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    可生物降解微塑料與生物炭耦合通過(guò)增強(qiáng)根際有機(jī)碳、氮對(duì)鎘的螯合作用降低白菜對(duì)鎘的吸收累積

    放大字體  縮小字體 時(shí)間:2025-02-19 11:06 來(lái)源:北京市農(nóng)林科學(xué)院 原文:
    核心提示:該研究以白菜為模式植物,結(jié)合根際代謝組學(xué)和微生物群落結(jié)構(gòu)分析方法在鎘(Cd)污染的土壤中探究了典型可生物降解微塑料耦合不同類型生物炭(BC)后對(duì)植物生長(zhǎng)及Cd累積的影響機(jī)理。
      近日,北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源環(huán)境研究所在土壤科學(xué)領(lǐng)域影響因子排名第一Biochar(IF=13.1)期刊上發(fā)表題為“Biodegradable microplastics coupled with biochar enhance Cd chelation and reduce Cd accumulation in Chinese cabbage”的研究論文。該研究以白菜為模式植物,結(jié)合根際代謝組學(xué)和微生物群落結(jié)構(gòu)分析方法在鎘(Cd)污染的土壤中探究了典型可生物降解微塑料耦合不同類型生物炭(BC)后對(duì)植物生長(zhǎng)及Cd累積的影響機(jī)理。
     
      當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中采用生物炭修復(fù)Cd污染土壤,但土壤中常伴有微塑料復(fù)合污染。微塑料是土壤中的新污染物,能夠加劇Cd的移動(dòng)。但BC 與微塑料耦合后對(duì)Cd的環(huán)境行為知之甚少。因此,本研究在Cd中度污染土壤中,探究了甘蔗渣(SBC)、咖啡殼(CBC)、油菜秸稈(RSBC)3種BC與聚乳酸(PLA)可降解微塑料耦合后對(duì)白菜生長(zhǎng)特性、根際土壤代謝組學(xué)特征、細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)、Cd累積的影響。
     
      研究結(jié)果表明,BC-PLA耦合不利于植物生長(zhǎng)(光合作用降低),但能降低白菜中Cd的累積效應(yīng)(8%-42%),其中SBC-PLA的影響最顯著。SBC-PLA與單一SBC處理相比,根系、地上部中Cd的累積降幅分別為47%、22%(P<0.05)。PLA的添加提高土壤有機(jī)質(zhì)、溶解性有機(jī)碳、總氮含量,降低有效磷、速效鉀含量,對(duì)根際有效態(tài)Cd含量無(wú)顯著影響。根際代謝物分析表明BC中PLA的添加促進(jìn)環(huán)烯醚萜類有機(jī)化合物(Gardenoside、Aucubin、Deoxyloganic acid)、螯合劑(Malic acid)的形成,同時(shí)提高尿素循環(huán)(Citrulline),通過(guò)增強(qiáng)與Cd離子的螯合作用是降低白菜根系對(duì)Cd吸收的關(guān)鍵機(jī)制。微生物結(jié)構(gòu)分析也進(jìn)一步表明BC-PLA能夠驅(qū)動(dòng)有機(jī)碳、氮對(duì)Cd的螯合作用。本研究為微塑料的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了新的見(jiàn)解,也為提高BC阻控植物對(duì)Cd累積提供了新的思路。
     
      資環(huán)所趙萌助理研究員和鄒國(guó)元研究員為論文共同第一作者,云南省曲靖市農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站李聰平高級(jí)農(nóng)藝師和資環(huán)所陳延華高級(jí)農(nóng)藝師為論文共同通訊作者。該研究得到北京市農(nóng)林科學(xué)院青年基金(QNJJ202429)、北京市農(nóng)林科學(xué)院科技創(chuàng)新能力建設(shè)專項(xiàng)(KJCX20240506)、國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-02-23)的資助。
     
      原文鏈接
     
      https://link.springer.com/article/10.1007/s42773-024-00418-y?utm_source=rct_congratemailt&utm_medium=email&utm_campaign=oa_20250212&utm_content=10.1007/s42773-024-00418-y
    日期:2025-02-19
     
     
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