技術生物所揭示受控化肥遷移機理

　　近期，中國科學院合肥物質科學研究院技術生物與農業工程研究所在受控化肥機理研究方面取得突破：課題組觀察到了受控化肥中的氮素-助劑-水等復雜體系自組裝三維納米網絡結構，探索了氫鍵等分子間作用力在受控化肥自組裝過程中的重要作用，揭示了氮素受控遷移的機理。相關研究文章在《自然》集團新刊《科學報告》上在線發表。

　　控失化肥對于控制湖泊富營養化農林業面源污染、促進農林業豐產、實現農林業可持續健康發展具有顯著作用，是該團隊在技術生物所首席科學家余增亮研究員帶領下經過多年科技攻關研發而成的原創性成果，獲8項國家發明ZL。成果產業化程度較高，已推廣應用4千多萬畝，對于節能減排、農業增產效益顯著。因此，揭示受控化肥的微觀結構及遷移機理，為受控化肥的技術標準制定、應用推廣以及環境有害分子受控遷移提供了理論依據，具有重要意義。

　　2006年，余增亮根據在離子注入線蟲培養基中添加尿素抑制線蟲繁殖這一現象提出假說，即存在某種材料，可以通過分子間作用力“綁定”化肥分子，形成網絡結構聚集體，“放大”化肥分子空間尺度，控制其在土壤中遷移。而后，蔡冬清博士等經過大量篩選反復實驗，證明改性天然納米材料礦物粘土可以作為助劑來控制化肥分子在土壤濾層中的遷移速率，并揭示了化肥受控遷移的微觀機理：

　　首先，課題組利用電鏡觀察發現，受控尿素在離子束濺射剔除尿素后，留下了如鳥巢狀的網絡結構，而通過Mapping技術分析證明，該“鏤空”三維微納網絡骨架是尿素中添加的礦物粘土;同時，課題組通過上海三代光源進行觀察，發現了水相中尿素-助劑自組裝過程及三維結構;而掃描電鏡-EDX則表明，氮素-助劑-水復雜體系形成以天然納米材料為晶核的網絡骨架;此外，課題組還通過光譜及固態核磁等分析發現，氫鍵等分子間作用力在引導體系自組裝過程中有重要作用。

　　該研究得到科技部、安徽省科技廳、中科院農辦、寧夏農發辦、國家林業局等部門的資助。

受控尿素微觀結構

受控尿素體系相互作用