鄭州大學農(nóng)學院在還田秸稈尺度調(diào)控稻田汞甲基化及其在稻米中的富集機制研究方面取得進展

　　近日，鄭州大學農(nóng)學院博士后孫濤在國際權威學術期刊Journal of Hazardous Materials在線發(fā)表題為“Use smaller size of straw to alleviate mercury methylation and accumulation induced by straw incorporation in paddy field”的學術文章。文章揭示了通過控制秸稈尺度調(diào)控因秸稈還田導致的稻田汞甲基化及稻米汞富集的機制。

 

　　汞是環(huán)境中普遍存在的一種重金屬污染物，可在自然條件下被微生物轉(zhuǎn)化為具有強神經(jīng)毒性的甲基汞，而甲基汞隨著食物鏈的富集可對高營養(yǎng)級生物體產(chǎn)生毒害作用。秸稈還田不僅可以提升農(nóng)田土壤的肥力還能降低因焚燒秸稈造成的大氣污染。然而，由于水稻田特殊的淹水管理模式，使得水稻田在秸稈還田后形成了富含有機質(zhì)且厭氧的環(huán)境，導致稻田土壤中無機汞發(fā)生甲基化反應以及稻米中甲基汞的富集。本研究發(fā)現(xiàn)，通過控制秸稈還田時秸稈的大小能夠顯著影響到稻田土壤中汞的甲基化過程及成熟稻米中甲基汞的含量。其中，在秸稈還田時對秸稈進行粉碎處理，能使秸稈殘留物中的易降解有機質(zhì)快速釋放并伴隨著快速的汞凈甲基化反應，當水稻進入開花期后秸稈殘留物中的易降解有機質(zhì)基本降解殆盡，剩余的難降解物和復雜性腐殖質(zhì)與甲基汞結合形成了難以被水稻吸收的螯合物/絡合物，進而使得更少的甲基汞被水稻吸收轉(zhuǎn)運到稻米中。研究結果表明，與常規(guī)秸稈處理對比，粉碎的秸稈處理能夠降低約25%的成熟稻米中甲基汞的富集量。因此，秸稈還田時對秸稈進行粉碎處理，不失為一種有效且環(huán)境友好型的處理方式，用于緩解由于秸稈還田造成的稻田汞甲基化及稻米汞富集的問題。

 

　　本研究由鄭州大學農(nóng)學院黃進勇團隊和西南大學王定勇團隊合作完成，并得到了瑞典農(nóng)業(yè)大學、中科院和重慶化工職業(yè)學院的相關研究學者的幫助。本研究還得到了國家自然科學基金和中國博士后科學基金的資金支持。

 

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.127002