怎样解读“土壤肥力阴阳平衡动态图”
 
 
摘要 由有机碳肥理论推演而成的“土壤肥力阴阳平衡动态图”,阐明了植物碳养分与矿物质养分的辩证关系,能解释当前农作物施肥中出现的问题,如化肥利用率问题,农产品质量问题等。本文还探讨将该图用于信息化施肥中作为科学测算的数学模型的可能性。
关键词 有机碳养分 矿物质养分 阴阳平衡 数学模型
Abstract:The dynamic figure which describes balance of Yin–Yang of the soil fertility, deduced from organic carbon fertilizer theory. It expounds the dialectical relationship between carbon nutrient and mineral nutrient in the plant. It explains the current problems in crop fertilization, such as the utilization of fertilizers, agricultural product quality and so on. This article also discusses the possibility to make the dynamic figure as a mathematical model of scientific measurement in the fertilization system of information technology.
Key word: Organic carbon nutrient Mineral nutrients
Balance of Yin–Yang Mathematical model
一、“土壤肥力阴阳平衡动态图”产生的背景
传统的植物营养学“木桶规则”描绘植物十几种必须营养元素之间的关系,及其对农作物有效输送营养的规律,为施肥配肥提供了一种简易的数学方法,简单说就是“短板决定论”。“短板决定论”是否能正确解决问题呢?
我们设想,如果十几块木板中一块板宽度超过其他所有板条宽度的总和时,“木桶”还存在吗?这块“超宽板”与其他“碎板条”无论如何也箍不成木桶了,而是成了一面阴、一面阳的关系。如认定“超宽板”是阴面,其他板条就合并为阳面了。这就形成了一个类似阴阳八卦图那样的阴阳关系。
我以为,碳养分正是植物营养元素的“超宽版”。碳养分包括植物物质积累中的碳和植物生长过程新陈代谢消耗的碳,占植物必须总养分的50%以上,所以土壤肥力如果分为阴阳两面,碳养分就是阴面,各矿物质元素养分是阳面,氢和氧(H2O)属中性,是阴阳面的穿合者,相当于阴阳图中的S形线,没有它,阴阳不能结合。
从植物生理学的角度看,碳养分形成植物有效组织的碳框架,将各矿物质元素组合于其中,形成有机质。所以碳是组织者,是有机物质的基本元素,也即碳是植物必须的基本元素而不是与NPK等并列的大量元素。它和其他植物营养元素之间不是木桶的板条之间的关系,而是大家庭中家庭主妇那种性质的作用。
但“木桶规则”对解释植物所需矿物质元素之间的关系是基本适用的,也可以说“木桶规则”是“阴阳平衡图”的补充,因为有了“木桶规则”,“阴阳平衡图”才动了起来,这就形成如下“土壤肥力阴阳平衡动态图”。
二、土壤肥力阴阳平衡动态图的基本要素
1、阴阳平衡图EF线段,是水平方向弦最大处(即直径),表示农作物收获最大。从EF越往上,阴阳比例逐渐变小,阴阳失衡逐渐加大,弦逐渐变短、即越是阴衰阳盛,农作物收获越小。
从EF越往下,阴阳比例逐渐变大,弦亦复逐渐变短,即越是阴盛阳衰,农作物收获亦越小。
同等化肥施用量,只有阴阳平衡,农作物收获才能足够大。
2、EF线以上位置,按“阴阳”比例和谐原则,阴面水平线段与阳面水平线段等长,农作物收获区就在H-R-E-Q-L-F-G-H范围内,阴对阳形成制约。我们称之为阴制阳理论区。因此在此区外的“纯阳区”H-G-F-H内,矿物质养分是无效的,这可解释贫瘠土地化肥利用率为什么低。
3、EF线下位置,按“阴阳”比例和谐原则,也是阴面水平线段与阳面水平线段等长,农作物收获区在S-F-L-Q-J-E-T-S范围内,阳对阴形成制约,我们称之为阳制阴理论区。因此在此区外的“纯阴区”S-T-E-S内,有机碳养分(对农作物)是不起作用的,这可解释有机种植盲目排斥化肥为什么农作物低产。
4、以上第2、第3点都是以矿物质养分无“短板”的假设为基础的。如果出现“短板”,按“木桶规则”,木桶装的水到短板顶线为止,也即化学肥力打了折扣。我们假设打了6折,这就出现了Z-L-S“折扣线。阳区的H-G-Z-L-S线和阴区的S-J-R-H线,二条线所包围的面积才是阴、阳肥力有效区。可以据此分析农作物收获情况。
5、阳区纯阳面内数个“+”点表明:在阴衰到十分严重时,所需与之平衡的矿物质养分不多,所以即使化肥肥力打了6折,其“短板”的限制作用尚未表达,这种情况起限制作用的是缺阴。
三、“阴阳平衡动态图”的应用
1、该图表明:植物碳养分与无机养分之间的平衡是大平衡、主平衡,而矿物质养分之间的平衡是次平衡、小平衡。只有在主平衡的基础上,次平衡才有意义。可见,忽视土壤碳养分的“测土配方施肥”不能实现阴阳平衡施肥,起不到科学指导施肥的作用。
2、图中阴区的碳养分,是土壤有机质、土壤生物链、施入的有机类肥料等共同作用的结果,也可以说是几条复杂的函数线的综合线,且受土壤物理性状、PH值、含水率及外界气候等多因素的影响,大概需要“云计算”才能快速确定。但有机碳养分的存在形式——小分子水溶有机碳(以有效碳EC表示)却可以简单地化验出来。这个EC概括体现了上述诸多因素的综合作用。也即用EC值作为阴的代表进行运算即可。这就是大道至简。用有机碳肥理论可以测算出:当有机碳养分、矿物质养分、水份等因素都平衡丰足时,某种农作物达到理论最高产(假定单产为W0值),那么在有机碳养分跌到某值时即使化肥用量不变,该农作物产量不可能达到W0,且产量是可预测的,它的单产为:
W=W0·2RM/EF
式中:W0为理论最高产值。
RM为阴阳平衡动态图中“阴区”某线段长度,由土壤样品化验的EC值并与EF对应的EC值按比例推算。而当矿物质养分“缺素”,出现某短板时,农作物的产量只能在H-G-Z-L-S-J-R-H区内推算。
3、只要施肥不出现“纯阳区”,就能确保矿物质养分全部转化为有机态被组装进植物有效组织,也即没有离子态的矿物质养分游离于胞外液中,这就是有机食品的真相。盲目排斥化肥的纯有机种植是没有科学依据的。
所以利用阴阳平衡动态图加上先进的传感技术和计算机技术,就可以量化预测农场农作物产量和最佳施肥方案,为科学的信息化农业管理提供理论支撑。

 
 
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