Ogljik je osnovni element, ki tvori organske spojine, kot so živa bitja in hrana. Ker se atomi ogljika lahko združijo v različne oblike, vključno z verigami, piramidami, obroči, ploščami in cevmi, ima več alotropov in igra pomembno vlogo na različnih področjih. V zadnjih letih so nanomateriali, ki so pritegnili veliko pozornosti, kot so ogljikove nanocevke in fulereni, vsi alotropi ogljika.
Danes vzamemo rastline za primer, da vidimo, kakšne učinke ima ogljik na žive organizme.
Pomen ogljika za pridelke
1. Ogljik je največje hranilo (bazni element) med 17 bistvenimi hranili za pridelke. Predstavlja več kot 50% vseh bistvenih hranilnih elementov rastlin in 35% suhe snovi rastlin, kar je nekajkrat več od vsote velikih, srednjih in elementov v sledovih. Ogljik je eden najpomembnejših elementov za pridelke.
2. Ustrezna dopolnitev ogljikovih elementov je predpogoj za uravnoteženo gnojenje drugih mineralnih elementov. Organska ogljikova hranila in biološka rodovitnost tvorijo negativno stran rodovitnosti tal, mineralna hranila pa pozitivno stran. Ko sta jin in jang uravnotežena in obilna, bodo pridelki kakovostni in visokorodni. Visokih donosov ne bo mogoče doseči, če je jang močan in jin šibak ali če je jin močan in jang šibak. Ignoriranje organskih ogljikovih hranil in preučevanje ravnovesja med samo mineralnimi hranili je korak stran.
3. Razmerje med ogljikom in dušikom: Razmerje med ogljikom in dušikom za pravilno razgradnjo organske snovi s strani mikroorganizmov je 25:1. Na splošno je razmerje med ogljikom in dušikom v steblih travnikov, kot so riževa stebla, koruzna stebla in plevel, 60 do 100:1. Razmerje med ogljikom in dušikom v steblih stročnic je 15 do 20:1. Razmerje med ogljikom in dušikom v listih visokorodnih vrtnin je 70:1. Sadno drevje je 30:1.
4. Ogljik je ogrodje za združevanje mineralnih hranil in zagotavlja potrebno komponento za izgradnjo različnih organskih komponent v rastlinah - ogljikovo ogrodje. Vključno z različnimi vrstami verižnih in obročnih ogljikovih ogrodij so osnovni materiali za rastline za sintezo sladkorjev, beljakovin, aminokislin, encimov, hormonov, signalnih snovi itd.
5. Zemlja je živ organizem, glavni vir energije za ohranjanje življenjskih aktivnosti na zemlji pa so organska ogljikova hranila. Trenutno obdelovalni zemlji v moji državi na splošno primanjkuje ogljika in bolezni zaradi pomanjkanja ogljika pri pridelkih so postale norma, ki povzroča izgube v kmetijstvu več kot katera koli druga bolezen pridelkov. Največji prostor za kmetijstvo je v dopolnjevanju ogljika.
Vir ogljika
1. Dajte naravno.V glavnem absorbira ogljikov dioksid v zraku skozi stomate listov za fotosintezo, pretvarjanje sončne energije v kemično energijo za tvorbo ogljikovih hidratov, ki tvorijo notranje tkivo in vir energije pridelka.
2. Na korenine nanesite organsko ogljikovo gnojilo.Korenine rastlin absorbirajo organsko ogljikovo gnojilo z majhnimi molekulami, raztopljeno v vodi, iz zemlje in ga prenesejo v notranjost rastline, kjer z elektrokemičnimi reakcijami tvorijo rastlinsko notranje tkivo in vir energije. Glavne sestavine so celuloza, lignin, sladkor, beljakovine, aminokisline itd. Ogljik v organski snovi v tleh ni pravo organsko ogljikovo hranilo. Tradicionalna organska gnojila, ki niso topna v vodi (piščančji gnoj, prašičji gnoj, ovčji gnoj, kravji gnoj in drugi živalski gnoj) in organska gnojila z makromolekularno huminsko kislino imajo omejeno obnavljanje ogljika (traja 5 mesecev, da se tradicionalno organsko gnojilo sprosti {{4} }.5 % vira organskega ogljika) in ne more učinkovito in pravočasno obnavljati virov ogljika. Ogljik Hranila, ki jih lahko rastlinske korenine in mikroorganizmi v tleh neposredno absorbirajo, morajo biti topen organski ogljik z majhnimi molekulami.
