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合理的碳氮比在生物有机肥中的重要性

2015-02-27 10:40:57      点击:

什么是碳氮比:
  碳氮比就是一个数值表示有机肥中碳元素除以氮元素的值是多少,假如碳氮比(C/N)为20,意思是指该有机肥中碳元素的含量是氮元素含量的20倍,当然碳氮比只能说明该肥料中的碳和氮的比例,并不能表示养分含量。

 有机肥料的作用有哪些方面:
(1)改良土壤,培肥地力。有机肥料中的主要物质是有机质,施用有机肥料增加了土壤中有机质的含量。有机质可以改善土壤物理、化学和生物特性,熟化土壤,培肥地力。
(2)增加作物产量和提高农产品品质,氨基酸等物质,不氮、磷、钾等养分外,还含有多种糖类,氨基酸等物质,不仅可为作物提供营养,而且可以促进土壤微生物的活动。有机肥料还含有多种微量元素,如畜禽粪便每100千克中含硼2.2~2.4克,锌2.9~29.0克,锰14.3~26.1克,钼0.3~0.4克,有效铁2.9~29.0克。有机肥和化肥配合施用增产效果显著,而且能改善产品的品质,使蔬菜中硝酸盐、亚硝酸盐含量降低,维生素C含量提高,增加瓜果中的含糖量。
碳氮比不同的有机肥的用途:
  有的有机肥料改良土壤,培肥地力的作用大一些,如秸秆、草炭、堆肥等等;有的有机肥料则以供应农作物所需养分为主,如人粪尿、鸡粪等等,这种差别主要视不同有机肥料中有机质和含氮量之间的比例而定。既碳氮比(C/N),C/N大于30的有机肥料其作用以改土为主,C/N小于30的有机肥料其作用以供应养分为主。作物秸秆的C/N在100左右,施入土中,改良土壤的作用很大,由于所含氮素数量很少,在分解腐烂过程中不仅不能释放出氮素,还要从土壤中吸收氮,秸秆还田时有的地方要加施一点化学氮肥才能加速腐解过程。
堆肥过程中如何合理控制有机肥的碳氮比:
   在各类有机肥中,鸡粪、猪粪、牛粪发酵的有机肥,以鸡粪发酵的碳氮比最高,这也导致施肥后,鸡粪有机肥矿化率最高最快。 碳氮比对微生物的生长代谢起着重要的作用。若碳氮比低,则微生物分解速度快,温度上升迅速,堆肥周期短;碳氮比过高则微生物分解速度缓慢,温度上升慢,堆肥周期长。不同碳氮比对猪粪堆肥NH3挥发和腐熟度的影响:低碳氮比的NH3挥发明显大于高碳氮比处理,说明碳氮比越低,其氮素损失越大;低碳氮比堆肥盐分过高,会抑制种子发芽率,而高碳氮比会导致堆肥肥料养分含量不达标。相比之下,碳氮比为24.0和32.4的处理较有利于减小氮素的损失和促进堆肥的腐熟。因此,综合考虑各方面因素,堆肥的碳氮比控制在25~3O为宜。 在禽畜粪便堆肥过程中,碳源被消耗,转化为CO2和腐殖质物质,氮则主要以NH3的形态散失,或者转化为硝酸盐和亚硝酸盐,或为微生物生长代谢所吸收。因此,碳和氮的变化是反映堆肥发酵过程变化的重要特征,总碳含量和总氮含量均呈下降趋势,且总碳含量下降速度大于总氮含量。而碳氮比,则是用来判断堆肥反应是否达到腐熟的重要指标,碳氮比变化为总体上呈现出缓慢下降趋势。

有机肥堆腐中的几个实例:
  腐熟堆肥理论上讲应趋于微生物菌体的碳氮比,即16左右。一般认为,C/N从最初的25~30或更高降低到15~20,表示堆肥已经腐熟,达到稳定程度。 碳氮比计算方法举例: 麦秸的含碳量为47.03%,含氮量为0.48%,通过计算可得出:1000kg的麦秸中的含碳量=1000×0.4703=470.3kg,1000kg的麦秸中的含氮量=1000×0.0048=4.8kg。如果按要求物料堆的碳氮比为30:1,则物料堆应有总氮量=470.3/30=15.68kg,尚需补充氮量=15.68-4.8=10.88kg,如用尿素来补充不足的氮素,尿素用量应是:10.88/46%=23.65kg。 玉米秸的含碳量为42.3%,含氮量为0.48%,通过计算可得出:1000kg的玉米秸中的含碳量=1000×0.423=423kg,1000kg的玉米秸中的含氮量=1000×0.0048=4.8kg。如果按要求物料堆的碳氮比为30:1,则物料堆应有总氮量=423/30=14.1kg,尚需补充氮量=14.1-4.8=9.3kg,如用尿素来补充不足的氮素,尿素用量应是:9.3/46%=20.22kg。

  一般禾本科作物的茎秆如水稻秆、玉米秆和杂草的碳氮比都很高,可以达到60~100:1,豆科作物的茎秆的碳氮比都较小,如一般豆科绿肥的碳氮比为15~20:1。碳氮比大的有机物分解矿化较困难或速度很慢。原因是当微生物分解有机物时,同化5份碳时约需要同化1份氮来构成它自身细胞体,因为微生物自身的碳氮比大约是5:1。而在同化(吸收利用)1份碳时需要消耗4份有机碳来取得能量,所以微生物吸收利用1份氮时需要消耗利用25份有机碳。也就是说,微生物对有机质的政党分解的碳氮比的25:1。如果碳氮比过大,微生物的分解作用就慢,而且要消耗土壤中的有效态氮素。所以在施用碳氮比大的有机肥(如稻草等)或用碳氮比大的材料作堆沤肥时,都应该补充含氮多的肥料以调节碳氮比。