Kohlenstoff ist das Grundelement, aus dem organische Verbindungen wie Lebewesen und Lebensmittel bestehen. Da sich Kohlenstoffatome zu verschiedenen Formen verbinden können, darunter Ketten, Pyramiden, Ringe, Schichten und Röhren, weist es mehrere Allotrope auf und spielt in verschiedenen Bereichen eine wichtige Rolle. Die Nanomaterialien, die in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit erregt haben, wie etwa Kohlenstoffnanoröhren und Fullerene, sind allesamt Allotrope des Kohlenstoffs.
Heute nehmen wir das Beispiel Pflanzen, um zu sehen, welche Auswirkungen Kohlenstoff auf lebende Organismen hat.
Die Bedeutung von Kohlenstoff für Nutzpflanzen
1. Kohlenstoff ist der größte Nährstoff (Grundelement) unter den 17 essentiellen Nährstoffen für Nutzpflanzen. Es macht mehr als 50 % der gesamten essentiellen Nährstoffe von Pflanzen und 35 % der Pflanzentrockenmasse aus, was um ein Vielfaches mehr ist als die Summe der großen, mittleren und Spurenelemente. Kohlenstoff ist eines der wichtigsten Elemente für Nutzpflanzen.
2. Eine ausreichende Ergänzung der Kohlenstoffelemente ist die Voraussetzung für eine ausgewogene Düngung anderer Mineralelemente. Organische Kohlenstoffnährstoffe und biologische Fruchtbarkeit bilden die negative Seite der Bodenfruchtbarkeit, während mineralische Nährstoffe die positive Seite darstellen. Wenn Yin und Yang ausgewogen und reichlich vorhanden sind, werden die Pflanzen von hoher Qualität und ertragreich sein. Hohe Erträge lassen sich nicht erzielen, wenn Yang stark und Yin schwach ist oder Yin stark und Yang schwach ist. Organische Kohlenstoffnährstoffe zu ignorieren und nur das Gleichgewicht zwischen Mineralnährstoffen zu untersuchen, ist ein Schritt in die richtige Richtung.
3. Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis: Das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis für den ordnungsgemäßen Abbau organischer Stoffe durch Mikroorganismen beträgt 25:1. Im Allgemeinen beträgt das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis von Grashalmen wie Reisstängeln, Maisstängeln und Unkräutern 60 bis 100:1. Das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis der Hülsenfruchtstämme beträgt 15 bis 20:1. Das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis in den Blättern ertragreicher Gemüsesorten beträgt 70:1. Obstbäume sind 30:1.
4. Kohlenstoff ist das Gerüst für die Verbindung mineralischer Nährstoffe und liefert die notwendige Komponente für den Aufbau verschiedener organischer Komponenten in Pflanzen – das Kohlenstoffgerüst. Sie umfassen verschiedene Arten von Ketten- und Ringkohlenstoffgerüsten und sind die Grundmaterialien für Pflanzen, um Zucker, Proteine, Aminosäuren, Enzyme, Hormone, Signalstoffe usw. zu synthetisieren.
5. Land ist ein lebender Organismus und die Hauptenergiequelle zur Aufrechterhaltung der Lebensaktivitäten auf dem Land sind organische Kohlenstoffnährstoffe. Gegenwärtig ist in den Anbauflächen meines Landes im Allgemeinen Kohlenstoffmangel vorhanden, und Krankheiten, die durch Kohlenstoffmangel bei Nutzpflanzen verursacht werden, sind zur Norm geworden und verursachen landwirtschaftliche Verluste mehr als alle anderen Nutzpflanzenkrankheiten. Der größte Raum für die Landwirtschaft liegt in der Kohlenstoffergänzung.
Kohlenstoffquelle
1. Geben Sie auf natürliche Weise.Es absorbiert hauptsächlich Kohlendioxid in der Luft über die Spaltöffnungen der Blätter für die Photosynthese und wandelt Sonnenenergie in chemische Energie um, um Kohlenhydrate zu bilden, die das innere Gewebe und die Energiequelle der Pflanze bilden.
