生态讲习所
“碳氮比”,是老生常谈,但你真的了解它吗?
时间: 2019-06-03 09:06:29来源: 微立旺国际微生物
微立旺国际微生物 新农匠生态讲习所 昨天




        农匠君一直讲水体生态,文章《在养水的道路上,我们偏得有多远?》中有以下表述:

1)养水靠的是营养来养;

2)生态池塘水质管理的核心是水体的营养管理,输入均衡、稳定、高效转化是目标;

3)管理手段上既要重视营养均衡投入,更要重视转化率。

而碳氮比(C/N比)则是池塘营养中最应关注的大量营养元素的比值,对于水体营养供给具有重要的参考价值。




碳氮比 (C/N ratio)

“碳氮比”一词,真是老生常谈,但你真的了解它吗?

  碳氮比,是指有机物中碳的总含量与氮的总含量的比值。

  一般用"C/N"表示。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。

(以下碳氮比大小表示:如15/1<50/1)

什么是碳源、氮源?

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碳源carbon source

  是微生物生长一类营养物,是含碳化合物。

  常用的碳源有糖类、油脂、有机酸及有机酸酯和小分子醇,生产发酵上一般用红糖、葡萄糖、糖蜜等等。

  根据微生物所能产生的酶系不同,不同的微生物可利用不同的碳源。

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氮源nitrogen source

作为构成生物体的蛋白质、核酸及其他氮素化合物的材料。把从外界吸入的氮素化合物或氮气,称为该生物的氮源。

把氮气作为氮源的只限于固氮菌、某些放线菌和藻类等。

高等植物和霉菌以及一部分细菌,仅能以无机氮素化合物为氮源。

动物和一部分细菌,只能以有机氮化合物作为氮源。

植物的氮源最重要的是无机化合物的硝酸盐和氨盐。硝酸盐一般需还原成氨盐后才能进入有机体中。

作为氮源的有机化合物有氨基酸、酰胺和胺等。


红糖

碳氮比的作用

碳氮比在我们的种植、发酵过程中,是不可忽视的指标。

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碳氮比高的有机物分解矿化困难或速度很慢

为什么呢?

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,微生物对有机质的正当分解的碳氮比的25:1。

如果碳氮比高时,微生物的分解作用就慢,而且要消耗土壤中的有效态氮素,当土壤里氮源不足时,甚至会与植物争夺氮源。

2

不同碳氮比的有机肥的用途

施用碳氮比高的肥料,会促进根的生长,抑制茎叶的生长。C/N小于30的有机肥料其作用以供应养分为主(如猪粪尿、鸡粪等)。

施用碳氮比低的肥料,会促进茎叶的生长,抑制根的生长。C/N大于30的有机肥料其作用以改土为主(如秸秆、草炭等)。

特别是秸秆的C/N在100左右,施入土中,改良土壤的作用很大,但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氮肥才能加速腐解过程。


3

堆肥过程中应合理控制有机肥的碳氮比

如何控制呢?

若碳氮比适中,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。

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(所以发酵的质量也影响了有机质的质量),氮则以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。

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碳氮比对堆肥的氨气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,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有效肥料养分含量不达标。

相比之下,碳氮比为24.0:1和32.4:1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25~30:1为宜。而当原料的C/N比为25,30~50,78时,其对应所需的发酵化时间约分别为9~12天、10~19天、21天,当C/N比大于80:1时,发酵就难于进行 。


有机肥

如何合理控制有机肥的碳氮比

高碳氮比的有机肥原料腐熟发酵时,可以选择添加适量的氮肥来进行调控(如尿素等),这样更有利于有机肥的腐熟和微生物的繁殖。

低碳氮比(鸡粪、猪粪等)的有机肥原料,可以混秸秆、玉米杆等碳氮比高的原料,调整碳氮比,混合发酵。


附:碳氮比计算方法举例: 1、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。

2、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


枯草芽孢杆菌



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