斯里兰卡新研究:pH响应型腐植酸纳米磷,让碱性土壤“磷”活起来
在碱性土壤中,磷的固定与沉淀现象严重限制肥料利用率,不仅加剧磷资源耗竭,也带来不容忽视的环境风险。针对这一问题,斯里兰卡斯里贾亚瓦德纳普拉大学6个院系的科研人员联合开展研究,成功开发出一种可持续的pH响应型腐植酸磷纳米肥料。相关研究成果以《A sustainable pH responsive hydrogel-based phosphorus fertilizer using nano oxalic acid-modified rock phosphate and humic acid》(一种基于纳米草酸改性磷矿粉与腐植酸制备的可持续型pH响应水凝胶磷肥)为题,于2026年8月5日发表于国际期刊RSC Advances(《皇家化学学会进展》)上。
该研究采用机械化学法,将埃帕瓦拉磷矿粉转化为纳米草酸改性磷矿粉,并将其封装于含腐植酸的海藻酸钠-羧甲基纤维素可生物降解水凝胶基质中。采用粉末X射线衍射、扫描电镜-能谱及傅里叶变换红外光谱等技术,对纳米草酸改性磷矿粉颗粒(粒径60~180nm)进行了表征。同时,考察了不同纳米草酸改性磷矿粉(20%~80%)与腐植酸(1%~3%)配比的水凝胶珠的包封效率、溶胀行为及pH值3.5~8.5条件下的磷释放特性。主要研究结果如下:
1.优化配方性能优异。配方B8(80%纳米草酸改性磷矿粉+2%腐植酸)的磷酸盐包封率达91.5%,且释放行为符合Korsmeyer-Peppas动力学模型,体现出良好的控释特征。
2.盆栽试验效果显著:以碱性土壤栽培香蕉辣椒的盆栽试验表明,与传统磷源(过磷酸钙、未处理磷矿粉及草酸处理磷矿粉等)相比,该优化配方显著促进了植株生长、提高了产量与磷吸收效率,同时有效增加了土壤细菌丰度。
该纳米-水凝胶-腐植酸集成体系,不仅能有效提高磷的生物有效性,减少养分损失,促进土壤微生物活性,也为碱性农田生态系统的可持续磷管理提供了一种可规模化、环境友好的策略。