中國熱科院在椰纖維生物炭對土壤-水稻系統(tǒng)中鉛的鈍化機制方面取得新進展

　　近日，中國熱科院橡膠所新型肥料研究團隊在椰纖維生物炭對土壤-水稻系統(tǒng)中鉛的轉運、積累和解毒機制方面獲得新進展，直觀呈現(xiàn)了椰纖維生物炭對磚紅壤-水稻系統(tǒng)中鉛的鈍化效果，并揭示了內在機制。研究結果為減輕熱帶作物種植過程中土壤重金屬毒性和生態(tài)風險提供了科學依據(jù)。

 

　　作為一種廣泛存在的重金屬，鉛（Pb）在土壤中的污染可能導致其在食物鏈中積累，進而對人類健康構成潛在威脅。本研究發(fā)現(xiàn)，添加椰纖維生物炭（CFB）顯著降低了稻田土壤中生物有效態(tài)鉛濃度，并且減少了水稻根系、莖葉和糙米中的鉛含量。

 

　　同步輻射微區(qū)X射線熒光光譜（-XRF）分析表明，椰纖維生物炭能夠有效地限制鉛向水稻根際土壤區(qū)域遷移，減少水稻根系對鉛吸收，降低了鉛在糙米中積累；此外，椰纖維生物炭處理還降低了水稻植株細胞原生質中鉛濃度，并增強了植株的抗氧化酶活性，提高了水稻對鉛脅迫的耐受性。通過偏最小二乘路徑模型（PLS-PM）分析，量化了椰纖維生物炭對鉛在磚紅壤-水稻系統(tǒng)中積累和解毒途徑的影響。研究成果不僅證實了生物炭對熱區(qū)土壤鉛污染修復的潛力，也為未來更復雜農(nóng)業(yè)環(huán)境中潛在有毒元素的鈍化研究策略性使用生物炭提供了科學依據(jù)。

 

　　相關研究成果以“Impact of coconut-fiber biochar on lead translocation, accumulation, and detoxification mechanisms in a soil–rice system under elevated lead stress”為題發(fā)表于《Journal of Hazardous Materials》。中國熱科院橡膠研究所和海南大學聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生張婧旻、橡膠所李建宏副研究員為論文共同第一作者，橡膠所羅微研究員和佛山科學技術學院王海龍教授為論文共同通訊作者，林清火研究員、黃艷艷助理研究員等參與了研究。該項工作得到海南省重大科技項目（ZDKJ2021004）、國家自然科學基金（42207003, 22276031）和中國熱科院創(chuàng)新團隊（NO. CATASCXTD202303）等項目資助。

 

　　論文全文鏈接 ：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.133903