Vzroki za pomanjkanje ogljika
Zemlja je živ organizem, glavni vir energije za ohranjanje življenjskih aktivnosti na zemlji pa so organska ogljikova hranila. Vsebnost majhnega molekularnega organskega ogljika določa učinkovitost organskega gnojila. Trenutno obdelani zemlji v moji državi na splošno primanjkuje ogljika. Rezultati testiranja kažejo, da ima manj kot 5 % vzorcev tal vsebnost organske snovi več kot 2 %, 80 % jih ima vsebnost organske snovi manj kot 1,5 %, skoraj 15 % vzorcev tal pa ima vsebnost organske snovi manj kot 1 %. Kot vsi vemo, je ogljični koeficient organske snovi 1,724, kar pomeni, da ima 1,7224 organska snov 1 ogljik. Vsebnost organske snovi v tleh je prenizka, kar pomeni, da rastline praktično ne morejo absorbirati vodotopnega organskega ogljika iz tal. Pridelki ne dobijo oskrbe z ogljikom iz svojih korenin, kar vodi do pomanjkanja ogljika.
1. V pogojih umetnega sajenja, zlasti na nerodovitni zemlji ali rastlinjaku, se dobava (koncentracija) CO2je premalo, vsebnost CO2v zraku je približno 0,03 %. Z vidika zahtev rastlinske fotosinteze je ta vrednost relativno nizka. Ko je CO2koncentracija v zraku naraste na 0,1 %, intenzivnost fotosinteze se lahko znatno poveča in pridelek se poveča. Zelenjava iz rastlinjaka je večino dneva v stanju "ogljične lakote".
2. Če ni fotosinteze ponoči, v deževnih dnevih in dnevih v megli, je oskrba rastlin z virom ogljika nezadostna. Vendar njegov stalni metabolizem porablja "ogljik", ki je prekoračitev.
3. Dolgo časa so teoretični krogi na splošno obravnavali CO2kot edini vir ogljika za rastline, ne da bi se ozirali na objektivno dejstvo, da je vodotopen organski ogljik v tleh še en pomemben vir ogljika za rastline. Posledično se dejansko oblikuje gnojilna pot "razcveta janga in upadanja jina", ki ignorira organsko prehrano, zaradi česar je veliko število pridelkov pogosto v stanju "ogljičnega stradanja".
4. Medtem ko se je količina dušikovih, fosforjevih in kalijevih gnojil znatno povečala, dodajanje ogljika ni bilo upoštevano, zaradi česar je "pomanjkanje ogljika" še bolj pereče.
Neposredna škoda pridelkom zaradi pomanjkanja ogljika
1. Šibkost koreninskega sistema
Na kaj temelji koreninski sistem za spodbujanje rasti? Prvi je pomanjkanje notranje stimulacije za rast korenin: narava korenin, ki ljubijo vodo in gnojila, daje koreninskemu sistemu inherentno spodbudo, da se razširi navzven in navzdol. Tla z organsko snovjo imajo malo vode, razne gnojilne raztopine pa se slabo "izražajo" do korenin. Posledično je rast korenin zavrta; drugič, ni zadostne eksogene stimulacije rasti korenin. Talni mikroorganizmi sodelujejo s koreninskim sistemom. Organske snovi in viri ogljika, potrebni za razmnoževanje mikrobov v tleh, so nezadostni, kar ima za posledico redko mikrobno skupnost rizosfere. Zunanja stimulacija za rast koreninskega sistema je prešibka in koreninski sistem izgubi zunanjo stimulacijo za rast.
