近日，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院智能所科研團(tuán)隊(duì)在土壤氮素流失阻控方面取得進(jìn)展，探明了腐植酸改性粘土材料在提升土壤銨態(tài)氮保蓄能力、減少氨揮發(fā)與淋溶損失方面的作用。相關(guān)成果在土壤學(xué)國(guó)際期刊Journal of Soils and Sediments發(fā)表。

土壤銨態(tài)氮通過(guò)淋溶和氨揮發(fā)損失，不僅降低肥料利用效率，還會(huì)引發(fā)地下水污染和大氣環(huán)境問(wèn)題，是制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要瓶頸。傳統(tǒng)土壤改良劑多存在作用周期短、效果欠穩(wěn)定等問(wèn)題，亟需研發(fā)兼具長(zhǎng)效性和穩(wěn)定調(diào)控能力的新型改良材料。腐植酸改性粘土材料（簡(jiǎn)稱改性材料）融合了離子交換特性與功能基團(tuán)吸附優(yōu)勢(shì)，在氮素保蓄方面展現(xiàn)出巨大潛力，但其在土壤剖面中的長(zhǎng)效穩(wěn)定性、垂直作用范圍及調(diào)控機(jī)制尚未明確。

基于此，科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)室內(nèi)吸附-解吸試驗(yàn)、模擬淋溶和氨揮發(fā)等方法，系統(tǒng)探究了改性材料對(duì)土壤銨態(tài)氮吸附特性、氮素流失防控效果及作用持續(xù)時(shí)間。研究發(fā)現(xiàn)，施用改性材料可顯著增強(qiáng)土壤對(duì)銨態(tài)氮的吸附能力，抑制銨態(tài)氮解吸，該效果可持續(xù)6-7個(gè)月。其中，土壤銨態(tài)氮最大吸附容量和最大緩沖容量的提升效果維持5-6個(gè)月，吸附常數(shù)的提升作用在施用后首個(gè)月最為顯著。在氮素流失防控方面，改性材料使土壤潛在銨態(tài)氮淋溶量減少5.2%-31.0%，潛在氨揮發(fā)量降低5.7%-58.3%，且該阻控作用可延伸至施用層下方的土層，擴(kuò)大土壤氮素流失阻控范圍。

土壤銨態(tài)氮最大吸附容量和最大緩沖容量的提升效應(yīng)，是改性材料實(shí)現(xiàn)氮素高效保蓄的核心機(jī)制。該研究明確了腐植酸改性粘土材料在增強(qiáng)土壤銨態(tài)氮流失阻控方面的作用機(jī)制，為研發(fā)氮高效化肥及土壤調(diào)理技術(shù)提供了新依據(jù)。

智能所楊陽(yáng)副研究員為論文的通訊作者。該研究依托安徽省環(huán)境友好高效化肥農(nóng)藥工程研究中心，聯(lián)合安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)共同開(kāi)展，得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、安徽省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持。

文章鏈接：https://doi.org/10.1007/s11368-025-04207-3

圖1?改性材料施用位置與土壤樣品采集時(shí)間

圖2?氮素淋溶與氨揮發(fā)模擬評(píng)價(jià)裝置示意圖

圖3?改性材料對(duì)土壤銨態(tài)氮最大吸附容量的影響