世界人口持续增长以及可用耕地的逐渐减少对农业生产造成了巨大压力。过去的一百多年里化肥的广泛使用显著提高农业生产,但也造成了严重的环境问题和土壤退化。缓释肥能够改变施肥程序、节约减少肥料施用量、减少肥料流失,是替代传统化肥及促进农业可持续发展的有效途径。
生物炭是一种廉价、绿色的碳材料,具有富碳、多孔、高表面积、富含表面官能团等特性,在吸附、催化、能源、碳封存等方面得到广泛关注和研究,成为研究热点。最近,生物炭缓释肥得到越来越多的研究,本论文对生物炭缓释肥的研究进展进行了综述。生物炭作为土壤改良剂得到世界范围的关注,随后研究者对土壤中养分元素与生物炭的相互作用开展了大量研究,最近研究者聚焦于生物炭缓释肥的开发。本文系统总结了生物炭缓释肥制备方法:原位热解、共热解、浸渍法、包覆法、造粒法,并对不同方法的优缺点进行了评述。基于现有的研究对生物炭缓释肥养分的负载与释放机理进行了深入讨论,对生物炭缓释肥研究存在的挑战与发展趋势进行了阐述。
本综述系统介绍了生物炭缓释肥的研究现状,对开发新型肥料及农业可持续发展提供了新的认识。
图1 生物炭缓释肥研究历程
图2 生物炭缓释肥的制备方法
图3 生物炭缓释肥制备工艺的优缺点
文章亮点
1. 总结了从生物炭到生物碳缓释肥的发展历程;
2. 系统评述了生物炭缓释肥的制备方法;
3. 生物炭缓释肥能够提高养分利用率、缓解肥料资源短缺;
4. 阐明了生物炭缓释肥存在的挑战和发展方向。
作者信息
王重庆,郑州大学化工学院直聘教授、博士生导师。入选中国科协青年人才托举工程、中原青年拔尖人才、郑州大学青年拔尖人才。主要从事固体废弃物资源化方面研究,在本领域国际权威期刊发表学术论文60篇,总引用次数超过1500、H因子24(Google Scholar);参编专著3部;获得国家授权发明专利13项;主持国家自然科学基金、国家重点研发计划项目子课题、中国博士后基金、河南省重点研发与推广专项等科研项目8项;获得绿色矿山青年科技奖、产学研合作创新奖等。担任Environmental Research (SCI)客座主编、Journal of the Air & Waste Management Association (SCI)副主编、Sustainability (SCI)、Clean-Soil, Air, Water (SCI)期刊编委,以及International Journal of Mining Science and Technology (SCI)、Journal of Central South University (SCI)等期刊青年编委。
论文ID
原文题目 Biochar-based slow-release of fertilizers for sustainable agriculture: A mini review
引用信息 Wang, C., Luo, D., Zhang, X., Huang, R., Cao, Y., Liu, G., ... & Wang, H. (2022). Biochar-based slow-release of fertilizers for sustainable agriculture: A mini review. Environmental Science and Ecotechnology 10: 100167.
doi: https://doi.org/10.1016/j.ese.2022.100167