akar tumbuhan menyerap baja karbon organik molekul kecil yang dilarutkan dalam air dari tanah dan mengangkutnya ke bahagian dalam tumbuhan, di mana ia membentuk tisu dalaman tumbuhan dan sumber tenaga melalui tindak balas elektrokimia . Komponen utama ialah selulosa, lignin, gula, protein, asid amino, dan lain-lain. Karbon yang terkandung dalam bahan organik tanah bukanlah nutrien karbon organik yang sebenar. Baja organik tradisional tidak larut air (najis ayam, najis babi, najis biri-biri , najis lembu dan najis haiwan lain) dan baja organik asid humik makromolekul mempunyai penambahan karbon yang terhad (Ia mengambil masa 5 bulan untuk baja organik tradisional mengeluarkan {{4} }.5% daripada sumber karbon organik) dan tidak boleh menambah sumber karbon dengan berkesan dan tepat pada masanya. Karbon Nutrien yang boleh diserap terus oleh akar tumbuhan dan mikroorganisma tanah mestilah karbon organik molekul kecil yang boleh larut.
Punca kekurangan karbon
Tanah ialah organisma hidup, dan sumber tenaga utama untuk mengekalkan aktiviti hidupan di darat ialah nutrien karbon organik. Kandungan karbon organik molekul kecil menentukan kecekapan baja baja organik. Pada masa ini, tanah yang ditanam di negara saya secara amnya kekurangan karbon. Keputusan ujian menunjukkan bahawa kurang daripada 5% mempunyai kandungan bahan organik lebih daripada 2%, 80% mempunyai kandungan bahan organik kurang daripada 1.5%, dan hampir 15% daripada sampel tanah mempunyai kandungan bahan organik kurang daripada 1%. Seperti yang kita sedia maklum, pekali karbon bahan organik ialah 1.724, iaitu 1.7224 bahan organik mempunyai 1 karbon. Kandungan bahan organik tanah terlalu rendah, yang bermaksud bahawa tanaman pada dasarnya tidak dapat menyerap karbon organik larut air daripada tanah. Tanaman tidak mendapat bekalan karbon daripada akarnya, yang membawa kepada kekurangan karbon.
1. Dalam keadaan penanaman buatan, terutamanya di tanah tandus atau penanaman rumah hijau, bekalan (kepekatan) CO2tidak mencukupi, dan kandungan CO2di udara adalah kira-kira 0.03%. Dari perspektif keperluan fotosintesis tumbuhan, nilai ini agak rendah. Apabila CO2kepekatan dalam udara meningkat kepada 0.1%, keamatan fotosintesis boleh meningkat dengan ketara dan hasil tanaman meningkat. Sayuran rumah hijau berada dalam keadaan "kebuluran karbon" hampir sepanjang hari.
2. Apabila tiada fotosintesis pada waktu malam, hari hujan, dan hari jerebu, bekalan sumber karbon tumbuhan tidak mencukupi. Walau bagaimanapun, metabolisme berterusannya memakan "karbon", iaitu overdraf.
3. Untuk masa yang lama, kalangan teori secara amnya menganggap CO2sebagai satu-satunya sumber karbon untuk tumbuhan, tanpa memberi perhatian kepada fakta objektif bahawa karbon organik larut air dalam tanah adalah satu lagi sumber karbon penting untuk tumbuhan. Akibatnya, laluan persenyawaan "kemakmuran yang dan penurunan yin" sebenarnya terbentuk yang mengabaikan pemakanan organik, menyebabkan sebilangan besar tanaman sering berada dalam keadaan "kebuluran karbon".
4. Walaupun jumlah baja nitrogen, fosforus dan kalium telah meningkat dengan ketara, suplemen karbon tidak diambil kira, menjadikan "kekurangan karbon" lebih meruncing.
