农用化学材料学科交叉联合实验室在生物炭控释典型药肥方面取得新进展
近日，我校农用化学材料学科交叉联合实验室在综合领域高水平刊物Chemical Engineering Journal (IF=13.273)杂志在线发表题为“Auricularia auricula biochar supported γ-FeOOH nanoarrays for electrostatic self-assembly and pH-responsive controlled release of herbicide and fertilizer”的研究论文。如今，过量药肥的滥用造成了严重的资源浪费与环境污染，迫切需要发展新型控释农药/肥料体系。本研究在资源化废弃农业生物质目的的基础上，通过制备复合生物炭材料，可与典型农药（除草剂二氯喹啉酸）和肥料（磷素）形成静电自组装结构，并实现pH响应调控释放。在实际土壤或水培环境中，本研究得到的新型材料可结合环境中已存在的有效磷，并且可对稗草进行选择性去除。此工作不仅为农药和肥料的控释设计了一种有效的材料与方法，对于后续控释材料开发及实际环境施用提供了新思路，并在农业生物质资源利用方向取得新进展。
图1 土壤中组装行为示意图(a)和数据直方图(c)。土壤中释放行为示意图(b)和数据直方图(d)。γ-FeOOH@BC对(e) QNC和(f) PO43-的敏感性测试。不同水培条件下稗草(g)和水稻(h)的代表性数码照片。
团队介绍
农用化学材料学科交叉联合实验室，致力于以化学材料手段为基础，“围绕作物，服务农业”，针对作物生长环境及调控开展研究工作，主要包括植物光学环境及土壤环境调控两大方向。首先，植物光学实验室精准控制的光源，为水稻、辣椒、柑橘、茶苗和拟南芥等作物提供匹配的光食谱，以此实现植物生长、代谢产物等的定向精准调控。其次，以各类生物质为原材料，基于原料筛配、过程控制、试剂辅助、方式耦合、参数优化等方式，开展生物炭的定向制备、调控改性及高效功能化等方面的研究，重点关注治污菌群、金属/金属化合物、营养物等功能成分的负载联用，并将所获得的功能化生物炭（复合）材料应用于重金属污染固持、土壤生态修复、灌溉污水净化、农药肥料缓控释放等农业领域。目前拥有“湖南省光学农业工程技术研究中心”和“生物炭湖南省工程研究中心”两个省级科研平台，同时获批筹备农业农村部“国际农林有机废弃物综合利用专业科技创新院”。现有专职研究人员8名，博士研究生7名，硕士研究生30余名，在SCI期刊累积发表研究论文120余篇，主持国家重点研发、湖南省重点研发、国家自科基金等各类科研项目20余项。
通讯作者：周南，教授，我校，zhounan@hunau.edu.cn
论文DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.134984