2. Tragen Sie organischen Kohlenstoffdünger auf die Wurzeln auf.Die Wurzeln von Pflanzen nehmen in Wasser gelöste kleinmolekulare organische Kohlenstoffdünger aus dem Boden auf und transportieren sie in das Innere der Pflanze, wo sie durch elektrochemische Reaktionen das innere Gewebe und die Energiequelle der Pflanze bilden. Die Hauptbestandteile sind Zellulose, Lignin, Zucker, Protein, Aminosäuren usw. Der in der organischen Substanz des Bodens enthaltene Kohlenstoff ist kein echter organischer Kohlenstoffnährstoff. Herkömmliche nicht wasserlösliche organische Düngemittel (Hühnermist, Schweinemist, Schafmist, Kuhmist und andere tierische Düngemittel) und makromolekulare organische Huminsäuredünger haben eine begrenzte Kohlenstoffnachfüllung (es dauert 5 Monate, bis herkömmliche organische Düngemittel freigesetzt werden {{4}) },5 % der organischen Kohlenstoffquelle) und kann die Kohlenstoffquellen nicht effektiv und zeitnah auffüllen. Die Kohlenstoffnährstoffe, die direkt von Pflanzenwurzeln und Bodenmikroorganismen aufgenommen werden können, müssen löslicher, kleinmolekularer organischer Kohlenstoff sein.
Ursachen für Kohlenstoffmangel
Land ist ein lebender Organismus und die Hauptenergiequelle zur Aufrechterhaltung der Lebensaktivitäten auf dem Land sind organische Kohlenstoffnährstoffe. Der Gehalt an niedermolekularem organischem Kohlenstoff bestimmt die Düngeeffizienz von organischem Dünger. Gegenwärtig ist das Ackerland meines Landes im Allgemeinen kohlenstoffarm. Die Testergebnisse zeigen, dass weniger als 5 % der Bodenproben einen Gehalt an organischer Substanz von mehr als 2 %, 80 % einen Gehalt an organischer Substanz von weniger als 1,5 % und fast 15 % der Bodenproben einen Gehalt an organischer Substanz von weniger als 1 % aufweisen. Wie wir alle wissen, beträgt der Kohlenstoffkoeffizient organischer Stoffe 1,724, d. h. 1,7224 organische Stoffe haben 1 Kohlenstoff. Der Gehalt an organischer Substanz im Boden ist zu niedrig, was dazu führt, dass Nutzpflanzen grundsätzlich nicht in der Lage sind, wasserlöslichen organischen Kohlenstoff aus dem Boden aufzunehmen. Pflanzen erhalten keinen Kohlenstoff aus ihren Wurzeln, was zu Kohlenstoffmangel führt.
1. Unter künstlichen Pflanzbedingungen, insbesondere in Ödland oder Gewächshausbepflanzung, die Zufuhr (Konzentration) von CO2unzureichend ist und der Gehalt an CO2in der Luft beträgt etwa 0,03 %. Aus Sicht des Photosynthesebedarfs der Pflanzen ist dieser Wert relativ niedrig. Als der CO2Die Konzentration in der Luft steigt auf 0,1 %, die Photosyntheseintensität kann deutlich erhöht und die Ernteerträge gesteigert werden. Gewächshausgemüse befindet sich den größten Teil des Tages in einem Zustand des „Kohlenstoffmangels“.
2. Wenn nachts, an Regentagen und an Dunsttagen keine Photosynthese stattfindet, ist die Kohlenstoffquellenversorgung der Pflanzen unzureichend. Allerdings verbraucht sein ständiger Stoffwechsel „Kohlenstoff“, der überbeansprucht wird.
