碳是構(gòu)成有機(jī)物骨架的基礎(chǔ)，每一個(gè)有機(jī)物分子，都是以碳原子為核心搭建起來的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，其中，碳水化合物更是植物營(yíng)養(yǎng)的核心物質(zhì)。比如木質(zhì)素、纖維素、果膠質(zhì)等，都是碳與氫、氧等元素結(jié)合形成的化合物，這些物質(zhì)是細(xì)胞壁的組分；維生素與植物激素等也是碳與其他元素構(gòu)成的活性物質(zhì)，他們是植物體正常代謝活動(dòng)的必須參與物質(zhì)；此外，糖、脂肪等化合物，也是碳結(jié)構(gòu)形成的植物臨時(shí)儲(chǔ)備能量庫或是參與體內(nèi)物質(zhì)代謝（包括各種無機(jī)鹽的吸收、合成、分解與轉(zhuǎn)運(yùn)等），相互轉(zhuǎn)化后形成種類更繁多的物質(zhì)。

1、碳的營(yíng)養(yǎng)功能

陸生植物光合作用所需的CO2主要來自空氣，雖然空氣中CO2的濃度并不高，僅約為0.03%，但是隨著空氣流動(dòng)，葉片周圍的CO2濃度能夠隨時(shí)補(bǔ)充。一般來講，空氣流通較弱的大棚內(nèi)，CO2濃度降低時(shí)，光合作用速率將急劇減慢。那么是不是CO2濃度越高越好呢？

顯然不是，有科學(xué)家研究表明：如果將大棚內(nèi)空氣中的CO2的濃度提高至0.1%，就能明顯提高植物光合作用強(qiáng)度（50%）并增加產(chǎn)量；但是當(dāng)空氣CO2的濃度超過0.1%時(shí)，也會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生淀粉累積、葉片卷曲等不良影響。生產(chǎn)上，只有在植物生長(zhǎng)茂盛、葉片密集的植物群體中，適量使用CO2肥料（干冰等）的增產(chǎn)效果才比較顯著，特別是對(duì)于CO2濃度要求較高的C3植物（卡爾文循環(huán)，包括小麥、水稻、大豆等大多數(shù)植物），其肥效更加明顯，生長(zhǎng)期內(nèi)變現(xiàn)為干物質(zhì)可能成倍增加，收獲時(shí)產(chǎn)量可提高20-40%。

2、碳素營(yíng)養(yǎng)的補(bǔ)充

在溫室和塑料大棚等栽培環(huán)境中，適時(shí)增施CO2肥料是一項(xiàng)重要的增產(chǎn)技術(shù)，特別是在無土栽培、冬季保溫而通氣不足的條件下，空氣中的CO2損失較大、補(bǔ)充來源不足，此時(shí)的CO2肥料肥效就更為明顯。實(shí)際生產(chǎn)上，溫室中增加CO2濃度可采用燃燒天然氣、丙烷、石蠟等碳?xì)浠衔?，也可以選用液化CO2肥料或固體CO2肥料（干冰），還可以通過使用碳酸氫銨與硫酸反應(yīng)放出CO2的方法來補(bǔ)充空氣中CO2不足的問題。

3、植物缺碳表現(xiàn)

有研究表明，碳約占植物干物質(zhì)的50%，數(shù)倍于氮、磷、鉀等元素之和?？靠諝庵蠧O2自然補(bǔ)充，僅為其需求量的1/5，遠(yuǎn)未能滿足作物的生長(zhǎng)需要而成為營(yíng)養(yǎng)短板。在低溫寡照時(shí)，碳短板對(duì)于作物高產(chǎn)的制約更為嚴(yán)重，甚至成為限制產(chǎn)量的最小養(yǎng)分。

夏季陽光強(qiáng)的時(shí)段，一些葉片展開度大的作物，如花菜類、葉菜類、瓜類和葡萄等葉片通常會(huì)出現(xiàn)萎蔫、無光澤、似蒙灰狀等現(xiàn)象，這說明其葉綠素的含量和活性很差，蔫與不蔫，產(chǎn)量能相差40.5%。

連續(xù)陰雨天氣，植物除了浸水影響生長(zhǎng)，缺碳引起的“饑餓癥”也會(huì)導(dǎo)致葉黃、葉落。因?yàn)楣庹詹蛔愕那闆r下，植物光合作用減弱，光合產(chǎn)物合成減少，而呼吸作用照常進(jìn)行，使得消耗大于合成，導(dǎo)致植物生長(zhǎng)勢(shì)頭漸衰。

對(duì)于大多數(shù)植物來說，根系離光合產(chǎn)物生成的地方（葉片）較遠(yuǎn)，運(yùn)輸難度太大。而根系要想長(zhǎng)根毛、長(zhǎng)須根，都是需要碳水化合物提供能量和“建材”，缺碳的植物碳水化合物運(yùn)輸至根系時(shí)，往往被半路攔截，導(dǎo)致根系可利用的碳水化合物較少，出現(xiàn)根系生物量較少、根毛少、根系短等情況，最終影響其他養(yǎng)分的吸收。

4、碳肥現(xiàn)狀

雖然在所有的經(jīng)典植物營(yíng)養(yǎng)理論中，碳都是排在首位的重要營(yíng)養(yǎng)元素。但是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大田環(huán)境下，平衡施肥很少使用碳肥，學(xué)術(shù)界對(duì)碳元素的平衡吸收也研究較少。所以，自營(yíng)養(yǎng)學(xué)說建立、化肥工業(yè)誕生至今100多年來，碳肥始終處于“有名無實(shí)”的狀態(tài)，理論中有名而實(shí)際肥料中缺失。

究其原因，主要是大眾對(duì)碳營(yíng)養(yǎng)、尤其是有機(jī)碳營(yíng)養(yǎng)的重大作用的認(rèn)識(shí)缺失?？刻煅a(bǔ)碳，遠(yuǎn)不能滿足作物的生長(zhǎng)需要，導(dǎo)致很多作物長(zhǎng)期處于碳饑餓狀態(tài)，在化肥量用量大的情況下更為嚴(yán)重。所幸，近幾年碳的理論研究與應(yīng)用正在逐漸被重視，有機(jī)碳產(chǎn)品也在逐漸豐富，相信在不久的將來，碳肥產(chǎn)品，也會(huì)跟氮磷鉀肥一樣擺上所有農(nóng)資店貨架。