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土壤培肥与改良团队揭示镁改性生物炭提升土壤磷活性和降低温室气体排放的双赢机制
发布者：管理员发布时间：2026-01-09作者：尹子旭来源：点击量：
近日，资划所土壤培肥与改良团队研究揭示了镁改性生物炭在改善退化红壤旱地和黑土中磷有效性及减少温室气体排放方面的双赢机制。相关研究成果以“Relationship between soil phosphorus fractions and greenhouse gas emissions in degraded red and black soils amended with magnesium treated biochar”为题发表在期刊《全球变化生物学：生物能源（Global Change Biology Bioenergy）》上。
我国红壤旱地和黑土因长期不合理施用化肥（尤其是氮肥），导致普遍存在土壤酸化与退化问题，进而抑制土壤磷活化和加剧温室气体排放。生物炭在土壤培肥和固碳减排方面的作用被广泛研究，但其对磷形态转化与温室气体排放协同调控的机制尚不明确，尤其是镁改性生物炭在协同实现酸化土壤磷有效性提升和温室气体减排方面亟待探索。为此，本研究依托资划所祁阳红壤旱地和黑龙江哈尔滨黑土长期定位试验，探究了未改性生物炭（BC）和镁改性生物炭（Mg-BC）施用对土壤中磷组分与温室气体排放的影响。结果表明，BC和Mg-BC均显著改善了土壤理化性质并提高了活性磷组分含量，同时降低了中等活性磷和残留态磷的含量，且Mg-BC效果更为显著。与对照相比，BC和Mg-BC均显著降低了N₂O排放，且Mg-BC降低效果更为突出，在红壤旱地和黑土上分别降低了17%-44%和16%-31%；生物炭施用均增加CO₂排放，但是Mg-BC增幅低于BC。结构方程模型表明，生物炭类型和施用量对CO₂排放影响较小，但通过改善土壤pH、养分和酶活性显著抑制N₂O排放（图1）。该研究系统阐明了镁改性生物炭在退化红壤旱地和黑土中同步提升磷有效性和减少N₂O排放的机制，为协同实现酸性土壤改良、养分有效性提升和温室气体减排提供理论依据。
图1 生物炭调控土壤磷活性和温室气体排放的路径模型（左：黑土，右：红壤）。
mile米乐集团巴基斯坦籍已毕业博士Muhammad Numan Khan（现为中国科学院西双版纳热带植物园博士后）和郑州大学农业与生物制造学院韩天富副研究员为共同第一作者，张会民研究员、刘文杰研究员和马星竹研究员为共同通讯作者。研究得到北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室、国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目资助。
原文链接：https://doi.org/10.1111/gcbb.70102