Zato zemlji primanjkuje vodotopnega organskega ogljika – razpoložljivega ogljika – ki ga lahko neposredno absorbirajo korenine in mikroorganizmi v tleh, kar neposredno povzroči oslabitev in staranje korenin pridelka. To je glavni vzrok za zmanjšan pridelek in slabo odpornost na stres.
2. Prezgodnje staranje
Vzrok prezgodnjega staranja posevkov je seveda neposredno povezan s šibkostjo korenin. Tukaj je treba omeniti, da drugi organi in notranja tkiva pridelkov, zlasti lignin, celuloza in sladkor, potrebujejo relativno malo energije za pretvorbo učinkovitega ogljika, ki ga absorbirajo korenine. Tudi ponoči, v oblačnih in deževnih dneh ali v rastlinjaku, kjer CO2je premalo in je sončna svetloba šibka, se lahko ta transformacija in kopičenje nadaljujeta, notranja tkiva rastline pa lahko prejmejo prehranska dopolnila. Nasprotno, korenine v bistvu ne morejo absorbirati razpoložljivega ogljika. Pridelki se za pretvorbo CO zanašajo le na fotosintezo listov2, in energija pretvorbe, potrebna za isto akumulacijo, je veliko večja. Ko je čez dan dovolj sonca, se energija dovaja, ponoči ali v deževnih dneh pa postane ta pretvorba in kopičenje manjša, presnova pa porablja energijo v pridelku. To neravnovesje proračuna energije je še en vzrok za prezgodnje staranje rastlin. To stanje je še posebej opazno pri melonah, stročnicah, zelenjavi in sadnem drevju z dolgo dobo rasti. Testi so pokazali, da lahko z uporabo enake količine gnojila in dodajanjem zadostne količine organskega gnojila osnovnemu gnojilu čas obiranja stročjega fižola, grenke melone, kumar, jajčevca in drugih poljščin podaljšamo za en do dva meseca, skupni pridelek pa se lahko poveča za 30-60%. Z zadostno količino organskega ogljika bodo rastline imele močno vitalnost, dolgoživost in visoke donose; sicer se bodo rastline prezgodaj postarale in pridelek bo zmanjšan.
3. Bolezen rumenih listov in kloroza
V oblačnih in deževnih dneh je fotosinteza skoraj ustavljena in CO2v zraku se ne more normalno absorbirati in preoblikovati, zato se zmanjšata ogljikova prehrana in ogljikova energija pridelkov. Če se dež nadaljuje, bo odpadlo rumeno listje, novi listi nekaterih poljščin pa bodo postali klorotični. Na splošno se zmotno razume kot "sečnja vode". Pravzaprav so samo gnile korenine "voda". Na splošno ne gre za "zalivanje", temveč za pomanjkanje ogljika.
4. Podzdravje
Kakšno je "slabo zdravje" pridelkov? To pomeni, da rastline nimajo očitnih simptomov, ampak se skrčijo in rastejo počasi ali pa se listi skrajšajo in popolnoma izgubijo prvotni vonj. Vzrokov za slabše zdravje je veliko. Poleg posledic naravnih nesreč so tu še kakovost semena, posledice poškodb zaradi zdravil in gnojil, podhranjenost itd. Trenutno je oskrba s hranili s kemičnimi gnojili za splošne posevke zadostna, pogosto pa resno primanjkuje organskih hranil, torej pomanjkanje ogljika. Pretvorba CO2v zraku v rastline najprej temelji na fotosintezi. Ta preobrazba se ponoči skoraj ustavi, vendar pridelki še vedno presnavljajo in porabljajo energijo. Če obstajajo korenine, ki absorbirajo vodotopni organski ogljik kot dodatek, ne morejo samo nadaljevati s preoblikovanjem in kopičenjem materiala, temveč tudi oskrbovati s presnovno energijo. Ko pride do pomanjkanja ogljika, se ta situacija ne more nadaljevati, zato bo rastlina menjavala dan in noč ter imela občasne "prekoračitve". Zaradi tega rastlina ne more normalno rasti in dokončati kopičenja materiala ter je v "subzdravstvenem" stanju.
