近日,山東農業大學資源與環境學院劉艷麗教授團隊在《Science of the Total Environment》發表了題為“Adsorption of phosphate onto agricultural waste biochars with ferrite/manganese modified-ball-milled treatment and its reuse in saline soil” 的研究論文。山東農業大學為完成該論文的第一單位,博士研究生車乃菊和碩士研究生屈杰為該論文的第一作者,劉艷麗教授為該論文的通訊作者。
鹽漬農田磷素有效性低是制約作物生長的常見問題之一,水體卻因為磷素過量引發水體富營養現象、大面積藻類繁殖,嚴重影響水體生態環境和生物多樣性。如何將富營養化水體中的磷素應用于缺磷土壤逐漸引起環境和農業工作者的關注。生物炭是污染水體修復常用的吸附材料,為了提高其吸附性能本研究嘗試利用球磨處理和金屬改性的方法,制備了具有更大比表面積和更好孔隙結構的生物炭,吸附廢水中磷酸鹽然后回收用于鹽漬土壤提高磷素含量。
圖形摘要
該研究選擇四種農業廢棄物(兩種棉花秸稈、玉米秸稈和稻殼)制備生物炭,聯合采用球磨處理與金屬改性方法,制備了鐵錳改性球磨生物炭,比表面積比原始生物炭提高近8.27-15.1倍、比鐵錳改性生物炭提高41.9%。鐵錳改性球磨生物炭對磷酸鹽的吸附量是原始生物炭的4.47-5.82倍。吸附磷酸鹽的生物炭應用于鹽漬土壤提供磷素補充,提高鹽漬土壤磷素含量促進生菜的生長。本研究結果為富營養化水體中過量的磷素應用于鹽漬土壤開辟了新途徑,為提升鹽堿土壤肥力提供了新思路。生物炭的應用推動農業廢棄物的資源化利用,為我國生態環境可持續發展具有重要作用。
該研究得到了國家自然科學基金和山東省博士后創新項目的資助。
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.169841