自大农圈报道了西北农林科技大学刘存寿老师“植物碳基营养原理与天然有机物高效利用技术研究”科研成果后，大农圈朋友留言反馈热烈，累计点赞、留言达上千条，同时也提出“碳基营养肥料的含义”、“碳基营养肥料与化肥和有机肥的关系”、“碳基营养肥料的功能原理”等问题。

对此，我们采访了植物碳基营养理论提出和碳基营养肥料发明人，西北农林科技大学植物营养与新型肥料专家刘存寿老师。为了使大家系统地分享刘老师的研究成果，大农圈设立专栏，请刘老师就土壤肥力、生态农业、植物营养、科学施肥、人体健康等专题撰写文章，推动我国农业可持续发展。

一、神奇的碳元素

对于碳，大家并不陌生，甚至习以为常，因为碳无处不在。我们吃的食物、住的房子、用的家具，均是碳物质；我们欣赏的鲜花、种植的作物、养殖的动物、包括人类自己，均为碳生命。碳是地球上*廉价物质--枯枝落叶，也是*值钱的物质--钻石；是*软的物质--石墨，也是*硬的物质--金刚石。碳是地球上一切生命物体的基础元素。植物光合作用将太阳能转化成蛋白、脂肪、淀粉等生物质能储存起来，提供给包括人类在内的所有动物生命过程需要的能量，没有碳地球上就没有多彩多姿的生命现象。

碳元素的神奇性源于其特殊的原子结构。碳原子是**可以与另一个碳原子氢、氧、氮、磷、氯、氟原子及构成共价键的原子，因此不仅使碳链无限延长，而且结构多样，不同结构物的有序排列组合构成生命体的复杂性和生物多样性。

二、化肥工业发展与化学肥料施用的理论基础和化肥的问题

1840年，德国化学家李比希在英国举办的有机化学年会上发表了化学在农业和生理学上的应用”的**论文，提出了植物矿质营养学说，其要点为：

（1）植物生长发育必须吸收矿物元素；

（2）植物以无机离子吸收矿物元素；

（3）各种矿物元素对植物的营养作用同等重要；

（4）一种元素的营养功能不能被另一种元素所替代；

（5）植物完成生命过程必须吸收16种元素，按照植物吸收量划分为大量营养元素（碳、氢、氧；氮、磷、钾）、中量元素（钙、镁、硫）和微量元素（铁、锰、锌、铜、氯、钼、硼）。

该学说认为，大量元素碳氢氧源于空气和水，中微量元素土壤含量丰富，一般不需要补充，大量元素氮磷钾决定作物产量，通常不足，因而化学肥料仅生产无机氮磷钾盐类。

然而不幸的是，随着化肥施用期延长和施用量增加，从发达国家到发展中国家无一例外地出现了化肥效益递减、土壤环境恶化、农产品品质下降、作物抗性降低、生态恶化、食品安全等化肥副作用问题，而且表现4个一致：（1）但凡施用化肥必然出现副作用；（2）副作用的6种形式一致；（3）各形式出现的次序一致；（4）土壤有机质下降。

三、植物碳基营养理论与植物碳基营养肥料

将化肥与自然植物营养特征相比较，化肥在矿物营养元素种类、矿物元素的化学形态和是否含有有机营养三个方面均不一致，也就是说，化肥有悖于自然植物营养原理，这就是从发达国家到发展中国家无一例外地出现了化肥副作用的原因。

自然植物营养来源是天然有机物，核心是有机碳；

自然植物营养特征和自然植物营养原理表明，水溶有机碳不仅是植物的有机营养，更决定着矿物质营养的有效性，核心是有机碳；

天然肥力是土壤生物肥力、物理肥力和化学肥力的总称。生物肥力指土壤微生物种类、总量和活力，土壤有机碳是土壤微生物食物；物理肥力指土壤团粒结构的粒级组成、水稳定性及由此决定的土壤容重、透气性、保水性等影响土壤微生物和植物根系的条件。土壤团粒结构是有机物与矿物结合成的有机无机胶体；化学肥力指土壤土壤腐殖质含量、组成、水溶矿物元素总量、比例、化学形态等。很显然，每一种肥力均与有机碳相关，生物肥力决定物理肥力和化学肥力，核心是有机碳。

因此，我们提出了植物碳基营养新理论。比较植物碳基营养理论和植物矿物质营养理论，植物碳基营养理论没有否定植物需要矿物质营养，而且扩大了植物营养范畴，区别在于植物碳基营养理论强调有机碳植物营养的核心作用。

因此，我们提出了植物碳基营养新理论。比较植物碳基营养理论和植物矿物质营养理论，植物碳基营养理论没有否定植物需要矿物质营养，而且扩大了植物营养范畴，区别在于植物碳基营养理论强调有机碳植物营养的核心作用。

植物碳基营养肥料是在植物碳基营养理论指导下依据自然植物营养原理用现代技术制备的首创性新型肥料。所谓用现代技术制备指模拟微生物降解天然有机物原理，用化学酶快速降解天然有机物，速率是微生物的180倍，碳利用率98%，同时无害化转化抗生素、杀灭有害菌和虫卵；再将降解而成的多种有机小分子与包括氮磷钾元素在内的38种无机矿物控制条件下反应，使无机矿物有机化。也就是说，工厂化快速制备同森林土壤营养物质组成、化学形态和比例完全一致，同时弥补其大量元素不足的缺陷的肥料，浓度是森林土壤的2-3万倍。