Kemudaratan langsung yang disebabkan oleh kekurangan karbon kepada tanaman
1. Kelemahan sistem akar
Apakah sistem akar bergantung pada untuk menggalakkan pertumbuhan? Yang pertama ialah kekurangan rangsangan dalaman untuk pertumbuhan akar: Sifat akar yang sukakan air dan baja memberikan sistem akar rangsangan yang wujud untuk memanjang ke luar dan ke bawah. Tanah dengan bahan organik mempunyai kandungan air yang lemah, dan pelbagai larutan baja mempunyai keupayaan yang lemah untuk "mengekspresikan" ke akar. Akibatnya, pertumbuhan akar dihalang; kedua, terdapat rangsangan eksogen yang tidak mencukupi untuk pertumbuhan akar. Mikroorganisma tanah berinteraksi dengan sistem akar. Bahan organik dan sumber karbon yang diperlukan untuk pembiakan mikrob dalam tanah tidak mencukupi, menyebabkan komuniti mikrob rizosfera yang jarang. Rangsangan luaran untuk pertumbuhan sistem akar terlalu lemah, dan sistem akar kehilangan rangsangan luar untuk pertumbuhan.
Oleh itu, tanah kekurangan karbon organik larut air - karbon tersedia - yang boleh diserap secara langsung oleh akar dan mikroorganisma tanah, secara langsung menyebabkan akar tanaman menjadi lemah dan menua. Ini adalah punca utama penurunan hasil tanaman dan rintangan tekanan yang lemah.
2. Penuaan pramatang
Punca penuaan pramatang tanaman secara semula jadi berkaitan secara langsung dengan kelemahan akar. Apa yang perlu dinyatakan di sini ialah organ dan tisu dalaman tanaman lain, terutamanya lignin, selulosa dan gula, memerlukan tenaga yang agak rendah untuk menukar karbon berkesan yang diserap oleh akar. Walaupun pada waktu malam, pada hari mendung dan hujan, atau dalam persekitaran rumah hijau di mana CO2tidak mencukupi dan cahaya matahari lemah, transformasi dan pengumpulan ini boleh berterusan, dan tisu dalaman tumbuhan boleh menerima makanan tambahan. Sebaliknya, akar pada dasarnya tidak dapat menyerap karbon yang ada. Tanaman hanya bergantung pada fotosintesis daun untuk menukar CO2, dan tenaga penukaran yang diperlukan untuk pengumpulan yang sama adalah lebih besar. Apabila terdapat cahaya matahari yang mencukupi pada siang hari, tenaga dibekalkan, tetapi pada waktu malam atau pada hari hujan, penukaran dan pengumpulan ini menjadi kurang, dan metabolisme menggunakan tenaga dalam tanaman. Ketidakseimbangan anggaran tenaga ini adalah satu lagi punca penuaan tumbuhan pramatang. Keadaan ini amat ketara pada tembikai, kekacang, sayur-sayuran dan pokok buah-buahan dengan tempoh pertumbuhan yang panjang. Ujian telah menunjukkan bahawa dengan menggunakan jumlah baja yang sama dan menambah baja organik yang mencukupi kepada baja asas, masa penuaian kacang hijau, peria, timun, terung dan tanaman lain boleh dilanjutkan satu hingga dua bulan, dan jumlah hasil. boleh ditingkatkan sebanyak 30-60%. Dengan karbon organik yang mencukupi, tumbuhan akan mempunyai daya hidup yang kuat, umur panjang dan hasil yang tinggi; jika tidak, tumbuhan akan menua lebih awal dan hasil akan berkurangan.
3. Penyakit daun kuning dan klorosis
Pada hari mendung dan hujan, fotosintesis hampir berhenti, dan CO2di udara tidak boleh diserap dan diubah secara normal, dan pemakanan karbon dan tenaga karbon tanaman kedua-duanya berkurangan. Jika hujan berterusan, daun kuning akan gugur, dan daun baru beberapa tanaman akan menjadi klorotik. Ia biasanya disalah anggap sebagai "pembalak air". Sebenarnya, hanya akar busuk yang "water logging". Secara amnya, ia bukan "pembalak air" tetapi kekurangan karbon.
