氮源、碳源与碳氮比的关系及碳氮比的调整

月相怜 · 发表于 2019-11-18 04:21

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氮源、碳源与碳氮比之间的关系及碳氮比的调整

编著：月相怜

有帮友说不明白为什么加尿素，也有帮友问我那些是氮源、碳源，在此我统一回答下，供大家参考、讨论。
上一贴中已经说过，使用树叶一类由纤维素、半纤维素、木质素、果胶质、树胶质和一些非纤维碳水化合物构成的物料制作腐叶土，其肥力不够强，我们制作主要目的是改良土壤，对于不经常制造发酵肥料又不必或不想了解更多内容的帮友来说，用树叶一类的发酵制作肥料时，你只要添加少部分动物粪便、花生饼、菜籽饼、豆浆渣一类的氮源会发酵的更快更好。如果担心臭味，就添加一点尿素或其它氮素化肥，也会起到相同的基本作用，但产生的异味就更少了，发酵在物料通气良好的条件下，好氧发酵过程基本无臭味，添加菌源（例如秸秆发酵剂）后甚至闻不到臭味。如果你不加入这些氮源，需要经过一个更加慢长的发酵时间，也会发酵成功。
那么对于想了解更多内容或参加讨论的帮友，请继续看下面，我尽量简单易懂的论述内容。

一、氮源
从外界吸收的氮素化合物或氮气，称为该植物、生物的氮源。氮源可分为两大类：有机氮源和无机氮源。
1、常用的无机氮源包括各种无机化合物的硝酸盐、氨、氨盐、亚硝酸盐、羟胺、氨基酸、酰胺、胺、碳酰胺等等。这一类中例如我们常用的氮素化肥。
2、常用的有机氮源材料有：
植物界的：猪粪、花生饼、啤酒糟、菜籽饼、鸡粪、豆饼、棉子饼、豆浆渣等等，
非植物界的：微生物、动物残体以及它们的附属制品，如蛋白粉、鱼骨粉、蚕蛹粉、蛋白胨、酵母粉、废菌丝体等。

（常用氮源物料见附表）

二、碳源
含有碳元素且能被微生物生长繁殖所利用的一类营养物质统称为碳源。
碳是微生物生长的一种营养物，含碳化合物为微生物或细胞的正常生长、分裂提供物质基础。碳源对微生物生长代谢的作用主要为提供细胞的碳架，提供细胞生命活动所需的能量，提供合成产物的碳架，碳源有糖类、油脂、有机酸及有机酸酯和小分子醇。
常用的有机碳源材料有：杂木屑、树皮、椰糠、玉米粒、秸秆、玉米芯、甘蔗渣、稻草、栎木屑、杂树叶、稻糠、野杂草等等。

（常用氮源物料见附表）

三、碳氮比
碳氮比是指配制发酵的原料中，含有的碳元素与氮元素的总物质量之比，一般用“C/N”表示。
因为高等植物以无机氮素化合物为氮源，所以我们制作有机肥的主要目的之一，就是利用微生物细菌把有机氮源材料转化为无机氮源材料的过程，这个过程就叫做发酵。也就是经过发酵后的树叶才可以被无花果树利用。
那么发酵时，细菌生物体需要从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质,并且储存能量，这个吸收利用的合成代谢变化过程叫做同化作用。
因为微生物自身的碳氮比大约是5：1，同化5份碳时约需要利用1份氮来构成它自身细胞体。而在同化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常分解的碳氮比的25:1。

四、怎样调整碳氮比
调节碳氮比也就是发酵原料中碳源和氮源的配比数量值。其实际是生物发酵过程中的碳氮比就是指能够被微生物所利用的碳元素和氮元素的含量之比。
碳氮比大的有机物，像树叶的碳氮比过大，微生物因为缺少构成它自身细胞体的氮，分解矿化较困难或速度很慢，当物料没有熟透而施用后，就会消耗土壤中的有效态氮素，造成土壤中的氮饥荒。为了加快分解速度或达到完全腐熟，所以在利用树叶这类的碳源原料作堆沤肥时，都应该补充氮源物料。
补充氮源物料可以通过计算方法调整碳氮比，但是实际操作中，采用计算方法比较麻烦，有的帮友嫌弃麻烦，计算方法毕竟很少采用。为此，我制作了一个表（常用氮源物料见附表），表中说明了常用物料的碳氮比，那些需要调整请帮友自己参考。
其中添加尿素调节碳氮比，也是一个好方法。因落叶的碳氮比太低，故应调整发酵有机肥的物料碳氮比。每100kg的落叶要加2克的尿素(或加1千克的畜禽类便)。

五、碳氮比的计算方法
腐熟堆肥理论上讲应趋于微生物菌体的碳氮比，即16左右。一般认为，碳氮比从最初的25～30或更高降低到15～20，表示堆肥已经腐熟，达到稳定程度。
如果碳素过高，不利于发酵，即使发酵完成，所生产的有机肥仍然碳氮比过高。如果用于种植无花果树，则可能产生基质中的微生物与无花果树争夺游离氮素的现象，因缺氮而造成幼苗黄化、瘦弱，生长不良，长不壮的缺点。
通常发酵前后、发菌阶段需求的碳氮比值是先高后低：料堆发酵前的碳氢比为27－30∶1，中期生长阶段堆肥的碳氮比为25－26∶1，腐熟期碳氮比为20－25:1，这样发酵后的养分转化效率高，质量佳。

　计算公式：需加入氮量=(主材料总碳量÷碳氮比-主材料总氮量)÷待加入物质含氮量

例利用树叶需要碳氮比为30的计算方法：
树叶100公斤，计算要加入多少公斤尿素。
从附表查询得知：杂树叶含碳量41%、含氮量0.97%，尿素含氮量46%（尿素含氮量从产品包装上获悉）。
需加入尿素=[(100×41%)÷30－(100×0.97%)]÷46%≈0.86(公斤)
经计算，100公斤杂树叶需补充尿素0.86公斤。这个计算数值可以在以后的实际操作中提供一个参考意义，按此比例进行添加，基本会满足各种树叶发酵过程的碳氮比需求。但各种树叶碳氮比不同，有品种差异性，例如法国梧桐15/1时效果最好，香樟树25/1时效果最好。本人基本按照碳氮比为30进行添加，在发酵中期，考虑到氮素的易挥发流失性特点，再追加一次减量至一半的补充，结合拌料兑水喷洒拌匀。

六、常用氮源物料附表
氮源.JPG