华南植物园对重金属钝化处理抑制水稻镉吸收的机理研究取得重要进展

我国农田重金属污染对粮食安全和公众健康构成严重的威胁，引发了公众的广泛关注和担忧，因此治理重金属污染农田以降低农作物重金属超标的风险是当务之急。在各种重金属污染土壤修复技术中，重金属原位钝化技术由于成本低、操作简单易行、修复效率高且在不影响农业生产的前提下减少农作物对重金属的吸收，已成为当前的研究热点。

中科院华南植物园生态中心博士生毛鹏在李志安研究员的指导下，通过田间小区试验，研究了添加或不添加磷的硅灰石对水稻镉积累的影响。磷和硅灰石配施比单独施用硅灰石改良剂提高土壤pH和CEC，降低土壤Cd有效性的效果更好。单独使用硅灰石处理后，糙米中镉的含量降低了71%，但当硅灰石与不同磷改性剂配施时，镉的含量仅降低了29-39%。导致这种现象的原因是磷的加入使水稻根表铁膜中锰的生物有效性显著下降，铁与锰的摩尔比增加。水稻植株中Mn与Cd呈显著负相关，水稻植株中Fe/Mn与Cd呈显著正相关，揭示磷胁迫下土壤缺锰和铁膜中Mn的减少阻碍了水稻Cd的积累。硅灰石在缺硅水稻土中的应用，既提高水稻产量又能有效地减少水稻Cd的积累，但磷和硅灰石的配施则会适得其反，因此在实际应用中值得注意。另外，该研究还揭示了Cd与相关矿质养分吸收之间的关系，将有助于制定更有效的措施来降低水稻籽粒Cd。

相关研究成果已近期发表在环境领域知名SCI期刊Science of the Total Environment（IF2018=5.589）上。该研究得到国家重点研发专项、国家自然科学基金面上项目和广东省自然科学基金重点项目等的资助。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969719325318

图：磷和硅灰石配施下对水稻吸收镉的影响机理