中国热科院在椰纤维生物炭对土壤-水稻系统中铅的钝化机制方面取得新进展

　　近日，中国热科院橡胶所新型肥料研究团队在椰纤维生物炭对土壤-水稻系统中铅的转运、积累和解毒机制方面获得新进展，直观呈现了椰纤维生物炭对砖红壤-水稻系统中铅的钝化效果，并揭示了内在机制。研究结果为减轻热带作物种植过程中土壤重金属毒性和生态风险提供了科学依据。

 

　　作为一种广泛存在的重金属，铅（Pb）在土壤中的污染可能导致其在食物链中积累，进而对人类健康构成潜在威胁。本研究发现，添加椰纤维生物炭（CFB）显著降低了稻田土壤中生物有效态铅浓度，并且减少了水稻根系、茎叶和糙米中的铅含量。

 

　　同步辐射微区X射线荧光光谱（-XRF）分析表明，椰纤维生物炭能够有效地限制铅向水稻根际土壤区域迁移，减少水稻根系对铅吸收，降低了铅在糙米中积累；此外，椰纤维生物炭处理还降低了水稻植株细胞原生质中铅浓度，并增强了植株的抗氧化酶活性，提高了水稻对铅胁迫的耐受性。通过偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析，量化了椰纤维生物炭对铅在砖红壤-水稻系统中积累和解毒途径的影响。研究成果不仅证实了生物炭对热区土壤铅污染修复的潜力，也为未来更复杂农业环境中潜在有毒元素的钝化研究策略性使用生物炭提供了科学依据。

 

　　相关研究成果以“Impact of coconut-fiber biochar on lead translocation, accumulation, and detoxification mechanisms in a soil–rice system under elevated lead stress”为题发表于《Journal of Hazardous Materials》。中国热科院橡胶研究所和海南大学联合培养博士研究生张婧旻、橡胶所李建宏副研究员为论文共同第一作者，橡胶所罗微研究员和佛山科学技术学院王海龙教授为论文共同通讯作者，林清火研究员、黄艳艳助理研究员等参与了研究。该项工作得到海南省重大科技项目（ZDKJ2021004）、国家自然科学基金（42207003, 22276031）和中国热科院创新团队（NO. CATASCXTD202303）等项目资助。

 

　　论文全文链接 ：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.133903