近日，河南農(nóng)業(yè)大學園藝學院觀賞園藝研究團隊在Advanced Composites and Hybrid Materials期刊上發(fā)表題為“Improving properties of soy protein–based hydrogel composites by incorporating bamboo biochar towards slow release and water retention of fertilizers and enhanced plant growth”的研究成果。該研究巧妙地將竹炭與大豆蛋白hydrogel結(jié)合，創(chuàng)制出一種兼具優(yōu)異保水性能與養(yǎng)分緩釋能力的新型高分子復合材料，為破解傳統(tǒng)生物炭肥料緩釋性能差、保水性不足的難題提供了創(chuàng)新解決方案。河南農(nóng)業(yè)大學已畢業(yè)研究生梁靖旖為該論文第一作者，王獻教授為通訊作者。

在盆花生產(chǎn)栽培中，研發(fā)既環(huán)保又能有效保水的緩釋肥料已成為迫切需求。生物炭雖能作為養(yǎng)分載體改善土壤肥力，但其本身存在緩釋性能和保水性不佳的固有缺陷。而大豆蛋白hydrogel因其具有高親水性的三維交聯(lián)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，憑借其巨大的比表面積能夠鎖住大量水分，并能有效延緩肥料和水的釋放。

研究團隊以此為切入點，通過接枝共聚技術，將竹炭引入大豆蛋白hydrogel網(wǎng)絡中，成功制備出一種新型緩釋高分子復合保水材料。研究結(jié)果顯示，竹炭的加入促進了大豆蛋白hydrogel交聯(lián)網(wǎng)絡密度的增加，這不僅顯著提升了復合材料的溶脹率，還增強了土壤的持水能力。在肥料緩釋性能測試中，特定配比的SPB-2–4%和SPB-3–4%復合材料表現(xiàn)出對氮肥優(yōu)異的緩釋控制效果。更值得關注的是，通過黃瓜幼苗栽培試驗發(fā)現(xiàn)，含有竹炭的復合材料（SPB）處理的植株，其生長指標和葉綠素含量均優(yōu)于使用不含竹炭的大豆蛋白hydrogel處理組。此外，竹炭本身所含的營養(yǎng)元素及其多孔結(jié)構(gòu)，有助于促進土壤中微生物的定殖與增殖，從而豐富了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，對土壤生態(tài)健康產(chǎn)生積極影響。