碳是构成有机物骨架的基础，每一个有机物分子，都是以碳原子为核心搭建起来的复杂结构，其中，碳水化合物更是植物营养的核心物质。比如木质素、纤维素、果胶质等，都是碳与氢、氧等元素结合形成的化合物，这些物质是细胞壁的组分；维生素与植物激素等也是碳与其他元素构成的活性物质，他们是植物体正常代谢活动的必须参与物质；此外，糖、脂肪等化合物，也是碳结构形成的植物临时储备能量库或是参与体内物质代谢（包括各种无机盐的吸收、合成、分解与转运等），相互转化后形成种类更繁多的物质。

一、碳的营养功能

碳作为植物的必需营养元素，它们积极参与体内的代谢活动。首先始于植物光合作用对CO₂的同化。碳、氢、氧以CO₂和H₂O的形式参与有机物的合成，并使太阳能转变为化学能。它们是光合作用必不可少的原料。

陆生植物光合作用所需的CO₂主要取自空气，空气中的CO₂的含量约为0.03%。从植物合作用的需要量来看,这一数值是比较低的。然而，空气的流动能使CO₂得到一定数量的补充。有资料报道,若使CO₂浓度提高到0.1%，就能明显提高光合强度并增加作物产量。不过浓度过高对植物也不利。如浓度超过0.1%时，光合强度不仅不能提高,反而会产生不良影响。如CO₂能促进叶片中淀粉的积累，易产生叶片卷曲现象,影响叶片的光合作用。一般来说,CO₂浓度降低，光合作用的速率则急剧减慢。在植物生长茂盛、叶片密集的群体内，CO₂浓度往往会降低到0.02%,并大大限制了光合作用。此时，使用CO₂肥料即可获得显著的增产效果;对于要求CO₂浓度较高的C3植物，其效果更加明显,生长期内表现为干物质可能成倍增加，收获时产量能提高几成。

二、补充碳素养分的重要性

在温室和塑料大棚等栽培环境中，适时增施CO2肥料是一项重要的增产技术，特别是在无土栽培、冬季保温而通气不足的条件下，空气中的CO2损失较大、补充来源不足，此时的CO2肥料肥效就更为明显。实际生产上，温室中增加CO2浓度可采用燃烧天然气、丙烷、石蜡等碳氢化合物，也可以选用液化CO2肥料或固体CO2肥料（干冰），还可以通过使用碳酸氢铵与硫酸反应放出CO2的方法来补充空气中CO2不足的问题。

空气中补碳是远远不够的！农作物所需的碳，主要由叶片气孔吸收空气中的二氧化碳，经光合作用转化为碳水化合物，再转化为糖类、蛋白质、氨基酸、纤维素、酶和激素的重要物质。但是，植物的根部也由土壤中的有机质直接吸收溶解于水的碳。二氧化碳用不尽，并不等于植物不缺碳。近年来越来越多的学者都确认：农作物许多情况下都处于碳饥饿之中。而农作物长时间碳饥饿，就发生缺碳病。有关专家也认为作物依靠自然状态的二氧化碳营养，这种靠天补碳方式仅能满足其需求的五分之一，作物长期处于“碳饥饿”中。

农作物缺碳会导致作物根系衰弱甚至腐根，早衰、亚健康、易倒伏、叶绿体发育不正常、防病抗逆机能差、产量低、品质低下，果实发育不正常种质退化等。随着科技发展，目前大家对碳元素、机碳营养的重大作用的认识陆续提高。靠天补碳，远不能满足作物的生长需要，导致很多作物长期处于碳饥饿状态，在化肥量用量大的情况下更为严重。所幸，近几年碳的理论研究与应用正在逐渐被重视，有机碳的产品也在逐渐丰富，相信在不久的将来，碳相关的产品，也会跟氮磷钾肥一样走进田间地头、走进千家万户。