我國許多農(nóng)業(yè)區(qū)縣的土壤調(diào)查顯示,我國大面積農(nóng)田經(jīng)過四十多年“化學(xué)農(nóng)業(yè)”耕作,土壤中的有機質(zhì)幾近耗盡。國家農(nóng)業(yè)部門近兩年進行的測土調(diào)查,每個縣抽取4000-6000個土樣。檢測結(jié)果顯示:有機質(zhì)含量2%以上的不足5%,有機質(zhì)含量1.5%以下的占80%,還有近15%土樣中有機質(zhì)含量在1%以下。
眾所周知,有機質(zhì)的碳系數(shù)是1.724,即1.724個有機質(zhì)有1個碳。土壤有機質(zhì)含量太低,意味著農(nóng)作物基本上不能由土壤吸收到水溶有機碳。農(nóng)作物從根部得不到碳供應(yīng),這就導(dǎo)致缺碳。
以下列舉缺碳直接造成農(nóng)作物的主要病害。
1、根系衰弱:根系靠什么促?首先是根的趨水趨肥性,使根系有一種內(nèi)在的向外向下伸長的刺激,缺了有機質(zhì)的土壤含水性差,各類肥料溶液向根部“表達”能力差,致使根系生長的內(nèi)在刺激不足;其次,土壤微生物同根系的互動,是根系生長的外源刺激。土壤中有機質(zhì)不足,微生物繁殖所需的碳源不足,致使根際微生物群落稀疏,根系生長的外源刺激太弱,根系就失去了生長的外部刺激。因此土壤缺乏能被根系和土壤微生物直接吸收的水溶有機碳——有效碳,直接造成農(nóng)作物根系衰弱、老化。這就是農(nóng)作物減產(chǎn)和抗逆性差的根源。
2、早衰:農(nóng)作物早衰的原因,自然與根系衰弱直接相關(guān)。這里要,另外提到的是農(nóng)作物其他器官和內(nèi)部組織,尤其是木質(zhì)素、纖維素和糖份,由根部吸收的有效碳轉(zhuǎn)化所需的能量比較低,也即夜間和陰雨天,或大棚環(huán)境CO2不足陽光較弱的情況,這種轉(zhuǎn)化和積累還可不停進行。相反,根部基本上吸收不到有效碳的情況,農(nóng)作物僅靠葉片的光合作用轉(zhuǎn)化CO2,同樣的積累所需的轉(zhuǎn)化能就大得多。在白天陽光充足時,能量得到供應(yīng),但在夜間或陰雨天,這種轉(zhuǎn)化和積累就要靠消耗作物內(nèi)部的能量來進行。這種能量收支的規(guī)律失衡,是導(dǎo)致植物早衰的另一種原因。這種情況在生長期較長的瓜豆類蔬菜和果樹尤為顯著。試驗表明:在使用等量化肥的情況下,底肥加施充足的有機肥,四季豆、苦瓜、黃瓜、茄子等作物,收獲時間可延長一至二個月,總產(chǎn)量提高30-60%;在河南某蘋果種植區(qū)調(diào)查發(fā)現(xiàn),種在村子旁邊的蘋果樹,農(nóng)民勤施農(nóng)家肥,果樹下面長滿青苔,二十幾年樹齡了,還桿壯枝鮮,綠葉掩映,碩果滿枝,一派勃勃生機。這些果實大多達到9公分規(guī)格,香氣可聞,又脆又甜,用精包裝論個賣,一個蘋果5元,供不應(yīng)求,小車貨車開到合作社門口等貨。而村外梯田里的蘋果由于缺乏施用有機肥,施肥季節(jié)只施化肥,年年如此。樹葉早掉完了,遠看果實累累,象無數(shù)串紅燈籠,但近看果實都在7公分以下,口感酸澀,一斤才賣得0.8元,在地頭一堆堆等過路車輛帶賣。這些樹也是二十幾年樹齡,樹體已老態(tài)龍鐘,許多樹枝桿布滿腐爛的病斑,不少樹桿已被“肢解”清除。以上例子充分說明:有充足的有機碳,植物生命力就旺盛,就長壽就高產(chǎn);反之,植物就早衰,就減產(chǎn)。
