新型肥料---有机碳肥
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2. 生产工艺：好氧、高温、翻堆—高温烘干
有机质
CO2 + H2O+ M 控制性降解 小分子有机碳
有机碳营养与普通有机肥比较
有机营养肥
有机碳肥 小分子 活性官能团多 直接吸收 有机碳利用率高
普通商有品机营有养肥机肥
大分子 活性官能团很少 难直接吸收 有机碳利用率低
有机碳成分匹配-优化（优选好成分-碳链长短、性状、官能团等）
不是转基因，也不用化学激素， 而是“有机碳肥+化肥”模式
（实际增收 106.2%）
对照：每亩底肥施复合肥50kg；B方案：底肥在对照基础上加 施有机碳菌剂40kg；A方案：在B方案基础上喷施2次液态有机 碳共400ml
“有机碳肥+化肥”使玉米产双棒图 （实际增产42.3%）
碳循环促进清洁生产和循环经济
第三届液体肥料产业发展论坛
有机碳肥与现代农业
李群良 广西大学化学化工学院
2015.12.26
报告内容
• 碳素重新认识及定位 • 碳短板及补碳 • 碳肥及其分类 • 有机碳肥定义、功能及意义 • 有机碳肥生产技术及工艺 • 国内外碳肥生产概况 • 我们的研究进展及未来发展
植物必需营养元素及可利用形态
17种植物必需元素，C重新定位
基础元素 大量元素 中量元素 微量元素
C
H、O、 N、 Ca、 Mg、 S Fe、Cu、
P、K
Mn、Mo、 Zn、Cl、 B、Ni
与N、P、K
分开，不在
一个水平！
NPK 11%
HO 34%
C 55%
植物C与其他植物养分比例
植物含 C 55%，HO 34%，NPK<11%
固体有机废弃物、畜禽粪便
建堆半厌氧发酵
高堆焖干
高碳有机肥
产品 A
氧化剂、催化剂
混合适温 干燥
固体有机碳肥
产品 B
浓缩有机废液
反应罐
液态有机碳肥
产品 C
化肥
混溶器
有机碳复混液肥
注：在适当环节加入功能菌，就可形成另一系列有机碳菌肥。
产品 D
正午：未施用液态有机对照（每亩施复合肥40公斤）; 施用 液态有机碳肥试验（施肥同对照，每亩加施液态有机碳肥3 公斤）
有机碳无机液肥
有机碳无机复混菌肥 （金三极）
有机碳菌肥 （粒粒珠）
有机碳菌剂 （农用天佳）
高碳有机肥发酵剂 秸秆快速腐解剂
肥效和使用价值举例： 1吨金三极总肥效=（5吨商品有机肥+0.3吨高浓度复合肥），后者市场价
值合计约6000元。每亩用金三极80公斤，价值相当于480元。
120d 2.3%
30d 4.2%
Energy Humification
Composting
Compost
Innovative pathway
Controlled degradation
Organic carbon fertilizers
有机废弃物控制性降解
商品有机肥理论、标准和工艺的不妥之处：
1. 传统有机肥理论要点：制造“矿化腐殖 质”，没有“有机碳养分”的要求。 标准： 有机质含量≥45% 总养分（N+P2O5+K2O）≥5%
4d 7.3%
0d 4.5%
液体有机碳肥粒径分布
创新路径：有机物料
有机大分子
有机小分子 有机碳肥+微生物
Production of organic carbon fertilizers from organic wastes
Traditional Aerobic Composting Process
Lignocellulose
Organic degradation waste
有机碳肥功能
• 物质性----补碳，构建植物体内各有机成分 的必需成分-碳骨架！
• 能量性----为作物生长节省了能量-节能！ • 营养吸收的组织者---可促进NPK等元素吸
收利用！ • 可改善作物品质和提高其免疫力！ • 是激活土壤微生物的必需口粮！ • 环保功能！
有机碳肥生产工艺
