导读

为保障粮食安全而过量施用化肥，已引发严重的农业面源污染。与此同时，全球磷资源日趋匮乏，使得这类养分的回收利用愈发关键。对此，江苏省农业科学院农业资源与环境研究所农业面源污染治理创新团队研发并量产一种经现场验证的镁改性生物炭球（Mg-BCB），可从稻田径流中高效原位回收氮磷养分。吸附饱和的 Mg-BCB 经回收后用作堆肥调理剂，能产生良好的环境经济效益，最终实现氮磷养分的循环利用。在上述研究基础上，该团队科研人员与相关企业合作，已实现 Mg-BCB 的规模化量产，并在江苏常州等地开展示范应用，取得了显著的环境效益。综上，本研究构建了“镁改性生物炭球原位回收稻田径流氮磷--饱和材料用作堆肥调理剂--实现养分循环与环境经济协同增效” 的农业面源污染治理与养分再利用新模式。

本研究以 MgCl₂与 KOH 共沉淀法制备生物炭粉，经颗粒化处理后得到镁改性生物炭球（Mg-BCB）。通过与企业合作实现该产品的量产，并将其应用于稻田退水原位净化实验。实际监测数据显示，Mg-BCB 借助配体结合与表面沉淀作用，对稻田径流中 NH₄⁺（去除率 20%-27%）、NO₃⁻（去除率 37%-41%）及总磷（TP，去除率 33%-50%）均有显著去除效果。

在此基础上，研究人员将氮磷吸附饱和的 Mg-BCB（Mg-BCB-N/P）重新用作堆肥调理剂，发现其可通过降低堆体 pH 值、提高堆肥温度及增强微生物活性，加速堆料腐熟进程，使堆肥总养分含量提升 30.8%。

模拟分析结果进一步表明，Mg-BCB 可回收太湖流域 62% 的外源氮磷投入，其环境经济综合效益预估达 206 元/吨。综上，利用 Mg-BCB 进行氮磷回收不仅能有效缓解水体富营养化，还可将非点源污染物转化为农田可用养分资源，同时具备良好的经济可行性。

联系作者:冯彦房，江苏省农业科学院研究员，入选江苏省“333”第三层次，近几年主持国家面上基金2项、国家重点研发课题2项。以第一/通讯作者在Environ Sci & Technol等重要刊物发表论文60篇；H指数44，论文累积被引6700余次；获省部级奖3项。邮箱：yfeng@jaas.ac.cn