3、黃葉病和失綠癥:陰雨天光合作用接近停止,空氣中CO2不能正常被吸收轉(zhuǎn)化,農(nóng)作物的碳營養(yǎng)和碳能源雙雙下降。陰雨持續(xù),就產(chǎn)生黃葉落葉,有些作物的新葉表現(xiàn)為失綠。一般誤認為是“水浸”,其實只有同時爛根才是“水浸”,一般并不是“水浸”而是缺碳。
4、亞健康:什么是農(nóng)作物的“亞健康”,就是植株沒有明顯的病癥,卻萎縮慢長,或纖萡虛長,還有就是完全失去了原生態(tài)的氣味。亞健康的成因有許多,除了自然災(zāi)害后遺癥外,還有種子質(zhì)量、藥傷肥傷后遺癥、營養(yǎng)不良等等。我們單討論營養(yǎng)不良問題。當(dāng)前一般農(nóng)作物的化肥營養(yǎng)供應(yīng)是充足的,但往往就是有機營養(yǎng)嚴重不足,也即缺碳。又回到老問題:不是空氣中有取之不盡的CO2么?請別忘記:空氣中CO2在植物體中的轉(zhuǎn)化,首先要靠光合作用。夜間這種轉(zhuǎn)化幾乎停止了,然而農(nóng)作物還在新陳代謝,還在消耗能量。如果有根部吸收水溶有機碳作補充,不但可繼續(xù)進行物質(zhì)轉(zhuǎn)化和積累,還可供應(yīng)新陳代謝的能量。一旦缺碳,這種情況就不能進行,于是植株就日夜交替周而復(fù)始地出現(xiàn)間歇性“透支”,這就使植株不能正常生長和完成物質(zhì)積累,處于一種“亞健康”狀態(tài)。
5、削弱防病抗逆機能:許多專家的研究表明:植物對抗惡劣環(huán)境和防抗病害。主要靠自身產(chǎn)生的能量和“信息素”、“修補物質(zhì)”。在環(huán)境條件惡化的情況下,一般正常的光合作用也不能進行了,這時更需要由根部吸收有效碳來補充能量??梢娙碧紝τ趷毫永Ь持械闹参镆馕吨裁?。植物在病蟲害脅迫的情況下,會施放某種“信息素”,使病害源“知難而退”,如果植物組織受到損傷,它還會制造“修補物質(zhì)”來修補(或稱再生)。這些“信息素”和“修補物質(zhì)”,無一例外地都有碳元素存在,有機營養(yǎng)素越充足,這些物質(zhì)越濃烈,這就是為什么弱株比壯株容易得病的原因。缺乏根部供應(yīng)的有效碳,不但營養(yǎng)積累少了,而且防抗病害機制也削弱了,這是植物發(fā)生病害的內(nèi)在原因。因此可以毫不夸張地說:缺碳是農(nóng)作物的百病之源。
6、品質(zhì)下降和物種退化:大家都能感受到:有機食品口感好,原生態(tài)氣味濃,而化肥培養(yǎng)的農(nóng)產(chǎn)品,口感平淡,有些甚至完全失去原生態(tài)味道。當(dāng)然這僅僅是表象,而本質(zhì)就是:“化肥農(nóng)作物”內(nèi)含物中的物質(zhì)組成比例變異,新陳代謝的異常衍生物使作物遺傳信息的表達缺失或紊亂,這不但降低了農(nóng)作物的產(chǎn)品品質(zhì),而且造成物種退化。除了雜交品種外,一般純種的農(nóng)作物是可以代代相傳的,但現(xiàn)在連一般農(nóng)民都很少靠自己留種了,因為這種“相傳”已經(jīng)不可靠了。我們相信,那些負責(zé)任的種子培育企業(yè),在培育純種(當(dāng)然也包括雜交)種苗時,一定會重視足量有機肥的使用的。否則,他將很快收到“物種退化”效應(yīng)的懲罰。
二、缺碳簡介造成農(nóng)作物的病害
因缺碳間接造成農(nóng)作物的病害,可分兩大類。
1、土壤板結(jié)和藥害
