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祁阳站揭示镁改性生物碳提升土壤磷有效性及生化特性的作用机制

发布者:管理员发布时间:2025-06-12作者:聂梦平,黄晶来源:祁阳站点击量: 412

近日,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所张会民研究员团队在《Environmental Sciences Europe》发表了题为《Impact of modified biochar on phosphorus fractionation and biochemical properties for different soils》的研究论文,揭示了镁改性生物炭(Mg-WBC)在提升土壤磷有效性、改善土壤健康方面的显著作用,为农业废弃物资源化利用和土壤改良提供了新策略。

磷是作物生长必需的关键元素,但土壤中磷的有效性通常较低,大部分磷以难溶性形式存在。生物炭因其多孔结构和表面活性被广泛用于土壤改良,但其对磷组分动态变化的调控机制尚不明确。特别是镁改性生物炭在提升磷有效性方面的潜力亟待探索。团队通过室内培养实验,对比了非改性生物炭(WBC)和镁改性生物炭(Mg-WBC)对湖南红壤(QY)和哈尔滨黑土(HAR)的改良效果。研究结果表明,WBC、Mg-WBC显著改善了土壤特性,碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性显著增强,但酸性磷酸酶在1%剂量的WBC和Mg-WBC时增加,而在2.5%剂量的WBC和Mg-WBC时降低。两种土壤的微生物生物量碳和磷在2.5%剂量WBC和Mg-WBC时均显著增加,QY和HAR土壤中活性磷在1%和2.5%的剂量WBC和Mg-WBC时分别增加28%–77%、15%–47%;中活性磷浓度在1%剂量时分别较少了2%–3%和3%–6%,而在2.5%剂量时分别增加了9%–11%和3%–6%;非活性磷分别较少了27%–38%和15%–35%。偏最小二乘路径模型分析表明,生物炭添加对酸性土壤改良效果更佳,且Mg-WBC显著改善了土壤磷的有效性。该研究明确了镁改性生物炭在提升土壤磷有效性和改善土壤健康方面的双重作用,为酸性及中性土壤的改良提供了新思路。

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中国农业科学院农业资源与农业区划研究所已毕业博士Muhammad Numan Khan (现为中国科学院西双版纳热带植物园博士后)和黄晶副研究员为论文共同第一作者,张会民研究员和刘文杰研究员为通讯作者。研究得到北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室、农业农村长期因子综合观测衡阳站和国家自然科学基金等项目支持。

原文链接:https://doi.org/10.1186/s12302-025-01128-3


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