我国西安交通大学与清华大学深圳国际研究生院联合团队在《Frontiers of Environmental Science & Engineering》发表最新研究，展示了一种载有鸟粪石的镁改性生物炭基缓释肥料（Ca/MgBC+NP）在不同土壤环境中的卓越表现。这种肥料不仅能缓慢释放养分，还能改善土壤性质并固定重金属，为绿色农业提供了新思路。

“智能”肥料如何解决农业痛点？

传统化肥利用率低、易造成环境污染，而缓释肥料虽能减少养分流失，但功能单一。研究团队利用农业废弃物玉米秸秆制备的镁改性生物炭，通过吸附磷酸根和铵根离子形成含鸟粪石的复合肥料。鸟粪石是一种含有氮、磷、镁的多元素化合物，能缓慢向土壤释放植物易吸收的养分。

实验显示，这种肥料在三种典型土壤（黄壤、红壤、沙土）中均表现出优异的吸水保水性能，其吸水能力是市售缓释肥料的两倍。在29天的观察中，添加Ca/MgBC+NP的土壤水分保持率始终高于添加普通缓释肥的土壤，特别是在保水能力较差的沙土中表现尤为突出。

养分释放“恰到好处”，作物生长优势明显

通过30天的土壤柱淋溶实验，研究人员发现Ca/MgBC+NP在三种土壤中都能实现氮磷养分的均匀缓慢释放。在沙土中，24小时内磷和氮的累积释放率分别为6.04%和14.75%，28天内达到73.51%和73.98%，完全符合国际缓释肥料标准。这种缓慢而稳定的释放特性好比给作物提供了一个“营养仓库”，避免了养分的快速流失。

在90天的盆栽实验中，使用Ca/MgBC+NP的青菜和菠菜在三种土壤中均表现出显著生长优势。在沙土中，Ca/MgBC+NP处理的青菜鲜重、干重、茎长和根长分别是市售缓释肥处理的1.25、1.32、1.72和1.81倍；菠菜的相应指标更是达到2.64、2.84、1.70和1.17倍。这种促进效果在保肥能力较差的沙土中尤为明显，显示出该肥料在贫瘠土壤中的独特价值。

土壤改良与重金属修复“一箭双雕”

除了促进作物生长，这种肥料还能显著改善土壤性质。在酸性红壤中，它能将pH值从5.5提升至6.9；在沙土中，阳离子交换能力和有机碳含量分别提高了38.55%和265.38%，有效克服了沙土保水保肥能力差的自然限制。

更令人惊喜的是，Ca/MgBC+NP对土壤中多种重金属表现出强大的固定能力。在三种土壤中，对铬和汞的固定率均超过80%，铬的固定率甚至达到90%以上。这种固定作用类似于给重金属“上锁”，使其难以被植物吸收，从而减少重金属通过食物链传递的风险。

应用前景广阔，成本优势明显

相比市售缓释肥，这种新型肥料原料来源广泛，生产成本更低，具有更好的经济可行性。其环境效益主要体现在减少氨挥发、促进磷循环和改善土壤质量三个方面。

研究团队通过主成分分析发现，土壤性质的改善对作物生长贡献了52.67%的影响，这进一步证实了Ca/MgBC+NP通过改善土壤微环境来促进作物生长的双重作用机制。这种“肥料-土壤-作物”系统的协同增效，为可持续农业发展提供了新的技术支撑。

来源: FESE Message