有机碳菌剂（ BFA ）
农产品
农田
人类食物 畜禽饲料 工业品原料 商业化运作
排泄物 排泄物 废渣废水 有机垃圾
固态有机废物 高浓度废水
液态有机碳肥 生化反应
工
业
固态有机碳肥 复合干燥
化
高碳有机肥
BFA半厌氧发酵
生 产
有机碳肥技术促进大物质循环示意图
六、有机碳肥系列产品
液态有机碳
有机碳微量元素水溶肥 （绿乌龙）
有机碳菌液
• 事实上，植物存在多种方式和途径吸收碳 元素！
碳素吸收“二通道”
光能
叶绿体
有机碳养分
叶
肉
气孔
CO2 O2
光能
叶绿体
有机ຫໍສະໝຸດ Baidu养分
叶
肉
气孔
CO2 O2
×有机碳养分
一通道（传统学说）
有机碳养分 +矿 物营养+ 水
有机碳养分+ 矿 物营养 +水
二通道（事实存在）
两种原料（CO2，有机碳）比较
1. 天补 -- 缺碳+受制于光
B1
C 2+
Ca
3+
Fe
2+
Mg
C/N
B1
N Ca P K Fe Zn Mn B
有机融合态矿物营养
微胶质物
B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2
B3 B3
B3
B3
B3 B3
B3 B3 B3
B3 B3 B3
B3 B3 B3
（生物肥力）
碳吸收通道？
• 几乎所有教科书都认为：碳元素通过植物 叶片光合作用而获得！
靠天补C-碳饥饿，需肥补！
最小养分律---木桶理论(缺碳)
NPK等元素远远超量，而C却得不到补充，造成养分极不平 衡，作物产量无法提高、品质无法改善！
有机质含量是土壤肥沃程度的指标
%有 机
5质 4
3 2 1
土壤肥沃程度分类图
富线 良线 红线 贫线 危线
碳营养是土壤肥力的基础物质
（松土）增O2 B1
有机质≠有机肥≠有机营养
无机碳肥
• 无机碳肥----主要包括H2CO3、CO2、 HCO3- 、CO32- 等
碳酸氢盐的代谢途径
有机碳肥
• 有机碳肥就是富含植物所需有机养分的肥料， 而植物有机养分的有效物质就是植物根系可 直接吸收的小分子水溶有机碳。包括以下内 涵： a. 小分子，即分子量通常在600 Da； b. 水溶性好，能直接溶于水，可被微生物 或植物吸收利用； c. 有机化合物，含有碳骨架，也可包含N、 P等元素。 d. 是一种具有能量的肥料！唯一！
植物营养中的“碳饥饿”
• C、 H O、N P K 、Ca Mg S 、Fe Cu Mn Zn Mo Cl B Ni
大中微肥唯缺C（仅气肥用于大棚)，大田C长期缺位。 碳短板严重制约作物养分平衡 大气CO2， 300-350ppm 最佳浓度，1000ppm 株间实际浓度，200ppm 自然差距3-4倍！田间差距5倍 ，碳成短板！
光 （时、强）
无机 ------- 有机
+NPK
合成少
2. 肥补 有机碳
少 受制于光
+NPK 有机碳 合成多
（跳过光合 作用，节能）
有机碳-无机碳的对比
形态
能耗 补碳途径 施用范围 光、碳限制
CO2
有机 碳肥
无机气态 需光合能 叶面
大棚
受限制
有机固液 省光合能 叶面 根 大棚、大田 不受限制
有机碳形成碳骨架、节能 、高效！
碳肥定义及其分类
• 碳肥是指能为作物提供有效碳素营养的肥 料；
• 按碳素物理形态，可分为气态碳肥、液态 碳肥和固态碳肥；
• 按碳素存在化学性质，可分为无机碳肥和 有机碳肥。
气态碳肥
• 主要是CO2----主要表现在增加光合作用。 已在大棚成功应用，获得良好增产效果；
• 富碳农业概念将工业CO2排放与农业增碳有 机联系起来。
液态碳肥
• 液态碳肥由高浓度有机废水通过生物化工 的方法催化控制性降解，释放出大量小分 子水溶有机碳加工而成，主要优势： a. 一个新型特大肥料产业 b. 弥补了有机肥的缺陷和应用领域 c. 具有环保和节能减排效应 d. 具有重要学术价值
固态碳肥
