成果基本信息

所属产业领域：环境污染与修复

成果联系人：陈博士

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是否先试用后付费：面议

成果介绍

以玉米秸秆生物质、硅藻土、重过磷酸钙和尿素为原料，在不同热解温度（300℃、450℃、600℃）和混合比例（5:1:1:x和10:1:1:x）下合成了一种新型生物炭基复合肥（BCF）。开展了低施用量下BCF对土壤有效Cd的固定效率、以及对土壤肥力和玉米生长的影响研究。室内培养实验表明，低剂量的BCF（B5PNx和B10PNx）显著降低了土壤中Cd的有效性，有效态Cd的最高降低率高达44.13%。田间试验表明，低剂量（< 0.1%）的BCF（特别是B5PN600）能够改善土壤肥力并促进玉米生长（包括玉米产量）（图3），同时可显著降低玉米籽粒中的Cd含量。机理研究表明，提高热解温度可以提高生物炭对Cd²⁺的吸附能力；经尿素、硅藻土和重过磷酸钙改性后，随着官能团的增加、多孔结构的形成，以及表面共沉淀和络合作用，进一步提高了BCF对Cd²⁺的吸附能力；同时，增加了BCF的N、P、Si等营养物质含量，对土壤改良和玉米生长具有重要作用。本研究表明，在600℃下制备的生物炭基复合肥（BCF，混合比例为5:1:1:x）可以作为一种有前景的、环境友好的Cd污染土壤修复剂，并减少化学肥料的使用。该研究成果已在Environment Pollution上发表，并获批专利1项（专利证书附后）。目前，该专利已实施转化。

图1生物炭材料的表面结构特征

图2 在不同混合比例（A）、热解温度（B）、添加水平（C）和培养时间（D）下，生物炭材料对实验室土壤中DTPA-Cd的钝化效率

图3 不同处理下玉米植株总生物量（A）、玉米根系生物量（B）、穗部生物量（C）和1000粒重（D）