土壤板結(jié)和藥害(土壤中農(nóng)藥殘留嚴重)造成農(nóng)作物多種病害,在此不作細述。如果土壤中有機質(zhì)豐富,或者對土壤施足有效碳,這些危害是可以減輕甚至是可以避免的。有效碳不僅是良好的土壤改良劑,可以解決土壤板結(jié)的問題,而且,有機碳化合物還是良好的解毒劑。由于除草劑和其他農(nóng)藥直接施到土壤,使土壤微生物受到極大傷害。如果向土壤施用足量的有機肥或者液態(tài)碳肥,可以減輕農(nóng)藥的藥害,在相當(dāng)程度上減輕微生物的損失。農(nóng)藥殘留通過氧化和光分解,藥性又會進一步降低,重新繁殖起來的微生物反過來會“吃”掉這些殘留物。在這種土壤微生物與農(nóng)藥殘留物的博弈中,有機水溶碳起著“東風(fēng)”助陣的作用。這種分析推理已經(jīng)得到多次實例的證明。所以缺碳等于任憑土壤板結(jié)和藥害肆虐而束手無策,使農(nóng)作物失去良好的土壤生態(tài)而導(dǎo)致出現(xiàn)病弱株嚴重等現(xiàn)象。
2、化肥的負面影響加劇
在前面我們講過:土壤板結(jié)的主要原因是有機質(zhì)的缺失,而不是由于使用化肥。這并不是說化肥對土壤板結(jié)沒影響。有機質(zhì)缺失,化肥對土壤板結(jié)影響的烈度就更加凸顯。而有機質(zhì)豐富,化肥被利用率大大提高了,化肥殘留于土壤中的硫酸根、氯離子、亞硝酸鹽等物質(zhì)會因轉(zhuǎn)化為水溶有機化合物,以及豐富的土壤微生物的多重作用而無害化,使土地可以永續(xù)耕作。所以歸根結(jié)底,化肥“使土壤板結(jié)”的負面作用并不是化肥之過,而是人們忽視了向土壤施用足量的有機肥料的結(jié)果。
3、重茬癥
作物“重茬癥”并不直接是由哪種病毒或病菌引起,而是由于營養(yǎng)嚴重失衡,根系十分衰弱和土壤微生態(tài)系統(tǒng)極不正常等因素綜合造成的某些作物嚴重的“亞健康”現(xiàn)象。營養(yǎng)失衡,指某些作物必需的礦物質(zhì)營養(yǎng)元素(因重茬)不足,這一點大家都有了解,但碳的缺失就不為人所認知了。其實在許多情況下,水溶有機活性碳的供給,不但提供了碳元素,而且把那些土壤中難溶的礦物質(zhì)營養(yǎng)也活化輸送進植物,也即補充了碳,其他營養(yǎng)失衡問題的不利影響會減輕,作物根系問題,土壤微生態(tài)問題都會好轉(zhuǎn)。所以作物“重茬癥”必定會有缺碳的因素存在。
此外,農(nóng)作物因病菌或病毒原因而發(fā)生的許多常見病,都與土壤問題、根系問題、營養(yǎng)不平衡問題有密切關(guān)系,當(dāng)然也是因缺碳而間接造成的。這些病害如:果樹的早落葉病、腐爛病、水果的黑腐病、茄椒類的青枯病、炭疽病、棉花的枯萎病、黃萎病、瓜類的霜霉病、馬鈴薯的晚疫病、煙草的花葉病、蔬菜的根瘤病等等。
三、缺碳病造成的巨額損失和嚴重后果
1、早衰
這是缺碳病引起的直接的也是最大的危害。這主要表現(xiàn)在果樹提前老化和生育樹齡縮短,以及一大批經(jīng)濟作物采收期變短。多年來南方柑桔樹的黃龍病被稱為不治之癥,多少專家學(xué)者對此作了大量研究,病因眾說紛紜,有說細菌病,有說病毒病,但從來沒有人開出過一個有效的治療藥方。北方蘋果、梨、桃等果樹的早落葉病,莖稈腐爛病、腐根病也被說成是不治之癥,人們也都在病菌或病毒方面尋找原因,卻無治愈的良方妙招。其實這些病都無一例外地也是由于土壤板結(jié)和植株早衰發(fā)展過來的。那些偏施化肥的瓜、豆、茄類作物,再怎么加強管理,其采摘期都很短,但相同環(huán)境只要施用了有機肥料,其采摘期就一定能延長。
植株早衰的主因就是缺碳!