3. In theoretischen Kreisen wurde CO lange Zeit allgemein betrachtet2als einzige Kohlenstoffquelle für Pflanzen, ohne die objektive Tatsache zu berücksichtigen, dass wasserlöslicher organischer Kohlenstoff im Boden eine weitere wichtige Kohlenstoffquelle für Pflanzen ist. Infolgedessen entsteht tatsächlich ein Befruchtungsweg des „Wohlstands von Yang und Niedergang von Yin“, der die organische Ernährung ignoriert, was dazu führt, dass sich viele Nutzpflanzen oft in einem Zustand des „Kohlenstoffmangels“ befinden.
4. Während die Menge an Stickstoff-, Phosphor- und Kaliumdüngern erheblich zugenommen hat, wurde eine Kohlenstoffergänzung nicht in Betracht gezogen, was den „Kohlenstoffmangel“ noch verschärft.
Der direkte Schaden, der durch Kohlenstoffdefizite bei Nutzpflanzen verursacht wird
1. Schwäche des Wurzelsystems
Worauf ist das Wurzelsystem angewiesen, um das Wachstum zu fördern? Der erste ist der Mangel an innerer Stimulation des Wurzelwachstums: Die wasser- und düngerliebende Natur der Wurzeln gibt dem Wurzelsystem einen inhärenten Anreiz, sich nach außen und unten auszudehnen. Der Boden mit organischem Material hat einen geringen Wassergehalt und verschiedene Düngemittellösungen haben eine schlechte Fähigkeit, sich zu den Wurzeln auszudrücken. Dadurch wird das Wurzelwachstum gehemmt; Zweitens gibt es eine unzureichende exogene Stimulation des Wurzelwachstums. Bodenmikroorganismen interagieren mit dem Wurzelsystem. Die für die mikrobielle Vermehrung im Boden erforderlichen organischen Stoffe und Kohlenstoffquellen reichen nicht aus, was zu einer spärlichen mikrobiellen Gemeinschaft in der Rhizosphäre führt. Die externe Stimulation für das Wachstum des Wurzelsystems ist zu schwach und das Wurzelsystem verliert die externe Stimulation für das Wachstum.
Daher fehlt dem Boden wasserlöslicher organischer Kohlenstoff – verfügbarer Kohlenstoff – der direkt von Wurzeln und Bodenmikroorganismen aufgenommen werden kann, was direkt zu einer Schwächung und Alterung der Pflanzenwurzeln führt. Dies ist die Hauptursache für geringere Ernteerträge und mangelnde Stressresistenz.
2. Vorzeitiges Altern
Die Ursache für die vorzeitige Alterung von Kulturpflanzen hängt natürlich direkt mit der Wurzelschwäche zusammen. Hierbei ist zu erwähnen, dass andere Organe und innere Gewebe von Nutzpflanzen, insbesondere Lignin, Zellulose und Zucker, relativ wenig Energie benötigen, um den effektiv von den Wurzeln aufgenommenen Kohlenstoff umzuwandeln. Auch nachts, an bewölkten und regnerischen Tagen oder in einer Gewächshausumgebung, in der CO2nicht ausreicht und das Sonnenlicht schwach ist, kann diese Umwandlung und Ansammlung weitergehen und das innere Gewebe der Pflanze kann Nahrungsergänzungsmittel erhalten. Im Gegenteil: Wurzeln können den verfügbaren Kohlenstoff grundsätzlich nicht aufnehmen. Pflanzen sind zur Umwandlung von CO ausschließlich auf die Photosynthese der Blätter angewiesen2, und die für die gleiche Akkumulation erforderliche Umwandlungsenergie ist viel größer. Wenn tagsüber ausreichend Sonnenschein vorhanden ist, wird Energie bereitgestellt, nachts oder an Regentagen ist diese Umwandlung und Anreicherung jedoch geringer und der Stoffwechsel verbraucht die Energie innerhalb der Pflanze. Dieses Ungleichgewicht im Energiehaushalt ist eine weitere Ursache für die vorzeitige Alterung der Pflanzen. Besonders auffällig ist diese Situation bei Melonen, Hülsenfrüchten, Gemüse und Obstbäumen mit langer Wachstumsphase. Tests haben gezeigt, dass durch die Verwendung der gleichen Düngermenge und die Zugabe von ausreichend organischem Dünger zum Grunddünger die Erntezeit von grünen Bohnen, Bittermelonen, Gurken, Auberginen und anderen Feldfrüchten um ein bis zwei Monate verlängert werden kann, ebenso wie der Gesamtertrag kann um 30-60 % erhöht werden. Bei ausreichend organischem Kohlenstoff werden Pflanzen eine starke Vitalität, Langlebigkeit und hohe Erträge aufweisen; andernfalls altern die Pflanzen vorzeitig und die Erträge sinken.