5. Zmanjšana odpornost proti boleznim in stresu
Pridelki imajo nabor notranjih mehanizmov za odziv na neugodnosti, kot so mraz, vročina, suša in poplave ter za preprečevanje bolezni in škodljivcev žuželk, kar je energija, "feromon" in "snovi za popravilo", ki jih proizvajajo. Vendar, če pride do pomanjkanja potrebnih signalnih snovi ter njihovega prenosa in sprejema, pridelki ne bodo mogli izvajati svoje funkcije odpornosti na stres, in "karbonska kratka plošča" zavira proizvodnjo in prenos signalnih snovi odpornosti na stres. Podobno moramo za boj proti škodljivcem in boleznim ter izkoriščanje inherentnih mehanizmov pridelkov premagati tudi "pomanjkljivosti ogljika", da bi v celoti odigrali njihovo vlogo. Ko se okoljske razmere poslabšajo, normalna fotosinteza ne more nadaljevati. V tem času je še toliko bolj potrebno absorbirati razpoložljivi ogljik iz korenin, da se napolni energija. To kaže, kaj pomanjkanje ogljika pomeni za rastline v hudi stiski. Ko so rastline pod stresom zaradi bolezni in škodljivcev, bodo sprostile določene "feromone", da se vir bolezni "umakne". Če je rastlinsko tkivo poškodovano, bo proizvedlo tudi "popravljalne snovi" za popravilo (ali regeneracijo). Vsi ti "feromonski hormoni" in "popravljalne snovi" vsebujejo ogljikove elemente. Bolj ko je organskih hranil v izobilju, intenzivnejše bodo te snovi. Zato so šibke rastline bolj dovzetne za bolezni kot močne rastline. Pomanjkanje razpoložljivega ogljika, ki ga dovajajo korenine, ne le zmanjša kopičenje hranil, ampak tudi oslabi mehanizem za preprečevanje bolezni in mehanizem odpornosti, ki je intrinzični razlog za bolezni rastlin. Zato ni pretiravanje reči, da je pomanjkanje ogljika vir vseh bolezni pridelkov.
6. Slabša kakovost, nizek donos in propadanje vrst
Zmanjšala se je kakovost kmetijskih proizvodov, kot so sadje in zelenjava slabega okusa, nizka vsebnost vitamina C, visoka vsebnost nitratov in nestrpnost do skladiščenja. Seveda je to le videz, a bistvo je: Spremembe v deležu snovi v vsebini "pridelkov kemičnih gnojil" in nenormalni derivati presnove povzročajo pomanjkanje ali neurejenost izražanja genetske informacije pridelka, kar ne le zmanjšuje kakovost rastlinskih proizvodov, povzroča pa tudi degradacijo vrst. Razen hibridnih sort se praviloma čistopasemski pridelki lahko prenašajo iz roda v rod, zdaj pa tudi običajni kmetje le redkokdaj varčujejo z lastnim semenom, saj tovrstno »prenašanje iz roda v rod« ni več zanesljivo.