早衰不但使農(nóng)作物生育年齡(或采收期)縮短,總產(chǎn)量大幅下降,還造成農(nóng)產(chǎn)品品劣化。以上節(jié)所述兩種蘋果為例,品質(zhì)劣化造成的損失遠遠大于產(chǎn)量下降的損失。全國僅僅考慮大量果樹和瓜、豆、茄等這些受早衰癥影響最明顯的作物,因早衰而造成的產(chǎn)量下降和品質(zhì)劣化兩種因素合并統(tǒng)計,總產(chǎn)值損失必定在50%以上,這就是一個天文數(shù)字。
2、直接病害
農(nóng)作物哪些病害是由于“缺碳”直接引起的,這是一個大課題,有待分門別類繼續(xù)進行研究。目前可以確定的有:
1、陰雨天發(fā)生的黃葉和落葉。這一癥狀一直被誤認為是“水浸”。
2、對環(huán)境脅迫和藥害肥傷缺乏抵抗力的弱株。在嚴重缺乏有機肥料的農(nóng)田,一次嚴重的災(zāi)害例如凍害、水浸或者使用農(nóng)藥不當(dāng)或化肥燒傷等,就會落下一大批弱株,這些弱株吳明顯病癥,但卻生長緩慢,株形萎頓,我們稱之為“亞健康”株。
3、植株虛長、營養(yǎng)積累不平衡和葉綠素不足的“失綠癥”。其實失綠癥也是一種“亞健康”,這在營養(yǎng)液無土栽培和大棚瓜菜尤為廣泛發(fā)生。
4、水稻倒伏。許多專家認為水稻倒伏是由于缺鈣、缺硅。不錯,只要是倒伏的水稻,都可以檢測出含鈣含硅量不足。但是支撐水稻莖稈的木質(zhì)素和纖維素的最主要成份是碳,缺碳才是水稻倒伏的根本原因。另外,缺碳還導(dǎo)致鈣和硅的被吸收率低。因為鈣鹽和硅鹽通常都難溶于水,只有借助含碳有機酸的溶合(螯合、置換等)才溶于水而被吸收。有了充足的水溶有機碳,不但給作物直接補充了碳,還使鈣和硅被吸收利用率倍增。這是空氣中二氧化碳所不能達到的。所以水溶有機碳“團結(jié)”了鈣和硅,把作物軀干支撐了起來,這就好比建筑物構(gòu)件中的混凝土,它不僅有水泥、砂石,還有鋼筋。沒有鋼筋建筑物是支撐不了重量和高度的?,F(xiàn)在有些高產(chǎn)水稻的品種,到了一定畝產(chǎn)量就不敢再采取增產(chǎn)措施,就是怕倒伏。專家們?nèi)绻D(zhuǎn)換一下思路,把眼光盯住碳,也許問題就能解決。
5、食品質(zhì)量問題。食品質(zhì)量差,甚至損害人類健康,這也是農(nóng)作物的一類病,我們可稱之為“食品質(zhì)量病”。當(dāng)前人們普遍關(guān)注的是農(nóng)藥殘留,這是大家都容易理解的“食品質(zhì)量病”。而偏施化肥(也即缺碳)的確使食品口感差,這大家能理解,但怎么也會引起“食品質(zhì)量病”呢?我們想想:原生態(tài)環(huán)境中植物是如何吸收營養(yǎng)的?在原生態(tài)的草地或森林中,植物生長的環(huán)境往往是有機質(zhì)相對礦物質(zhì)營養(yǎng)要豐富得多,因此植物是不缺碳而缺礦質(zhì)營養(yǎng)。