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資環(huán)所在改良劑調(diào)控土壤-水稻系統(tǒng)內(nèi)鎘運移機制研究方面取得新進展
近日，資環(huán)所農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測與污染防治研究室在國際學術(shù)期刊Science of the Total Environment（中科院一區(qū)TOP，IF=9.8）發(fā)表題為“Soil amendments alter cadmium distribution and bacterial community structure in paddy soils”的學術(shù)論文。資環(huán)所李奇博士為論文第一作者，李義純副研究員為論文通訊作者。
稻田系統(tǒng)中重金屬遷移與生物轉(zhuǎn)化是當前生物地球化學研究中的前沿科學問題。改良劑制約土壤中的重金屬向作物遷移與累積，發(fā)揮著重金屬污染農(nóng)田安全利用與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量提升的巨大潛力。農(nóng)田重金屬污染防治技術(shù)研發(fā)團隊探究了礦物型、有機型和微生物型三種土壤改良劑影響土壤-水稻系統(tǒng)內(nèi)鎘運移的機理。研究發(fā)現(xiàn)，改良劑施用能夠促進鎘從不穩(wěn)定形態(tài)向穩(wěn)定形態(tài)轉(zhuǎn)化，從而降低土壤中鎘的植物有效性和減少糙米鎘含量。然而，改良劑的固鎘機制會因其類型不同而出現(xiàn)差異。本研究證實，礦物型、有機型和微生物型改良劑分別主要通過提高土壤陽離子交換量、增加植物源有機碳和增強有機碳的復雜性與Firmicutes、Bacteroidota豐度來降低土壤中鎘的植物有效性。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，促進鐵氧化物和有機碳的耦合可能是改良劑影響土壤鎘形態(tài)轉(zhuǎn)化的重要機制，pH、陽離子交換量和Bacteroidota豐度則是調(diào)控糙米鎘累積的關(guān)鍵環(huán)境因子。因此，通過提高土壤pH、陽離子交換量、有機碳組分、絡合鐵含量和Bacteroidota豐度，可以有效促進土壤中的鎘向有機結(jié)合態(tài)、晶質(zhì)鐵結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)轉(zhuǎn)化而降低土壤中鎘的植物有效性。以上研究的成果將為后期重金屬阻控型肥料研發(fā)及大范圍應用與推廣提供科學依據(jù)，同時對我國重金屬污染農(nóng)田安全利用提供新的解決思路。
以上研究得到國家自然科學基金（42107037）、廣東省農(nóng)業(yè)科學院“青年副研究員”項目（R2023PY-QF003）、廣東省自然科學基金面上項目（2022A1515011797）、廣州市科協(xié)青年科技人才托舉工程（QT-2023-043）等項目資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.171399