4. Sub-kesihatan
Apakah "sub-kesihatan" tanaman? Ini bermakna tumbuhan tidak mempunyai gejala yang jelas, tetapi mereka mengecut dan tumbuh dengan perlahan, atau daunnya menjadi pendek, dan mereka kehilangan bau asalnya sepenuhnya. Terdapat banyak punca sub-kesihatan. Sebagai tambahan kepada akibat bencana alam, terdapat juga kualiti benih, akibat kecederaan dadah dan baja, kekurangan zat makanan, dan lain-lain. Pada masa ini, bekalan nutrien baja kimia untuk tanaman am adalah mencukupi, tetapi selalunya terdapat kekurangan bahan organik yang serius. nutrien, iaitu kekurangan karbon. Penukaran CO2di udara menjadi tumbuhan terlebih dahulu bergantung pada fotosintesis. Transformasi ini hampir berhenti pada waktu malam, tetapi tanaman masih memetabolisme dan memakan tenaga. Sekiranya terdapat akar yang menyerap karbon organik larut air sebagai suplemen, mereka bukan sahaja dapat meneruskan transformasi dan pengumpulan bahan, tetapi juga membekalkan tenaga metabolik. Apabila terdapat kekurangan karbon, keadaan ini tidak dapat diteruskan, jadi loji akan berselang-seli antara siang dan malam dan mengalami "overdraf" yang terputus-putus. Ini menjadikan tumbuhan tidak dapat tumbuh secara normal dan pengumpulan bahan lengkap, dan berada dalam keadaan "sub-kesihatan".
5. Rintangan penyakit dan rintangan tekanan berkurangan
Tanaman mempunyai satu set mekanisme dalaman untuk bertindak balas terhadap kesukaran seperti sejuk, panas, kemarau, dan banjir dan untuk mencegah penyakit dan serangga perosak, iaitu tenaga, "pheromone" dan "bahan pembaikan" yang mereka hasilkan. Walau bagaimanapun, jika terdapat kekurangan bahan isyarat yang diperlukan dan penghantaran dan penerimaannya, tanaman tidak akan dapat menggunakan fungsi rintangan tekanan mereka, dan "papan pendek karbon" menghalang pengeluaran dan penghantaran bahan isyarat rintangan tekanan. Begitu juga, untuk memerangi perosak dan penyakit dan menggunakan mekanisme tanaman yang wujud, kita juga perlu mengatasi "kekurangan karbon" untuk memainkan peranan mereka sepenuhnya. Apabila keadaan persekitaran merosot, fotosintesis normal tidak dapat diteruskan. Pada masa ini, adalah lebih perlu untuk menyerap karbon yang ada dari akar untuk menambah tenaga. Ini menunjukkan apa yang bermakna kekurangan karbon kepada tumbuhan dalam keadaan yang teruk. Apabila tumbuhan ditekankan oleh penyakit dan perosak serangga, mereka akan mengeluarkan "pheromone" tertentu untuk menjadikan punca penyakit "berundur". Jika tisu tumbuhan rosak, ia juga akan menghasilkan "bahan pembaikan" untuk membaiki (atau menjana semula). "Hormon feromon" dan "bahan pembaikan" ini semuanya mengandungi unsur karbon. Semakin banyak nutrien organik, semakin kuat bahan-bahan ini. Inilah sebabnya mengapa tumbuhan yang lemah lebih terdedah kepada penyakit daripada tumbuhan yang kuat. Kekurangan karbon tersedia yang dibekalkan oleh akar bukan sahaja mengurangkan pengumpulan nutrien, tetapi juga melemahkan mekanisme pencegahan dan rintangan penyakit, yang merupakan sebab intrinsik penyakit tumbuhan. Oleh itu, tidak keterlaluan jika dikatakan bahawa kekurangan karbon adalah punca segala penyakit dalam tanaman.
6. Kualiti rendah, hasil rendah dan kemerosotan spesies
Kualiti produk pertanian telah merosot, seperti buah-buahan dan sayur-sayuran dengan rasa yang kurang enak, kandungan vitamin C yang rendah, kandungan nitrat yang tinggi, dan tidak bertoleransi terhadap penyimpanan. Sudah tentu, ini hanya penampilan, tetapi intipatinya ialah: Variasi dalam perkadaran bahan dalam kandungan "tanaman baja kimia" dan derivatif metabolisme yang tidak normal menyebabkan ekspresi maklumat genetik tanaman hilang atau tidak teratur, yang bukan sahaja mengurangkan kualiti produk tanaman, tetapi juga menyebabkan kemerosotan spesies. Kecuali varieti hibrid, secara amnya tanaman baka tulen boleh diturunkan dari generasi ke generasi, tetapi kini petani biasa pun jarang menyelamatkan benih mereka sendiri kerana jenis "warisan dari generasi ke generasi" ini tidak lagi boleh dipercayai.