3. Gelbe Blattkrankheit und Chlorose
An bewölkten und regnerischen Tagen steht die Photosynthese kurz vor dem Stillstand und CO2in der Luft kann nicht normal absorbiert und umgewandelt werden, und sowohl die Kohlenstoffernährung als auch die Kohlenstoffenergie der Pflanzen nehmen ab. Wenn der Regen anhält, fallen gelbe Blätter und die neuen Blätter einiger Pflanzen werden chlorotisch. Im Allgemeinen wird es mit „Staunässe“ verwechselt. Tatsächlich sind nur faule Wurzeln „Staunässe“. Im Allgemeinen handelt es sich nicht um „Vernässung“, sondern um Kohlenstoffmangel.
4. Untergesundheit
Was ist die „Subgesundheit“ von Nutzpflanzen? Das bedeutet, dass die Pflanzen keine offensichtlichen Symptome aufweisen, sondern schrumpfen und langsam wachsen, oder dass die Blätter kurz werden und sie ihren ursprünglichen Geruch vollständig verlieren. Es gibt viele Ursachen für eine Untergesundheit. Zu den Folgen von Naturkatastrophen kommen auch die Qualität des Saatguts, die Folgen von Arzneimittel- und Düngemittelschäden, Unterernährung usw. hinzu. Derzeit ist die Versorgung mit chemischen Düngemitteln für allgemeine Kulturpflanzen ausreichend, aber oft herrscht ein gravierender Mangel an Bio Nährstoffe, also ein Mangel an Kohlenstoff. Die Umwandlung von CO2in die Luft in Pflanzen gelangen, beruht zunächst auf der Photosynthese. Diese Umwandlung hört nachts fast auf, aber die Pflanzen verstoffwechseln und verbrauchen immer noch Energie. Wenn es Wurzeln gibt, die als Ergänzung wasserlöslichen organischen Kohlenstoff aufnehmen, können sie nicht nur die Stoffumwandlung und -akkumulation fortsetzen, sondern auch Stoffwechselenergie liefern. Sobald es zu einem Kohlenstoffmangel kommt, kann diese Situation nicht fortbestehen, so dass die Anlage zwischen Tag und Nacht wechselt und zeitweise „Überziehung“ erlebt. Dadurch ist die Pflanze nicht in der Lage, normal zu wachsen und die Materialansammlung abzuschließen, und sie befindet sich in einem „schlechten“ Zustand.