植物所需的礦物質(zhì)營養(yǎng)由腐殖土中的有機酸和植物根部分泌的有機酸對地表礦物巖石進行溶融,從中分解出所需的礦物質(zhì)營養(yǎng)與有機酸形成有機化合態(tài)被吸收入植物內(nèi)部,這是一種富含有機碳的有機無機全營養(yǎng)系統(tǒng),這就是原生態(tài)植物營養(yǎng)的真面目。正由于巖石和風(fēng)化物中礦物質(zhì)營養(yǎng)含量低,溶解難,所以植物在原生態(tài)環(huán)境中生長速度不及人工培植,但一般都顯得健壯而少病害。但在化學(xué)農(nóng)業(yè)生態(tài)中,有機質(zhì)嚴重匱乏,而礦物質(zhì)無機營養(yǎng)卻充足供給,這使農(nóng)作物營養(yǎng)積累的成份不協(xié)調(diào),作物新陳代謝就會產(chǎn)生原生態(tài)狀態(tài)下不曾有的異變物。久而久之就使作物的基因表達不充分,不完善,這就產(chǎn)生了亞健康和物種退化。試想,由這樣的農(nóng)作物而來的食品安全嗎?食品不健康的問題實際上已顯現(xiàn)多年,現(xiàn)在城鄉(xiāng)人群中,高血壓、心臟病、肥胖癥、糖尿病、癌癥等慢性病和惡癥,發(fā)病率比40多年前高幾倍,這都是食品不安全直接或間接帶來的結(jié)果。
四、缺碳病的嚴重性
全局性——不論東西南北,幾乎所有農(nóng)作物都有可能發(fā)生缺碳病,而實際上每年都有大規(guī)模農(nóng)作物處于缺碳之中,其因產(chǎn)量不足和質(zhì)量下降所造成的損失,是數(shù)以千百億元計的。
系統(tǒng)性——缺碳病不但造成農(nóng)作物直接發(fā)生多種病害,還間接發(fā)生更多病害,這導(dǎo)致農(nóng)藥用量大增,帶來新的經(jīng)濟損失和食品不安全。缺碳病還導(dǎo)致化肥利用率下降,帶來農(nóng)作物生產(chǎn)成本上升以及土壤更加板結(jié)或沙化,還導(dǎo)致流域水體富營養(yǎng)化等環(huán)境問題。因為缺了一個“碳”,帶出了一大堆社會問題、環(huán)境問題和民生問題。
長遠性——缺碳病引起生態(tài)循環(huán)鏈條破壞,農(nóng)業(yè)環(huán)境惡化,種質(zhì)資源退化等問題,都是難以修復(fù)和不斷延續(xù)的,這對社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)都造成長期的嚴重危害。
綜上所述,農(nóng)作物缺碳病造成的損失和危害,是任何一種其他的農(nóng)作物病害所不能相比的。缺碳病“當(dāng)之無愧”就是當(dāng)今農(nóng)作物的壹號病!是否確認缺碳病是當(dāng)今農(nóng)作物的壹號病,采取措施預(yù)防和根除缺碳病,就不是單純的肥料問題和農(nóng)藝措施問題,而是農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略問題,是關(guān)系到生態(tài)文明建設(shè)大局的問題。
抓住并解決缺碳病,就抓住了土壤、肥料和農(nóng)作物的一系列問題的主線。這個問題解決好了,其他許多問題就迎刃而解了。