Nastala so organska ogljikova gnojila
Uravnoteženo gnojenje je pomembna tehnologija za visoko donosne in kakovostne pridelke. Če želite uravnotežiti gnojilo, morate najprej napolniti ogljik. Ravnovesje ogljika v ravnovesju prehrane rastlin ni samo glavno teoretično vprašanje prehrane rastlin, ampak zagotavlja tudi novo tehnično vodilno višino za razvoj novih izdelkov gnojil. Pridelki so v naravnem stanju odvisni od prehrane z ogljikovim dioksidom. Ta metoda obnavljanja ogljika z neba lahko zadosti le petini njihovih potreb. Pridelki so že dolgo v »ogljični lakoti«. Dopolnjevanje ogljika z organskim ogljikovim gnojilom lahko učinkovito odpravi "ogljično lakoto" in doseže ogljično ravnovesje. Raziskave in uporaba organskih ogljikovih gnojil bodo spremenili stoletno stanje pridelkov, ki se "zanašajo na nebo, da dopolnijo ogljik", in ustvarili nov visokodonosni način "organskih ogljikovih gnojil, ki dopolnjujejo pomanjkanje neba".
1. Opredelitev organskega ogljikovega gnojila
Organsko ogljikovo gnojilo se nanaša na gnojila, ki lahko zagotovijo tekoča ali trdna organska ogljikova hranila, ki so visoko topna v vodi in jih rastline zlahka absorbirajo, kot so sladkor, kisline, encimi in aminokisline. Organska ogljikova gnojila so lahko v tekoči ali trdni obliki, so bolj priročna za uporabo kot plinasta ogljikova gnojila in se lahko široko uporabljajo na poljih in v rastlinjakih. Kar zadeva obliko, obseg uporabe in pogoje, je organsko visoko učinkovito vodotopno kislinsko gnojilo boljše od dioksidnega gnojila.
2. Prednosti organskega ogljikovega gnojila
A. Hitrejša in bolj neposredna absorpcija: organska kislinska gnojila so že v organskem stanju in zajemajo proces ustvarjanja organske snovi iz ogljikovega dioksida s fotosintetskimi reakcijami. Za pretvorbo organskih snovi ni potrebe po porabi svetlobne energije, s čimer prihranimo svetlobno energijo. To prihranjeno fotosintetično energijo je mogoče uporabiti za druge biokemične reakcije za proizvodnjo drugih potrebnih snovi, s čimer se spodbuja boljša in hitrejša rast pridelkov.
B. Gnojilo je hitro in enostavno za uporabo na poljih in rastlinjakih. Te izjemne lastnosti niso primerljive z ogljikovim dioksidom.
C. Vodotopno organsko ogljikovo gnojilo z majhnimi molekulami je več kot 100-krat učinkovitejše pri izkoriščanju virov ogljika kot tradicionalno organsko gnojilo.
D. Neplinasto organsko gnojilo za redčenje odpravlja "pomanjkljivosti ogljika" in ima očitne učinke pri izboljšanju prehrane z ogljikom, povečanju donosa in kakovosti pridelka, aktiviranju mineralnih hranil in uravnavanju mikroekologije tal.
3. Tehnologija proizvodnje organskih ogljikovih gnojil
① Z uporabo fermentacijske industrijske odpadne tekočine (alkohol, mononatrijev glutamat, kvas) in biomase (bagasa, slama) kot surovin se aktivnost organskih nitratnih produktov poveča z aktiviranjem in razgradnjo odpadkov. Za bagaso je sprejeta anaerobna tehnologija z nizkim številom vrtljajev, da se zmanjša oksidacija, da se prepreči izguba ogljikovega dioksida, hkrati pa spodbuja razgradnjo organskih molekul v majhne molekule in izboljša njihovo aktivnost.
② Z uporabo biomase, kot so ostanki tradicionalne kitajske medicine, kot surovine, se organska snov razgradi v majhne molekule z reakcijami razgradnje, vendar se ne razgradi popolnoma na 002 in H20, ampak obstaja v obliki visoko reaktivnega organskega ogljika z majhnimi molekulami. Reakcija se zaključi v 4 urah, topnost v vodi pa doseže več kot 90 w.
③ Z uporabo reduciranega premoga kot surovine se kemične in biokemične reakcije izvajajo z dodajanjem alkalij in mikroorganizmov, da se ustvarijo produkti serije huminskih kislin z visoko topnostjo v vodi in visoko fiziološko aktivnostjo.