• 固态碳肥----主要由固体有机废弃物经微生 物发酵控制性降解形成大量小分子水溶有 机碳。
有机质
CO2 + H2O+ M 控制性降解 小分子有机碳
有机碳营养与普通有机肥比较
有机营养肥
有机碳肥 小分子 活性官能团多 直接吸收 有机碳利用率高
普通商有品机营有养肥机肥
大分子 活性官能团很少 难直接吸收 有机碳利用率低
有机碳成分匹配-优化（优选好成分-碳链长短、性状、官能团等）
不是转基因，也不用化学激素， 而是“有机碳肥+化肥”模式
（实际增收 106.2%）
对照：每亩底肥施复合肥50kg；B方案：底肥在对照基础上加 施有机碳菌剂40kg；A方案：在B方案基础上喷施2次液态有机 碳共400ml
“有机碳肥+化肥”使玉米产双棒图 （实际增产42.3%）
碳循环促进清洁生产和循环经济
第三届液体肥料产业发展论坛
有机碳肥与现代农业
李群良 广西大学化学化工学院
2015.12.26
报告内容
• 碳素重新认识及定位 • 碳短板及补碳 • 碳肥及其分类 • 有机碳肥定义、功能及意义 • 有机碳肥生产技术及工艺 • 国内外碳肥生产概况 • 我们的研究进展及未来发展
植物必需营养元素及可利用形态
17种植物必需元素，C重新定位
基础元素 大量元素 中量元素 微量元素
C
H、O、 N、 Ca、 Mg、 S Fe、Cu、
P、K
Mn、Mo、 Zn、Cl、 B、Ni
与N、P、K
分开，不在
一个水平！
NPK 11%
HO 34%
C 55%
植物C与其他植物养分比例
植物含 C 55%，HO 34%，NPK<11%
固体有机废弃物、畜禽粪便
建堆半厌氧发酵
高堆焖干
高碳有机肥
产品 A
氧化剂、催化剂
混合适温 干燥
固体有机碳肥
产品 B
浓缩有机废液
反应罐
液态有机碳肥
产品 C
化肥
混溶器
有机碳复混液肥
注：在适当环节加入功能菌，就可形成另一系列有机碳菌肥。
产品 D
正午：未施用液态有机对照（每亩施复合肥40公斤）; 施用 液态有机碳肥试验（施肥同对照，每亩加施液态有机碳肥3 公斤）
有机碳无机液肥
有机碳无机复混菌肥 （金三极）
有机碳菌肥 （粒粒珠）
有机碳菌剂 （农用天佳）
高碳有机肥发酵剂 秸秆快速腐解剂
肥效和使用价值举例： 1吨金三极总肥效=（5吨商品有机肥+0.3吨高浓度复合肥），后者市场价
值合计约6000元。每亩用金三极80公斤，价值相当于480元。
120d 2.3%
30d 4.2%
Energy Humification
Composting
Compost
Innovative pathway
Controlled degradation
Organic carbon fertilizers
有机废弃物控制性降解
商品有机肥理论、标准和工艺的不妥之处：
1. 传统有机肥理论要点：制造“矿化腐殖 质”，没有“有机碳养分”的要求。 标准： 有机质含量≥45% 总养分（N+P2O5+K2O）≥5%
4d 7.3%
0d 4.5%
液体有机碳肥粒径分布
创新路径：有机物料
有机大分子
有机小分子 有机碳肥+微生物
Production of organic carbon fertilizers from organic wastes
Traditional Aerobic Composting Process
Lignocellulose
Organic degradation waste
有机碳肥功能
• 物质性----补碳，构建植物体内各有机成分 的必需成分-碳骨架！
• 能量性----为作物生长节省了能量-节能！ • 营养吸收的组织者---可促进NPK等元素吸
收利用！ • 可改善作物品质和提高其免疫力！ • 是激活土壤微生物的必需口粮！ • 环保功能！
有机碳肥生产工艺
有机碳菌剂（ BFA ）
农产品
农田
人类食物 畜禽饲料 工业品原料 商业化运作
