کربن چقدر برای گیاهان مهم است؟

کربن عنصر اساسی است که ترکیبات آلی مانند موجودات زنده و غذا را می سازد. از آنجایی که اتم‌های کربن می‌توانند شکل‌های مختلفی از جمله زنجیره‌ها، اهرام، حلقه‌ها، ورق‌ها و لوله‌ها را تشکیل دهند، آلوتروپ‌های متعددی دارد و نقش مهمی در زمینه‌های مختلف ایفا می‌کند. در سال‌های اخیر، نانوموادی که توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند، مانند نانولوله‌های کربنی و فولرن‌ها، همگی آلوتروپ‌های کربن هستند.

امروز گیاهان را به عنوان مثال می‌آوریم تا ببینیم کربن چه اثراتی بر موجودات زنده دارد.

اهمیت کربن برای محصولات کشاورزی

1. کربن بزرگترین ماده غذایی (عنصر اساسی) در بین 17 ماده غذایی ضروری برای محصولات است. بیش از 50 درصد از کل عناصر غذایی ضروری گیاهان و 35 درصد از ماده خشک گیاه را تشکیل می دهد که چندین برابر مجموع عناصر بزرگ، متوسط ​​و کمیاب است. کربن یکی از ضروری ترین عناصر برای محصولات زراعی است.

2. مکمل کافی عناصر کربنی، پیش نیاز لقاح متعادل سایر عناصر معدنی است. مواد مغذی کربن آلی و حاصلخیزی بیولوژیکی جنبه منفی حاصلخیزی خاک را تشکیل می دهند، در حالی که مواد مغذی معدنی جنبه مثبت آن را تشکیل می دهند. زمانی که یین و یانگ متعادل و فراوان باشند، محصولات باکیفیت و پرمحصول خواهند بود. اگر یانگ قوی و یین ضعیف یا یین قوی و یانگ ضعیف باشد، بازده بالا حاصل نخواهد شد. نادیده گرفتن مواد مغذی کربن آلی و مطالعه تعادل بین مواد مغذی معدنی به تنهایی یک قدم دورتر است.

3. نسبت کربن به نیتروژن: نسبت کربن به نیتروژن برای تجزیه مناسب مواد آلی توسط میکروارگانیسم ها 25:1 است. به طور کلی نسبت کربن به نیتروژن ساقه گیاهان علفی مانند ساقه برنج، ساقه ذرت و علف های هرز 60 تا 100 به 1 است. نسبت کربن به نیتروژن ساقه های گیاهان حبوبات 15 تا 20:1 است. نسبت کربن به نیتروژن در برگ سبزیجات پرمحصول 70:1 است. درختان میوه 30:1 هستند.

4. کربن چارچوبی برای ترکیب مواد مغذی معدنی است و مؤلفه لازم برای ساخت اجزای مختلف آلی در گیاهان - چارچوب کربن - را فراهم می کند. از جمله انواع مختلف چارچوب‌های کربنی زنجیره‌ای و حلقه‌ای، آنها مواد اولیه گیاهان برای سنتز قندها، پروتئین‌ها، اسیدهای آمینه، آنزیم‌ها، هورمون‌ها، مواد سیگنال‌دهنده و غیره هستند.

5. زمین یک موجود زنده است و منبع اصلی انرژی برای حفظ فعالیت های حیات در زمین، مواد مغذی کربن آلی است. در حال حاضر، زمین های زیر کشت کشور من به طور کلی با کمبود کربن مواجه است و بیماری های ناشی از کمبود کربن به یک امر عادی تبدیل شده است و بیش از سایر بیماری های محصول زیان های کشاورزی را به همراه دارد. بزرگترین فضا برای کشاورزی در مکمل کربن نهفته است.

منبع کربن

1. به طور طبیعی بدهید.این ماده عمدتاً دی اکسید کربن موجود در هوا را از طریق روزنه های برگ برای فتوسنتز جذب می کند و انرژی خورشیدی را به انرژی شیمیایی تبدیل می کند تا کربوهیدرات ها را تشکیل دهد که بافت داخلی و منبع انرژی محصول را تشکیل می دهد.