5. Verminderte Krankheitsresistenz und Stressresistenz
Pflanzen verfügen über eine Reihe interner Mechanismen, um auf Widrigkeiten wie Kälte, Hitze, Dürre und Überschwemmungen zu reagieren und Krankheiten und Insektenschädlingen vorzubeugen. Dabei handelt es sich um die Energie, „Pheromone“ und „Reparaturstoffe“, die sie produzieren. Fehlen jedoch die notwendigen Signalstoffe und deren Übertragung und Empfang, können Nutzpflanzen ihre Stressresistenzfunktion nicht ausüben und der „Carbon Short Board“ hemmt die Produktion und Übertragung stressresistenter Signalstoffe. Um Schädlinge und Krankheiten zu bekämpfen und die inhärenten Mechanismen von Nutzpflanzen zu nutzen, müssen wir auch die „Kohlenstoffdefizite“ überwinden, um ihre Rolle voll ausschöpfen zu können. Wenn sich die Umweltbedingungen verschlechtern, kann die normale Photosynthese nicht stattfinden. Zu diesem Zeitpunkt ist es umso notwendiger, den verfügbaren Kohlenstoff aus den Wurzeln zu absorbieren, um die Energie wieder aufzufüllen. Dies zeigt, was Kohlenstoffmangel für Pflanzen in Not bedeutet. Wenn Pflanzen durch Krankheiten und Insektenschädlinge gestresst werden, setzen sie bestimmte „Pheromone“ frei, um den Krankheitsherd „zurückzuziehen“. Wenn Pflanzengewebe beschädigt ist, produziert es auch „Reparaturstoffe“ zur Reparatur (oder Regeneration). Diese „Pheromonhormone“ und „Reparaturstoffe“ enthalten allesamt Kohlenstoffelemente. Je reichlicher die organischen Nährstoffe vorhanden sind, desto intensiver sind diese Stoffe. Deshalb sind schwache Pflanzen anfälliger für Krankheiten als starke Pflanzen. Ein Mangel an verfügbarem Kohlenstoff, der von den Wurzeln bereitgestellt wird, verringert nicht nur die Nährstoffansammlung, sondern schwächt auch den Mechanismus zur Krankheitsprävention und -resistenz, der die eigentliche Ursache für Pflanzenkrankheiten darstellt. Daher ist es keine Übertreibung zu sagen, dass Kohlenstoffmangel die Ursache aller Krankheiten in Nutzpflanzen ist.
6. Mindere Qualität, geringer Ertrag und Artenverschlechterung
Die Qualität landwirtschaftlicher Produkte hat abgenommen, beispielsweise Obst und Gemüse mit schlechtem Geschmack, niedrigem Vitamin-C-Gehalt, hohem Nitratgehalt und Unverträglichkeit bei der Lagerung. Natürlich ist dies nur ein Schein, aber das Wesentliche ist: Schwankungen im Anteil der Substanzen in den Inhaltsstoffen von „chemischen Düngemittelpflanzen“ und abnormale Stoffwechselderivate führen dazu, dass die Expression genetischer Informationen der Pflanzen fehlt oder gestört ist, was nicht nur der Fall ist mindert die Qualität der Ernteerzeugnisse, führt aber auch zu einer Artenschädigung. Mit Ausnahme von Hybridsorten können reinrassige Nutzpflanzen in der Regel von Generation zu Generation weitergegeben werden, aber mittlerweile bewahren selbst normale Landwirte nur noch selten ihr eigenes Saatgut auf, da diese Art der „Weitergabe von Generation zu Generation“ nicht mehr zuverlässig ist.
Es entstand organischer Kohlenstoffdünger
Eine ausgewogene Düngung ist eine wichtige Technologie für ertragreiche und qualitativ hochwertige Pflanzen. Wenn Sie den Dünger ausgleichen möchten, müssen Sie zunächst Kohlenstoff auffüllen. Die Kohlenstoffbilanz in der Pflanzenernährungsbilanz ist nicht nur ein wichtiges theoretisches Thema der Pflanzenernährung, sondern stellt auch eine neue technische Herausforderung für die Entwicklung neuer Düngemittelprodukte dar. Pflanzen sind im natürlichen Zustand auf die Ernährung mit Kohlendioxid angewiesen. Diese Methode zur Wiederauffüllung von Kohlenstoff aus dem Himmel kann nur ein Fünftel ihres Bedarfs decken. Pflanzen leiden seit langem unter „Kohlenstoffhunger“. Durch die Wiederauffüllung des Kohlenstoffs durch organischen Kohlenstoffdünger kann der „Kohlenstoffhunger“ wirksam beseitigt und ein Kohlenstoffgleichgewicht erreicht werden. Die Erforschung und Anwendung organischer Kohlenstoffdünger wird den jahrhundertealten Zustand der Nutzpflanzen verändern, die „auf den Himmel angewiesen sind, um Kohlenstoff aufzufüllen“, und eine neue ertragreiche Methode für „organische Kohlenstoffdünger, die den Mangel des Himmels ausgleichen“ schaffen.