Baja karbon organik wujud
Pembajaan seimbang adalah teknologi penting untuk tanaman yang menghasilkan hasil tinggi dan berkualiti tinggi. Jika anda ingin mengimbangi baja, anda mesti menambah karbon terlebih dahulu. Imbangan karbon dalam keseimbangan pemakanan tumbuhan bukan sahaja isu teori utama pemakanan tumbuhan, tetapi juga menyediakan ketinggian penguasaan teknikal baharu untuk pembangunan produk baja baharu. Tanaman bergantung kepada pemakanan karbon dioksida dalam keadaan semula jadi. Kaedah menambah karbon dari langit ini hanya dapat memenuhi satu perlima daripada keperluan mereka. Tanaman telah berada dalam "kelaparan karbon" untuk masa yang lama. Menambah semula karbon melalui baja karbon organik boleh menghapuskan "kelaparan karbon" dengan berkesan dan mencapai keseimbangan karbon. Penyelidikan dan penggunaan baja karbon organik akan mengubah keadaan tanaman yang berusia berabad-abad "bergantung pada langit untuk menambah karbon" dan mencipta cara baru hasil tinggi "baja karbon organik menambah kekurangan langit".
1. Definisi baja karbon organik
Baja karbon organik merujuk kepada baja yang boleh memberikan nutrien karbon organik cair atau pepejal yang sangat larut dalam air dan mudah diserap oleh tumbuhan, seperti gula, asid, enzim, dan asid amino. Baja karbon organik boleh dalam bentuk cecair atau pepejal, lebih mudah digunakan daripada baja karbon gas, dan boleh digunakan secara meluas di ladang dan rumah hijau. Dari segi bentuk, skop dan syarat penggunaan, baja asid larut air organik berkecekapan tinggi adalah lebih unggul daripada baja dioksida.
2. Kelebihan baja karbon organik
A. Penyerapan lebih cepat dan lebih langsung: Baja asid organik sudah berada dalam keadaan organik, merangkumi proses penjanaan bahan organik daripada karbon dioksida melalui tindak balas fotosintesis. Tidak perlu menggunakan tenaga cahaya untuk penukaran bahan organik, sekali gus menjimatkan tenaga cahaya. Tenaga fotosintesis yang disimpan ini boleh digunakan untuk tindak balas biokimia lain untuk mengeluarkan bahan lain yang diperlukan, sekali gus menggalakkan pertumbuhan tanaman yang lebih baik dan cepat.
B. Baja cepat dan mudah digunakan di ladang dan rumah hijau. Ciri-ciri cemerlang ini tidak dapat ditandingi oleh karbon dioksida.
C. Baja karbon organik molekul kecil larut air adalah lebih daripada 100 kali lebih cekap dalam penggunaan sumber karbon daripada baja organik tradisional.
D. Baja penipisan organik bukan gas menghapuskan "kekurangan karbon" dan mempunyai kesan yang jelas dalam meningkatkan pemakanan karbon, meningkatkan hasil dan kualiti tanaman, mengaktifkan nutrien mineral, dan mengawal mikroekologi tanah.
3. Teknologi pengeluaran baja karbon organik
① Menggunakan cecair sisa industri penapaian (alkohol, monosodium glutamat, yis) dan biojisim (bagasse, jerami) sebagai bahan mentah, aktiviti produk nitrat organik meningkat dengan mengaktifkan dan merendahkan sisa. Bagi ampas tebu, teknologi putaran rendah anaerobik digunakan untuk mengurangkan pengoksidaan untuk mengelakkan kehilangan karbon dioksida, sambil menggalakkan degradasi molekul organik kepada molekul kecil dan meningkatkan aktivitinya.
② Menggunakan biojisim seperti sisa perubatan tradisional Cina sebagai bahan mentah, bahan organik terdegradasi kepada molekul kecil melalui tindak balas penguraian, tetapi ia tidak terurai sepenuhnya kepada 002 dan H20, tetapi wujud dalam bentuk karbon organik molekul kecil yang sangat reaktif. Tindak balas selesai dalam masa 4 jam, dan keterlarutan air mencapai lebih daripada 90w.
③ Menggunakan arang batu yang dikurangkan sebagai bahan mentah, tindak balas kimia dan biokimia dijalankan dengan menambahkan alkali dan mikroorganisma untuk menghasilkan produk siri asid humik dengan keterlarutan air yang tinggi dan aktiviti fisiologi yang tinggi.