2. کود کربن آلی را به ریشه ها بمالید.ریشه گیاهان کود کربن آلی با مولکول کوچک حل شده در آب را از خاک جذب می کند و آن را به داخل گیاه منتقل می کند و در آنجا بافت داخلی گیاه و منبع انرژی را از طریق واکنش های الکتروشیمیایی تشکیل می دهد. اجزای اصلی عبارتند از سلولز، لیگنین، قند، پروتئین، اسیدهای آمینه و غیره. کربن موجود در مواد آلی خاک یک ماده مغذی کربن آلی واقعی نیست. کودهای آلی غیر محلول در آب سنتی (کود مرغی، کود خوکی، کود گوسفندی، کود گاوی و سایر کودهای حیوانی) و کودهای آلی اسید هیومیک ماکرومولکولی دارای کربن محدودی هستند (5 ماه طول می کشد تا کود آلی سنتی آزاد شود {{4} }.5% از منبع کربن آلی) و نمی تواند منابع کربن را به طور موثر و به موقع پر کند. کربن مواد مغذی قابل جذب مستقیم توسط ریشه گیاهان و میکروارگانیسم های خاک باید کربن آلی محلول با مولکول کوچک باشد.

علل کمبود کربن

زمین یک موجود زنده است و منبع اصلی انرژی برای حفظ فعالیت های حیات در زمین، مواد مغذی کربن آلی است. محتوای کربن آلی مولکولی کوچک، کارایی کود کود آلی را تعیین می کند. در حال حاضر، زمین های زیر کشت کشور من به طور کلی کمبود کربن دارد. نتایج آزمایش نشان می دهد که کمتر از 5 درصد دارای محتوای آلی بیش از 2 درصد، 80 درصد دارای محتوای آلی کمتر از 1.5 درصد و نزدیک به 15 درصد از نمونه های خاک دارای محتوای آلی کمتر از 1 درصد هستند. همانطور که همه می دانیم، ضریب کربن مواد آلی 1.724 است، یعنی 1.7224 ماده آلی دارای 1 کربن است. محتوای مواد آلی خاک بسیار کم است، به این معنی که گیاهان اساساً قادر به جذب کربن آلی محلول در آب از خاک نیستند. محصولات زراعی از ریشه خود کربن دریافت نمی کنند که منجر به کمبود کربن می شود.

1. در شرایط کاشت مصنوعی، به ویژه در زمین های بایر یا کاشت گلخانه ای، تامین (تمرکز) CO₂ناکافی است و محتوای CO₂در هوا حدود 0.03% است. از منظر نیازهای فتوسنتز گیاهان، این مقدار نسبتاً کم است. زمانی که CO₂غلظت در هوا تا 0.1% افزایش می‌یابد، شدت فتوسنتز را می‌توان به طور قابل توجهی افزایش داد و عملکرد محصول را افزایش داد. سبزیجات گلخانه ای بیشتر روز در حالت «گرسنگی کربن» هستند.

2. وقتی فتوسنتز در شب، روزهای بارانی و روزهای مه وجود ندارد، منبع کربن گیاهان ناکافی است. با این حال، متابولیسم ثابت آن در حال مصرف «کربن» است که اضافه برداشت است.

3. برای مدت طولانی، محافل نظری به طور کلی CO را در نظر گرفته اند₂به عنوان تنها منبع کربن برای گیاهان، بدون توجه به این واقعیت عینی که کربن آلی محلول در آب در خاک یکی دیگر از منابع کربن مهم برای گیاهان است. در نتیجه، مسیر لقاح "شکوفایی یانگ و کاهش یین" در واقع شکل می گیرد که تغذیه ارگانیک را نادیده می گیرد و در نتیجه تعداد زیادی از محصولات اغلب در حالت "گرسنگی کربن" قرار می گیرند.

4. در حالی که مقدار کودهای نیتروژن، فسفر و پتاسیم به طور قابل توجهی افزایش یافته است، مکمل کربن در نظر گرفته نشده است، که "کمبود کربن" را حتی بیشتر می کند.

آسیب مستقیم ناشی از کمبود کربن به محصولات

1. ضعف سیستم ریشه

سیستم ریشه برای تقویت رشد به چه چیزی متکی است؟ اولین مورد عدم تحریک داخلی برای رشد ریشه است: طبیعت دوستدار آب و کود ریشه ها به سیستم ریشه محرک ذاتی می دهد تا به سمت بیرون و پایین گسترش یابد. خاک با مواد آلی دارای محتوای آب ضعیف است و محلول های کود مختلف توانایی ضعیفی برای "بیان" به ریشه دارند. در نتیجه، رشد ریشه مهار می شود. ثانیاً، تحریک برونزای رشد ریشه کافی نیست. میکروارگانیسم های خاک با سیستم ریشه تعامل دارند. مواد آلی و منابع کربن مورد نیاز برای تولید مثل میکروبی در خاک کافی نیست و در نتیجه یک جامعه میکروبی ریزوسفری پراکنده است. تحریک خارجی برای رشد سیستم ریشه بسیار ضعیف است و سیستم ریشه تحریک خارجی را برای رشد از دست می دهد.

