近日，中国农业科学院植物保护研究所农药应用风险控制创新团队在环境科学国际知名期刊《Biochar》（JCR 1区，IF: 13.1）在线发表题为“Biochar prevents soybean seedling injury caused by atrazine residue by regulating the concentration of this herbicide in soil pore water”的研究论文。该研究明确了土壤孔隙水中莠去津对大豆的残留药害临界浓度阈值以及生物炭调控土壤孔隙水中莠去津浓度的预测模型，为科学防控土壤残留莠去津对大豆幼苗的药害提供了理论数据和可行性技术方案，对除草剂药害阻控理论及技术应用研究具有重要参考意义。
莠去津是一种重要的除草剂品种，因广谱、高效、经济、选择性等优势而在农田中持续使用。然而，莠去津长残效的特性使玉米等前作作物施用莠去津后的土壤残留时常对敏感后作作物大豆产生药害影响，威胁我国大豆生产安全。目前，这一药害的浓度临界阈值尚不明确，污染阻控修复手段也相对缺乏。生物炭作为一种对有机污染物具有高效吸附活性的经济、绿色材料受到了广泛关注。
本团队前期研究已揭示了不同生物炭对莠去津的吸附机制，但其在农药环境污染防治中的应用研究仍存在空白。本研究构建了莠去津对大豆药害阈值的确认方法，并探明莠去津对水培体系中的大豆幼苗的最大无效应浓度为0.1 mg/L；稻壳生物炭的加入可显著降低土壤孔隙水中莠去津的浓度，在红壤土、褐土、潮土、水稻土、黑土中，0.5%（w/w）生物炭使土壤孔隙水中莠去津的浓度从0.31、0.20、0.18、0.12、0.03 mg/L分别降至0.004、0.002、0.005、0.013、0.011 mg/L （P < 0.01）。回归分析表明，莠去津在孔隙水中的浓度与土壤有机质含量呈现出良好的线性相关关系，与生物炭施用量则呈现出幂函数相关关系，进一步利用孔隙水浓度、土壤含水量、生物炭修复土壤有机质含量与土壤总浓度间相关关系，构建了可用于预测孔隙水中莠去津浓度和指导生物炭阻控植物药害胁迫的数学模型，该模型预测值与实际值间的绝对百分比误差为14.1%，线性拟合斜率为1.0，拟合曲线的优度R2的为0.91，表明该模型对土壤孔隙水中的莠去津浓度具有良好的预测准确度。同时证实了0.5%（w/w）的生物炭添加可有效阻控土壤中2 mg/kg莠去津对大豆幼苗的药害。研究可为发展经济高效的药害防控技术提供理论基础。
中国农业科学院植物保护研究所为论文的第一完成单位，博士研究生解钧为论文第一作者，刘新刚研究员为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划项目（2023YFD1701305）和国家自然科学基金项目（32261133527）的资助。
论文链接：
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日期：2024-06-24
