资环所在尿素负载生物炭协同调控土-植-气系统方面取得新进展
近日,资环所农业面源污染与生态修复研究室分别以Urea-loaded biochar at optimal pyrolysis temperature reshapes soil microbial communities to improve nitrogen use efficiency and mitigate environmental pollution in water spinach (Ipomoea aquatica Forsk.)和Pyrolysis temperature regulates biochar-soil interactions to enhance cation exchange capacity, plant growth, and photosynthetic performance为题在国际期刊Soil & Tillage Research(中科院一区TOP)和BMC Plant Biology(中科院二区TOP)上发表学术论文。Muhammad Usman Ghani博士后为第一作者,艾绍英研究员为通讯作者。
针对尿素因高溶解度导致的氮素淋失、温室气体排放及利用率低下等难题,本研究通过精准调控热解温度,构建了尿素混合生物炭(UMB)与载尿素生物炭(ULB)体系,发现500℃制备的尿素负载生物炭(ULB500)表现最为优异。结果表明,ULB500通过显著提升土壤阳离子交换量与养分有效性,显著提高空心菜产量与氮肥利用率,同时将氮素淋失降至最低并有效抑制了N2O、CH4等温室气体的排放。此外,该材料还能显著促进作物根系发育,诱导叶片光合效率与生理代谢全面提升,并通过富集有益微生物菌群优化土壤微生态。该研究确立了热解温度作为调控生物炭-土壤-养分互作的关键因子,为实现农业可持续氮素管理与环境风险控制提供了集成新策略。
以上研究得到了国家自然科学基金(42277259)、广东省重点领域研发计划项目(2023B0202030001)、广东农业科技创新及推广项目(2024KJ13、2025JCJC10)及广东省农业生态环境监测项目(019240291、019250325)等多个项目的资助。


