文章导读
你可能早就习惯了“盐碱地治不好”的论调——毕竟这是全球都在头疼的难题，传统方法要么治标不治本，要么反而带来次生盐渍化。但上海交大和中科院团队最近在Nature Communications发表的成果，可能要颠覆这个认知。他们没有继续在“如何往地里添加更多东西”这条老路上卷，而是反其道而行之：利用盐碱土自身的高碱环境，让一种改性生物炭“就地取材”，把土壤里的盐分直接“锁死”成稳定矿物。这个思路相当于让土壤自己给自己治病，而生物炭只是那把“钥匙”。
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近日，上海交通大学陈钦程/沈国清团队与中国科学院南京土壤研究所夏龙龙研究员，在国际期刊Nature Communications发表题为“Mineralization-based biochar unlocks sustainable restoration of soda saline-alkaline farmlands”的研究论文。该研究首次提出了镁铁改性生物炭原位矿化的盐碱土固盐降碱新技术，构建了以矿化与有机质协同为核心的盐碱土改良新路径。
土壤盐碱化是全球范围内迅速加剧的土地退化问题，严重制约农业生产。在各类盐碱土中，苏打盐碱土是化学性质特殊、治理难度高的一类。此类土壤以碳酸氢钠和碳酸钠积累为主要特征，通常表现出强碱性环境，导致土壤板结和团聚体破坏。传统方法虽然能够在一定程度上缓解盐碱胁迫，但往往难以有效去除盐分，易带来次生盐渍化风险。
针对这一关键难题，研究团队发现，镁铁改性生物炭可利用苏打盐碱土的高碱环境，通过矿化盐分离子原位形成稳定的镁铁层状双金属氢氧化物（MgFe-LDH），并促进游离有机质向矿物固定有机质（MAOM）转化，进而改善土壤结构与渗透性，消减盐碱障碍，实现固盐降碱目标。本研究从盐分矿化、有机矿物互作、植物响应和微生物调控等多个层面，系统揭示了镁铁改性生物炭改良盐碱土的作用机制。
该研究将盐碱地改良从依赖外源添加剂的途径，转向利用土壤自身高盐碱特性解决其盐碱问题的新模式。镁铁改性生物炭作为启动改良作用的“钥匙”，其核心作用在于激活土壤中原有的游离有机质，诱导其形成MAOM，从而强化矿物与有机质的结合。镁铁改性生物炭制备方法简单，表现出修复效果好、应用成本低与推广潜力强的综合优势，为大面积盐碱化农田改良提供了一条可扩展且兼具碳封存潜力的新途径。
图 碳酸盐固定及钠离子置换机制
图 有机物与矿物质的结合以及土壤有机碳的稳定
上海交通大学陈钦程副教授与中国科学院南京土壤研究所夏龙龙研究员为共同通讯作者，上海交通大学博士研究生周豪为论文第一作者，上海交通大学沈国清研究员参与指导了该项研究，团队徐华楠、赵亮、武杨、任美、王晨等成员以及王鲁梅副研究员参与了该研究工作。研究得到了上海市农业科技创新项目、国家自然科学基金、土壤与农业可持续发展全国重点实验室重大项目、科技兴蒙专项计划等的资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-72051-1
作者： 农业与生物学院 供稿单位： 农业与生物学院
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