近日，国际工程技术与水环境领域顶级期刊《npj Clean Water》（IF5y=14.1）在线刊发了以我所为第一署名单位的最新研究成果《Wastewater–phosphorus coupling accelerates biofilm–mineral–particulate interactions in irrigation pipelines》。该研究首次系统解析了沼液配施磷肥灌溉过程中滴灌系统管道堵塞的核心形成机制，为农业养殖废水的可持续资源化回用、灌溉系统抗堵塞设计与优化提供了重要的理论支撑。

沼液富含氮、钾等营养元素，将其作为液体肥料还田利用是种养循环农业的重要实践路径。但沼液自身磷含量偏低且多为难溶性形态，在实际农业生产中需额外配施磷肥以满足作物生长的养分需求。而“沼液-磷肥”耦合的水肥一体化灌溉方式因为极易加速滴灌系统管道堵塞，成为制约沼液高效资源化利用的关键瓶颈。

针对这一产业难题，研究团队开展长周期加速管道灌溉施肥试验，结合矿物组学分析、扫描电子显微镜观测及微生物高通量测序等多学科技术手段，全方位探究沼液配施不同磷肥下滴灌系统的堵塞规律与内在机制。研究发现，滴灌管道堵塞的核心诱因是生物膜、矿物沉淀与颗粒物三者间的强烈协同作用：磷肥与沼液中的钙、镁离子反应生成的磷酸钙、磷酸镁等次生矿物沉淀，为生物膜生长提供了关键的附着“支架”；悬浮颗粒物进一步强化了微生物的附着与定殖效应；而生物膜则如同“生物胶水”，将物理沉积与化学沉淀过程紧密耦合，最终形成致密的沉积层，导致灌水器水力性能急剧衰减。

我所马长健副研究员为论文第一作者，郑州大学侯鹏副教授与中国农业大学肖洋副教授为论文共同通讯作者，我所李彦研究员、孙泽强副研究员参与了本研究的指导工作。研究得到国家自然科学基金、山东省重点研发计划、山东省现代生态农业产业技术体系等项目的联合资助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41545-025-00547-2