بنابراین، خاک فاقد کربن آلی محلول در آب - کربن موجود - است که می تواند مستقیماً توسط ریشه ها و میکروارگانیسم های خاک جذب شود و مستقیماً باعث ضعیف شدن و پیری ریشه های محصول شود. این دلیل اصلی کاهش عملکرد محصول و مقاومت ضعیف در برابر تنش است.

2. پیری زودرس

علت پیری زودرس محصولات به طور طبیعی با ضعف ریشه ارتباط مستقیم دارد. آنچه در اینجا باید به آن اشاره شود این است که سایر اندام ها و بافت های داخلی محصولات به ویژه لیگنین، سلولز و قند برای تبدیل کربن موثر جذب شده توسط ریشه به انرژی نسبتاً کمی نیاز دارند. حتی در شب، در روزهای ابری و بارانی یا در محیط های گلخانه ای که CO₂ناکافی است و نور خورشید ضعیف است، این دگرگونی و تجمع می تواند ادامه یابد و بافت های داخلی گیاه می توانند مکمل های غذایی دریافت کنند. برعکس، ریشه ها اساسا نمی توانند کربن موجود را جذب کنند. محصولات زراعی برای تبدیل CO فقط به فتوسنتز برگها متکی هستند₂و انرژی تبدیل مورد نیاز برای همان انباشتگی بسیار بیشتر است. زمانی که آفتاب کافی در روز وجود داشته باشد، انرژی تامین می شود، اما در شب یا در روزهای بارانی، این تبدیل و تجمع کمتر می شود و متابولیسم انرژی درون محصول را مصرف می کند. این عدم تعادل بودجه انرژی یکی دیگر از دلایل پیری زودرس گیاه است. این وضعیت به ویژه در خربزه، حبوبات، سبزیجات و درختان میوه با دوره رشد طولانی قابل توجه است. آزمایشات نشان داده است که با استفاده از همان مقدار کود و افزودن کود آلی کافی به کود پایه می توان زمان برداشت لوبیا سبز، خربزه تلخ، خیار، بادمجان و سایر محصولات را یک تا دو ماه افزایش داد و عملکرد کل را افزایش داد. را می توان تا 30-60٪ افزایش داد. با کربن آلی کافی، گیاهان سرزندگی قوی، طول عمر و عملکرد بالا خواهند داشت. در غیر این صورت، گیاهان زودرس پیر می شوند و عملکرد کاهش می یابد.

3. بیماری برگ زرد و کلروز

در روزهای ابری و بارانی، فتوسنتز نزدیک به توقف است و CO₂در هوا به طور معمول نمی تواند جذب و تبدیل شود و تغذیه کربن و انرژی کربن محصولات هر دو کاهش می یابد. در صورت تداوم بارندگی، برگ های زرد می ریزند و برگ های جدید برخی از محصولات کلروتیک می شوند. به طور کلی با "قطع آب" اشتباه می شود. در واقع، فقط ریشه های پوسیده "خروج آب" هستند. به طور کلی، "قطع آب" نیست بلکه کمبود کربن است.

4. زیر سلامت

«زیر سلامتی» محصولات چیست؟ یعنی گیاهان هیچ علامت واضحی ندارند اما به کندی کوچک می شوند و رشد می کنند یا برگ ها کوتاه می شوند و بوی اولیه خود را کاملا از دست می دهند. دلایل زیادی برای زیرسلامتی وجود دارد. علاوه بر عواقب بلایای طبیعی، کیفیت بذر، عوارض ناشی از صدمات دارویی و کود، سوء تغذیه و غیره نیز وجود دارد. در حال حاضر تامین مواد مغذی کود شیمیایی برای محصولات عمومی کافی است، اما اغلب کمبود شدید ارگانیک وجود دارد. مواد مغذی، یعنی کمبود کربن. تبدیل CO₂در هوا در گیاهان ابتدا به فتوسنتز متکی است. این دگرگونی تقریباً در شب متوقف می شود، اما محصولات هنوز در حال متابولیسم و ​​مصرف انرژی هستند. اگر ریشه هایی وجود داشته باشند که کربن آلی محلول در آب را به عنوان مکمل جذب کنند، نه تنها می توانند تبدیل و انباشت مواد را ادامه دهند، بلکه انرژی متابولیک را نیز تامین می کنند. هنگامی که کمبود کربن وجود داشته باشد، این وضعیت نمی تواند ادامه یابد، بنابراین کارخانه بین روز و شب متناوب می شود و "اضافه برداشت" متناوب را تجربه می کند. این باعث می شود گیاه نتواند رشد طبیعی داشته باشد و انباشت مواد را کامل کند و در حالت "زیر سلامت" قرار گیرد.

