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(zhuǎn)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(nèi)在機制。研究結(jié)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(fēng)險提供了科學(xué)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(dǎo)致其在食物鏈中積累，進而對人類健康構(gòu)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(zhì)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(fù)的潛力，也為未來更復(fù)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(xué)依據(jù)。

 

　　相關(guān)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(xué)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(xué)技術(shù)學(xué)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(xué)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