水稻土固碳研究 大马力碳基菌肥揭露水稻增产的秘密

2016年上半年,广东瑞丰生态环境科技股份有限公司的“大马力碳基菌肥”在广东、广西两省份的水稻种植中,开始了局部区域的应用,取得了不错的增产效果。据抽样800余亩水稻的产量,平均增产在120—150斤/亩。其中,增产最明显地区为广西的平南县及周边地区,抽样每亩增产186斤/亩,以及广东的江门地区,抽样增产192斤/亩。施用“大马力”碳基菌肥最主要表现的效果在于水稻分蘖增多、稻穗粗长、饱粒较多。为什么“大马力”碳基菌肥能表现出如此优异的种植效果呢?两个不是“秘密”的秘密:炭基肥补碳、菌肥调理水稻土!

       且看以下“大马力”碳基菌肥的水稻种植理论。



水稻土是特殊的生物地球化学环境。水稻土是人为活动所改变或塑造的特殊土壤,而特定的水稻土可以反映人为管理对自然土壤的改造和定向培育的演化。

水稻土是生产能力高而土壤质量相对较好的农业资源,而且还是在环境和气候变化中生产力较为稳定的农业土壤 。稻田土壤由于干湿交替等管理赋予土壤微生物独特的生境,稻田可以认为是一个具有独特生物地球化学过程的农业管理的地球表层生态系统,特别是在甲烷等温室气体产生和排放上。

2014 年,德国科学基金会(Deutsche Forschungsgemeinschaft,DFG)资助下,IngridK-Knaber 在德国Freising 专门召开了一个水稻土生物地球化学循环国际学术讨论会,开放性讨论水稻土有机质固定及稳定机制,微生物与碳氮循环、水稻土发育的功能变化等问题。

水稻土是中国稻作文明的代表,是我国土壤学的特色学术资源,我国必需发展水稻土有机质及其生物地球化学研究。我国土壤科学家对水稻土有机碳的相关研究,已经充分认识到水稻土是有机碳含量水平较高、当前固碳趋势显明而固碳潜力较大的特色耕作土壤。

大量的资料表明,水稻土有机碳不仅控制着稻田土壤生产力,而且还调节着土壤生态系统服务功能。尽管团聚体尺度有机碳和微生物及酶活性等已有许多报道,但有机碳固定和积累中土壤碳库及其团聚体分布与微生物及其功能活性的关系还未有系统和深入的综合研究。


瑞丰生态在研发“大马力”碳基菌肥的过程当中,与国内相关碳肥专家,曾经提出了有机质积累和稳定中土壤功能性结构发育的假设,即有机质—微生物—土壤酶等特定组合关系团聚体结构,会随有机碳的积累和稳定而演进,并推动土壤功能的演进。水稻土有机碳固定及稳定与微生物活性的协调。已有的研究中注意到,水稻土中真菌和细菌基因丰度(微生物生长活性)具有不同的团聚体分布格式,真菌多样性与团聚体中有机质(代表碳固定)分布相呼应,而细菌在不同的团聚体均有分布,尽管在细微的黏粒级团聚体更丰富。

而土壤的总体酶活性分布与细菌多样性高度相关。而在水稻耕作和管理的时间序列中,土壤团聚体稳定性持续提高(表现为MWD 线性递增),微生物丰度及酶活性强度相应递增。

可以这样认为,有机质碳的固定和稳定在团聚体水平上可能并不矛盾,即土壤中有机碳氮积累和稳定,可能有利于一个更高生物活性的微生物与有机质共存演进的团聚体结构。土壤碳库建成及稳定与微生物活性在团聚体层面的协调问题。不同条件下有机质、真菌和细菌等微生物及其胞外酶具有一定的团聚体分布模式。

随着有机质的积累,土壤大团聚体发育,不同微孔径和团聚体形成了有机质和微生物相互隔离但又在团聚体尺度上相互协调的一种特定结构,有机碳被物理保护而聚集在特定的微团聚体内部和周围,适合这些微团聚体孔隙生境的微生物存在于期间,形成了多样化的有机质—微生物微结构生境,也就是说被固定的有机质和长期有机质积累下演化的微生物群落被安置在不同的空间,微生物处于良好的生境条件下,其丰度、活性及功能多样性得以保持和提高。


这就是瑞丰生态公司参与提出与研发的团聚体功能性结构的原理。这种结构和作用将随着良好管理的有机碳固定和稳定化的长期作用而协同演化。因此,土壤碳库建成及稳定与微生物活性可以协调发展。于是,可以通过分析不同团聚体与土壤碳库的关系和团聚体不同碳库与微生物活性的关系来诠释有机质积累和稳定对于土壤功能的关键作用。无论是土壤团聚体的生物物理过程,还是生物地球化学过程,水稻土都与旱地有极大的差异。从团聚体层面研究水稻土的有机质—微生物—土壤生物活性有望创新农业管理土壤碳循环与生态系统功能的认识。

瑞丰生态公司的碳基菌肥,可以为可持续土壤固碳和农田有机质提升,除了有效提高水稻单位面积的产量的同时,还为固碳减排与提升农田生产力及增进土壤环境服务功能提供科学依据和管理的政策依据。