1. Definition von organischem Kohlenstoffdünger
Unter organischem Kohlenstoffdünger versteht man Düngemittel, die flüssige oder feste organische Kohlenstoffnährstoffe liefern können, die gut wasserlöslich sind und von Pflanzen leicht aufgenommen werden können, wie z. B. Zucker, Säure, Enzyme und Aminosäuren. Organische Kohlenstoffdünger können in flüssiger oder fester Form vorliegen, sind bequemer zu verwenden als gasförmige Kohlenstoffdünger und können in großem Umfang auf Feldern und Gewächshäusern eingesetzt werden. In Bezug auf Form, Anwendungsbereich und Bedingungen ist organischer wasserlöslicher Säuredünger mit hoher Effizienz dem Dioxiddünger überlegen.
2. Vorteile von organischem Kohlenstoffdünger
A. Schnellere und direktere Absorption: Organische Säuredünger befinden sich bereits in einem organischen Zustand und umfassen den Prozess der Erzeugung organischer Stoffe aus Kohlendioxid durch photosynthetische Reaktionen. Für die Umwandlung organischer Stoffe muss keine Lichtenergie verbraucht werden, wodurch Lichtenergie gespart wird. Diese eingesparte Photosyntheseenergie kann für andere biochemische Reaktionen zur Herstellung anderer notwendiger Substanzen genutzt werden und so ein besseres und schnelleres Wachstum von Nutzpflanzen fördern.
B. Der Dünger lässt sich schnell und einfach auf Feldern und Gewächshäusern ausbringen. Diese herausragenden Eigenschaften werden von Kohlendioxid nicht erreicht.
C. Wasserlöslicher, niedermolekularer organischer Kohlenstoffdünger ist bei der Nutzung von Kohlenstoffquellen mehr als 100-mal effizienter als herkömmlicher organischer Dünger.
D. Nicht gasförmiger organischer Verdünnungsdünger beseitigt „Kohlenstoffdefizite“ und hat offensichtliche Auswirkungen auf die Verbesserung der Kohlenstoffernährung, die Steigerung des Ernteertrags und der Erntequalität, die Aktivierung von Mineralnährstoffen und die Regulierung der Bodenmikroökologie.
3. Produktionstechnologie von organischem Kohlenstoffdünger
① Durch die Verwendung von industriellen Abfallflüssigkeiten aus der Fermentation (Alkohol, Mononatriumglutamat, Hefe) und Biomasse (Bagasse, Stroh) als Rohstoffe wird die Aktivität organischer Nitratprodukte durch Aktivierung und Abbau des Abfalls erhöht. Für Bagasse wird die anaerobe Low-Turning-Technologie eingesetzt, um die Oxidation zu reduzieren und so den Verlust von Kohlendioxid zu vermeiden, während gleichzeitig der Abbau organischer Moleküle in kleine Moleküle gefördert und deren Aktivität verbessert wird.
② Unter Verwendung von Biomasse wie Rückständen der traditionellen chinesischen Medizin als Rohstoff wird organisches Material durch Zersetzungsreaktionen in kleine Moleküle abgebaut, aber nicht vollständig in 002 und H20 zerlegt, sondern liegt in Form von hochreaktivem kleinen Molekülen organischem Kohlenstoff vor. Die Reaktion ist innerhalb von 4 Stunden abgeschlossen und die Wasserlöslichkeit erreicht mehr als 90 W.
③ Unter Verwendung reduzierter Kohle als Rohstoff werden chemische und biochemische Reaktionen durch Zugabe von Alkali und Mikroorganismen durchgeführt, um Produkte der Huminsäurereihe mit hoher Wasserlöslichkeit und hoher physiologischer Aktivität zu erzeugen.
