近期，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院崔德杰教授團(tuán)隊（障礙土壤修復(fù)與綠色開發(fā)利用創(chuàng)新團(tuán)隊）丁效東教授課題組利用秸稈還田及秸稈制備（改性）生物炭提升濱海鹽堿（中低產(chǎn)）稻田土壤質(zhì)量及磷素高效利用調(diào)控機(jī)制方面取得新突破。相關(guān)研究成果相繼發(fā)表在Journal of Cleaner production （IF=7.246），Environment pollution （IF=6.792），European Journal of Soil Biology（IF=2.285），2016級碩士生吳立鵬（現(xiàn)攻讀北京師范大學(xué)博士）為論文第一作者；Archives of Agronomy and Soil Science （IF=1.782），魏文良博士為論文第一作者，丁效東教授為通訊作者，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)為第一完成（通訊）單位。
黃河三角洲濱海鹽堿稻田土壤具有高pH值、低有機(jī)質(zhì)和過量陰離子（如CO32-和SO42-等），土壤肥力低、磷素吸附固持能力較弱，而傳統(tǒng)種植磷肥投入量高，磷素利用效率低，淋洗環(huán)境風(fēng)險較大。丁效東教授課題組針對鹽堿稻田單季稻秸稈還田低，通過利用秸稈制備生物炭并預(yù)處理改性，發(fā)現(xiàn)鎂改性生物炭通過靜電吸引、沉淀和可交換陰離子提高對磷素吸附能力，施用鎂改性生物炭顯著提高了土壤有效磷含量和水稻產(chǎn)量，相關(guān)成果2019年發(fā)表在Journal of Cleaner production。同時，研究分析不同價態(tài)鐵（Fe（II）、Fe（III））改性生物炭對磷素吸附機(jī)制、淋失風(fēng)險控制機(jī)制及田間磷素利用的調(diào)控機(jī)制，與原生物炭、Fe（III）改性生物炭相比，F(xiàn)e（II）改性生物炭中鐵主要以非晶態(tài)存在，大大增強(qiáng)其磷素吸附能力，靜電吸引和配體交換對磷酸鹽的吸附具有促進(jìn)作用。與原生物炭相比，F(xiàn)e（II）改性生物炭提高表層土壤對磷素的吸附能力，而Fe（II）和Fe（III）改性生物炭均能提高土壤有效磷含量，相關(guān)成果于2020年發(fā)表在Environment Pollution和Archives of Agronomy and Soil Science。
砂姜黑土是黃淮稻區(qū)（魯南和魯西南）廣泛分布的一種中低產(chǎn)土壤，丁效東教授課題組開展了長期秸稈還田與優(yōu)化施肥提升土壤質(zhì)量的田間定位試驗，化肥減施下秸稈還田措施顯著提升土壤有機(jī)質(zhì)含量及速效養(yǎng)分；而土壤磷酸酶、脲酶和轉(zhuǎn)化酶活性隨秸稈還田量而增加，而化肥單獨施用且隨施用量增加，土壤磷酸酶和轉(zhuǎn)化酶活性顯著降低；農(nóng)民傳統(tǒng)（化肥與秸稈還田）施肥顯著降低了土壤細(xì)菌多樣性，而化肥減施與秸稈還田優(yōu)化處理則減弱土壤細(xì)菌多樣性下降趨勢，揭示化肥減施下秸稈還田優(yōu)化處理措施通過改善優(yōu)化土壤C:N比調(diào)控細(xì)菌群落的多樣性及其組成，相關(guān)成果于2020年發(fā)表在European Journal of Soil Biology。
上述研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系水稻創(chuàng)新團(tuán)隊栽培與土壤肥料崗位、山東省自然基金面上項目、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)高層次人才基金等課題的資助。
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