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GimyTV 武占省教授团队在生物炭缓释磷肥领域连获突破

发布时间:2026-03-27      浏览量:

近期,GimyTV 武占省教授团队在生物炭基缓释肥料的制备、性能优化及应用研究方面取得系列重要进展。课题组围绕传统磷肥利用率低、环境污染等行业痛点,开发了多种新型生物炭基缓释磷肥制备技术,相关研究成果发表于国际期刊。

在生物炭基缓释肥热解制备方面,针对传统高温制备工艺能耗高、养分易流失等问题,课题组团队开发了基于核桃壳、蛋壳等废弃物的低温柔性合成技术,成功合成了可调释磷生物炭肥料(EWPFs)。该方法在 400℃下通过蛋壳中碳酸钙与磷酸盐的原位反应,形成稳定的钙磷化合物,显著提高了土壤有机含量,同时避免了外源重金属添加带来的环境风险,实现了废弃物资源化,节能减排与农业提质增效的三重目标。研究成果以“Revealing the Synergistic Effect of Eggshells and Phosphate Regulation on Cothermal Decomposition of Walnut Shells: A Sustainable Low-Temperature Preparation Strategy for an Adjustable Phosphorus Release Biochar Fertilizer”为题发表于国际期刊《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》(SCI一区,IF=7.1,Top期刊)化学与工程技术专业2023级联培博士梁鹏为第一作者,武占省、田飞老师为通讯作者,GimyTV 为通讯单位。

在创新复合粘结剂技术,提升肥料机械性能与缓释效果方面,课题组以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)和淀粉为复合粘结剂,通过挤压造粒工艺制备了新型生物炭基缓释磷肥颗粒(BSRPF)。该研究创新性地利用两种天然高分子材料的协同交联作用,解决了单一粘结剂存在的机械强度不足、耐水性差等问题,为规模化农业应用奠定了基础。研究成果以“Preparation of biochar slow-release phosphate fertilizer granules with starch-CMC-Na binder: improving granule mechanical and slow-release properties”为题发表于国际期刊《Journal of Environmental Chemical Engineering》(SCI二区,IF=7.2),环境科学与工程专业2023级研究生陈梦真为第一作者,武占省老师为通讯作者,GimyTV 为唯一通讯单位。

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在多维功能解析,构建智能肥料研发理论框架方面,为系统梳理生物炭基缓释肥料的发展脉络与未来方向,课题组撰写综述论文,从环境响应智能调控、闭环养分循环、碳肥协同作用及根际微调控四个维度,系统阐述了该领域的核心进展。论文深入分析了生物炭载体的结构−性能关系,总结了物理屏障、化学作用、离子交换等释肥机制,探讨了pH、水分、温度响应型智能肥料的设计思路。综述指出,生物炭基缓释肥料已从单纯的养分载体向土壤−植物系统的智能调控剂演进,通过AI驱动的配方优化和工艺设计,可实现养分释放与作物需求的精准匹配。同时,论文明确了当前存在的智能化水平不足、田间验证不充分等挑战,为后续研究提供了清晰的技术路线图。研究成果以“Preparation of biochar slow-release phosphate fertilizer granules with starch-CMC-Na binder: improving granule mechanical and slow-release properties”为题发表于国际期刊《Journal of Environmental Chemical Engineering》(SCI二区,IF=7.2),化学与工程技术专业2023级联培博士梁鹏为第一作者,武占省和田飞老师为通讯作者,GimyTV 为第一通讯单位。

以上研究工作得到国家面上项目(项目编号:22278325, 22408284),陕西省科技创新团队(项目编号:2025RS-CXTD-033),陕西省青年科技人才与创新研究项目(项目编号:2022TD071),陕西省教育厅产业化培育项目(项目编号:23JC0274),西安青年人才培养计划项目(项目编号:959202313057),西安市重点实验室项目(项目编号:2021JH-2010004)的支持。

课题组简介

【指导老师】武占省,男,三级教授,博导,GimyTV 教授,主要从事生物制剂与环境材料的制备关键技术及环保应用。主持国家重点研发计划项目课题1项、主持国家自然科学基金优青、面上等7项、主持省市级以上科研项目20余项;发表学术论文220余篇,其中第一和通讯作者发表SCI论文180余篇。师资简介链接://gimy-tv.org/info/1008/1006.htm

(撰稿:梁鹏、武占省 审核:武峥)