近日，中国科学院合肥物质院智能所科研团队在土壤氮素流失阻控方面取得进展，探明了腐植酸改性粘土材料在提升土壤铵态氮保蓄能力、减少氨挥发与淋溶损失方面的作用。相关成果在土壤学国际期刊Journal of Soils and Sediments发表。
土壤铵态氮通过淋溶和氨挥发损失，不仅降低肥料利用效率，还会引发地下水污染和大气环境问题，是制约农业可持续发展的重要瓶颈。传统土壤改良剂多存在作用周期短、效果欠稳定等问题，亟需研发兼具长效性和稳定调控能力的新型改良材料。腐植酸改性粘土材料（简称改性材料）融合了离子交换特性与功能基团吸附优势，在氮素保蓄方面展现出巨大潜力，但其在土壤剖面中的长效稳定性、垂直作用范围及调控机制尚未明确。
基于此，科研团队通过室内吸附-解吸试验、模拟淋溶和氨挥发等方法，系统探究了改性材料对土壤铵态氮吸附特性、氮素流失防控效果及作用持续时间。研究发现，施用改性材料可显著增强土壤对铵态氮的吸附能力，抑制铵态氮解吸，该效果可持续6-7个月。其中，土壤铵态氮最大吸附容量和最大缓冲容量的提升效果维持5-6个月，吸附常数的提升作用在施用后首个月最为显著。在氮素流失防控方面，改性材料使土壤潜在铵态氮淋溶量减少5.2%-31.0%，潜在氨挥发量降低5.7%-58.3%，且该阻控作用可延伸至施用层下方的土层，扩大土壤氮素流失阻控范围。
土壤铵态氮最大吸附容量和最大缓冲容量的提升效应，是改性材料实现氮素高效保蓄的核心机制。该研究明确了腐植酸改性粘土材料在增强土壤铵态氮流失阻控方面的作用机制，为研发氮高效化肥及土壤调理技术提供了新依据。
智能所杨阳副研究员为论文的通讯作者。该研究依托安徽省环境友好高效化肥农药工程研究中心，联合安徽农业大学共同开展，得到国家重点研发计划、安徽省自然科学基金等项目支持。
文章链接：https://doi.org/10.1007/s11368-025-04207-3
图1 改性材料施用位置与土壤样品采集时间
图2 氮素淋溶与氨挥发模拟评价装置示意图
图3 改性材料对土壤铵态氮最大吸附容量的影响