5. کاهش مقاومت در برابر بیماری و مقاومت در برابر استرس

محصولات زراعی دارای مجموعه ای از مکانیسم های درونی برای پاسخ به ناملایمات مانند سرما، گرما، خشکسالی و سیل و جلوگیری از بیماری ها و آفات حشرات هستند که انرژی، "فرومون" و "مواد ترمیم کننده" تولید شده توسط آنهاست. با این حال، در صورت کمبود مواد سیگنال لازم و ارسال و دریافت آنها، محصولات زراعی قادر به اعمال عملکرد مقاومت در برابر تنش خود نخواهند بود و "تخته کوتاه کربن" از تولید و انتقال مواد سیگنال مقاومت به تنش جلوگیری می کند. به همین ترتیب، برای مبارزه با آفات و بیماری‌ها و استفاده از مکانیسم‌های ذاتی محصولات، باید بر "کاستی‌های کربنی" غلبه کنیم تا نقش آنها را به طور کامل ایفا کنیم. وقتی شرایط محیطی بدتر می شود، فتوسنتز عادی نمی تواند ادامه یابد. در این زمان، جذب کربن موجود از ریشه برای تجدید انرژی حتی بیشتر ضروری است. این نشان می دهد که کمبود کربن برای گیاهان در شرایط سخت چه معنایی دارد. هنگامی که گیاهان تحت فشار بیماری ها و آفات حشرات قرار می گیرند، "فرومون" خاصی را آزاد می کنند تا منبع بیماری "عقب نشینی" کند. اگر بافت گیاه آسیب ببیند، "مواد ترمیم کننده" نیز برای ترمیم (یا بازسازی) تولید می کند. این "هورمون های فرمونی" و "مواد ترمیم کننده" همگی حاوی عناصر کربن هستند. هر چه مواد مغذی آلی فراوانتر باشند، شدت این مواد بیشتر خواهد بود. به همین دلیل است که گیاهان ضعیف نسبت به گیاهان قوی بیشتر مستعد ابتلا به بیماری ها هستند. کمبود کربن موجود از ریشه نه تنها تجمع مواد مغذی را کاهش می دهد، بلکه مکانیسم پیشگیری و مقاومت در برابر بیماری را نیز تضعیف می کند که دلیل ذاتی بیماری های گیاهی است. بنابراین، اغراق نیست اگر بگوییم کمبود کربن منشأ همه بیماری ها در محصولات است.

6. کیفیت پایین، عملکرد کم و تخریب گونه

کیفیت محصولات کشاورزی مانند میوه ها و سبزیجات با طعم نامرغوب، محتوای کم ویتامین C، نیترات بالا و عدم تحمل ذخیره سازی کاهش یافته است. البته این فقط یک ظاهر است، اما اصل این است: تغییرات نسبت مواد در محتویات "محصولات کود شیمیایی" و مشتقات غیرعادی متابولیسم باعث از بین رفتن یا اختلال در بیان اطلاعات ژنتیکی محصول می شود که نه تنها کیفیت محصولات زراعی را کاهش می دهد، بلکه باعث تخریب گونه ها می شود. به جز انواع هیبریدی، عموماً محصولات خالص را می توان از نسلی به نسل دیگر منتقل کرد، اما اکنون حتی کشاورزان عادی به ندرت بذرهای خود را ذخیره می کنند زیرا این نوع "انتقال از نسلی به نسل دیگر" دیگر قابل اعتماد نیست.

