碳 ( Carbon ) 是構(gòu)成生物的基本元素， 是一切有機(jī)物的核心。
碳以有機(jī)物或無機(jī)物的形態(tài)， 存在于大氣、海洋、地殼、動(dòng)植物之中，反復(fù)進(jìn)行無機(jī)化與有機(jī)化，變化成各種物質(zhì)，不斷循環(huán)。
碳可能以二氧化碳 ( CO2 ) , 一氧化碳 ( CO ) ， 甲烷 （CH4）， 碳酸根 （CO??﹣）， 碳酸氫根（HCO3-）， 有機(jī)體， 化石燃料， 堆積物， 巖石等形態(tài)存在于自然界中。
作物通過光合作用固定能夠空氣中的二氧化碳，轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳化合物。一部分有機(jī)碳化合物用于植物組織的生長，還有一部分被分解，為植物提供能量。二氧化碳通過植物的呼吸，釋放到大氣中。生長組織中的莖、葉、根和果實(shí)等器官，在生命周期到來后，變成凋落物被微生物分解，為為生物提供能量。二氧化碳通過微生物的呼吸釋放回大氣中。這就是植物生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)。
植物在一年間會(huì)從大氣中吸收 110 Pg 的碳， 但是因?yàn)楹粑欧懦龅牧繛?50 Pg。因此固定量為 60 Pg。然而落葉或殘根等植物遺體回到土壤圈的量，也是 60 Pg。 從整個(gè)自然界宏觀的看， 通過植物生成與排放的碳量是處于平衡狀態(tài)的。像植物這種碳收支平衡的狀態(tài)，也叫作 “碳中和"。 實(shí)際上碳的處理或移動(dòng)，仍然需要消耗能量， 因此也不能算是完全達(dá)到平衡。
活的微生物分解植物殘?bào)w和微生物有機(jī)殘?bào)w，混合后形成土壤有機(jī)質(zhì)以碳的形式儲(chǔ)存。微生物和植物通過自養(yǎng)呼吸和異養(yǎng)呼吸完成整個(gè)生態(tài)碳循環(huán)。
以果樹為例，從蘋果樹在秋冬季葉片掉落，被微生物完全分解成為腐殖質(zhì)，大約需要1~2年。樹葉干物質(zhì)比木質(zhì)部少，有機(jī)物比例高，更易分解。地下部分不易觀察，可以通過根的生命周期大致判斷，根的凋落物、根系分泌物和根呼吸釋放的碳大于地上部分枝葉凋落物（不包括光合作用的呼吸釋放）。當(dāng)年掉落的枝葉，一般是真菌進(jìn)行分解，從學(xué)術(shù)資料上查詢到，真菌分泌的酶能穿透葉片角質(zhì)層和樹枝、根系的木栓化部分（關(guān)于真菌分解的原理是結(jié)合技術(shù)資料得出，并非實(shí)踐觀察）。小型動(dòng)物類（包括線蟲、原生動(dòng)物、螨蟲等）在初始階段會(huì)吞食和破碎枝葉及根系凋落物，相當(dāng)于粉碎機(jī)，對較大體積的凋落物進(jìn)行粉碎，更利于真細(xì)菌分解。細(xì)菌中的放線菌，分解植物殘?bào)w的過程與真菌類似，通過分泌胞外酶進(jìn)行分解。
通過真細(xì)菌分解產(chǎn)生二氧化碳、無機(jī)氮、多聚糖等。剩余的腐殖質(zhì)以碳的形態(tài)保存在土壤里，提高土壤有機(jī)質(zhì)和碳源。
如果植物呼吸作用受阻，或葉片光合作用減弱，就容易造成有機(jī)碳化合物的缺失，如果環(huán)境惡劣，就會(huì)嚴(yán)重影響作物生長，甚至植株死亡。
耕作對土壤呼吸影響巨大，透氣性和水分條件的變化，使土壤膠體釋放有機(jī)質(zhì)的速度加快，短期內(nèi)能顯著提高農(nóng)作物產(chǎn)量。長時(shí)間耕作后，土壤儲(chǔ)備的有機(jī)質(zhì)消耗大于存儲(chǔ)，透氣性下降，土壤板結(jié)，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)被破壞。
人為干預(yù)的方法有：增施有機(jī)肥、休耕輪作。
碳平衡和土壤呼吸對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義重大，我們致力于可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展。