排泄物 排泄物 废渣废水 有机垃圾
固态有机废物 高浓度废水
液态有机碳肥 生化反应
工
业
固态有机碳肥 复合干燥
化
高碳有机肥
BFA半厌氧发酵
生 产
有机碳肥技术促进大物质循环示意图
六、有机碳肥系列产品
液态有机碳
有机碳微量元素水溶肥 （绿乌龙）
有机碳菌液
• 事实上，植物存在多种方式和途径吸收碳 元素！
碳素吸收“二通道”
光能
叶绿体
有机碳养分
叶
肉
气孔
CO2 O2
光能
叶绿体
有机ຫໍສະໝຸດ Baidu养分
叶
肉
气孔
CO2 O2
×有机碳养分
一通道（传统学说）
有机碳养分 +矿 物营养+ 水
有机碳养分+ 矿 物营养 +水
二通道（事实存在）
两种原料（CO2，有机碳）比较
1. 天补 -- 缺碳+受制于光
B1
C 2+
Ca
3+
Fe
2+
Mg
C/N
B1
N Ca P K Fe Zn Mn B
有机融合态矿物营养
微胶质物
B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2
B3 B3
B3
B3
B3 B3
B3 B3 B3
B3 B3 B3
B3 B3 B3
（生物肥力）
碳吸收通道？
• 几乎所有教科书都认为：碳元素通过植物 叶片光合作用而获得！
靠天补C-碳饥饿，需肥补！
最小养分律---木桶理论(缺碳)
NPK等元素远远超量，而C却得不到补充，造成养分极不平 衡，作物产量无法提高、品质无法改善！
有机质含量是土壤肥沃程度的指标
%有 机
5质 4
3 2 1
土壤肥沃程度分类图
富线 良线 红线 贫线 危线
碳营养是土壤肥力的基础物质
（松土）增O2 B1
有机质≠有机肥≠有机营养
无机碳肥
• 无机碳肥----主要包括H2CO3、CO2、 HCO3- 、CO32- 等
碳酸氢盐的代谢途径
有机碳肥
• 有机碳肥就是富含植物所需有机养分的肥料， 而植物有机养分的有效物质就是植物根系可 直接吸收的小分子水溶有机碳。包括以下内 涵： a. 小分子，即分子量通常在600 Da； b. 水溶性好，能直接溶于水，可被微生物 或植物吸收利用； c. 有机化合物，含有碳骨架，也可包含N、 P等元素。 d. 是一种具有能量的肥料！唯一！
植物营养中的“碳饥饿”
• C、 H O、N P K 、Ca Mg S 、Fe Cu Mn Zn Mo Cl B Ni
大中微肥唯缺C（仅气肥用于大棚)，大田C长期缺位。 碳短板严重制约作物养分平衡 大气CO2， 300-350ppm 最佳浓度，1000ppm 株间实际浓度，200ppm 自然差距3-4倍！田间差距5倍 ，碳成短板！
光 （时、强）
无机 ------- 有机
+NPK
合成少
2. 肥补 有机碳
少 受制于光
+NPK 有机碳 合成多
（跳过光合 作用，节能）
有机碳-无机碳的对比
形态
能耗 补碳途径 施用范围 光、碳限制
CO2
有机 碳肥
无机气态 需光合能 叶面
大棚
受限制
有机固液 省光合能 叶面 根 大棚、大田 不受限制
有机碳形成碳骨架、节能 、高效！
碳肥定义及其分类
• 碳肥是指能为作物提供有效碳素营养的肥 料；
• 按碳素物理形态，可分为气态碳肥、液态 碳肥和固态碳肥；
• 按碳素存在化学性质，可分为无机碳肥和 有机碳肥。
气态碳肥
• 主要是CO2----主要表现在增加光合作用。 已在大棚成功应用，获得良好增产效果；
• 富碳农业概念将工业CO2排放与农业增碳有 机联系起来。
液态碳肥
• 液态碳肥由高浓度有机废水通过生物化工 的方法催化控制性降解，释放出大量小分 子水溶有机碳加工而成，主要优势： a. 一个新型特大肥料产业 b. 弥补了有机肥的缺陷和应用领域 c. 具有环保和节能减排效应 d. 具有重要学术价值
固态碳肥
• 固态碳肥----主要由固体有机废弃物经微生 物发酵控制性降解形成大量小分子水溶有 机碳。