کود کربن آلی به وجود آمد

کوددهی متعادل یک فناوری مهم برای محصولات پرمحصول و با کیفیت بالا است. اگر می خواهید کود را متعادل کنید، ابتدا باید کربن را دوباره پر کنید. تعادل کربن در تعادل تغذیه گیاه نه تنها یک موضوع تئوریک اصلی تغذیه گیاه است، بلکه یک ارتفاع فرماندهی فنی جدید برای توسعه محصولات کودی جدید فراهم می کند. محصولات زراعی در حالت طبیعی به تغذیه دی اکسید کربن متکی هستند. این روش پر کردن کربن از آسمان تنها می تواند یک پنجم نیاز آنها را برطرف کند. محصولات زراعی برای مدت طولانی در «گرسنگی کربن» به سر می بردند. پر کردن کربن از طریق کود کربن آلی می تواند به طور موثر "گرسنگی کربن" را از بین ببرد و تعادل کربن را به دست آورد. تحقیق و استفاده از کودهای کربن آلی، وضعیت صد ساله محصولات "متکی به آسمان برای پر کردن کربن" را تغییر خواهد داد و یک روش جدید پربازده برای "کودهای کربن آلی که کمبود آسمان را جبران می کنند" ایجاد می کند.

1. تعریف کود کربن آلی

کود کربن آلی به کودهایی اطلاق می شود که می توانند مواد مغذی کربن آلی مایع یا جامد را فراهم کنند که بسیار محلول در آب هستند و به راحتی توسط گیاهان جذب می شوند، مانند قند، اسید، آنزیم ها و اسیدهای آمینه. کودهای کربن آلی می توانند به صورت مایع یا جامد باشند، استفاده از آنها راحت تر از کودهای کربنی گازی است و می توانند به طور گسترده در مزارع و گلخانه ها استفاده شوند. از نظر شکل، دامنه کاربرد و شرایط، کود اسیدی محلول در آب آلی با راندمان بالا نسبت به کود دی اکسیدی برتری دارد.

2. مزایای کود کربن آلی

الف. جذب سریعتر و مستقیم تر: کودهای اسید آلی در حال حاضر در حالت آلی هستند و فرآیند تولید مواد آلی از دی اکسید کربن را از طریق واکنش های فتوسنتزی در بر می گیرند. برای تبدیل مواد آلی نیازی به مصرف انرژی نور نیست و در نتیجه در مصرف انرژی نور صرفه جویی می شود. این انرژی فتوسنتزی ذخیره شده را می توان برای سایر واکنش های بیوشیمیایی برای تولید سایر مواد ضروری استفاده کرد و در نتیجه باعث رشد بهتر و سریع تر محصولات می شود.

ب- کود در مزارع و گلخانه ها سریع و آسان است. این ویژگی های برجسته با دی اکسید کربن بی همتا هستند.

ج. کود کربن آلی مولکول کوچک محلول در آب بیش از 100 برابر بیشتر از کود آلی سنتی در استفاده از منبع کربن کارآمدتر است.

د- کود رقیق کننده آلی غیر گازی «کاستی های کربنی» را برطرف می کند و اثرات آشکاری در بهبود تغذیه کربن، افزایش عملکرد و کیفیت محصول، فعال سازی مواد مغذی معدنی و تنظیم میکرواکولوژی خاک دارد.

3. فن آوری تولید کود کربن آلی

① با استفاده از مایع زباله های صنعتی تخمیر (الکل، مونوسدیم گلوتامات، مخمر) و زیست توده (باگاس، کاه) به عنوان مواد خام، فعالیت محصولات نیترات آلی با فعال کردن و تجزیه ضایعات افزایش می یابد. برای باگاس، فناوری بی‌هوازی با چرخش کم برای کاهش اکسیداسیون برای جلوگیری از اتلاف دی اکسید کربن و در عین حال ترویج تخریب مولکول‌های آلی به مولکول‌های کوچک و بهبود فعالیت آن‌ها اتخاذ شده است.

② با استفاده از زیست توده مانند بقایای طب سنتی چینی به عنوان مواد خام، مواد آلی از طریق واکنش های تجزیه به مولکول های کوچک تجزیه می شود، اما به طور کامل به 002 و H20 تجزیه نمی شود، اما به شکل کربن آلی مولکول کوچک بسیار واکنش پذیر وجود دارد. واکنش در عرض 4 ساعت کامل می شود و حلالیت در آب به بیش از 90w می رسد.

③ با استفاده از زغال سنگ کاهش یافته به عنوان ماده خام، واکنش های شیمیایی و بیوشیمیایی با افزودن قلیایی و میکروارگانیسم ها برای تولید محصولات سری اسید هیومیک با حلالیت آب بالا و فعالیت فیزیولوژیکی بالا انجام می شود.