中国农业科学院肥料及施肥技术创新团队研究揭示紫云英-稻秸联合利用强化铁基炭镉吸附机制

　　近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所肥料及施肥技术创新团队研究了紫云英稻秸共同腐解产生的溶解有机物（DOM）强化铁基炭Cd吸附机制。相关成果以“The dissolved organic matter from the co-decomposition of Chinese milk vetch and rice straw induces the strengthening of Cd remediation by Fe-modified biochar”为题发表在国际期刊《Biochar》（IF = 12.7）。

 

　　我国耕地资源稀缺、土壤退化趋势难以得到有效遏制，农田重金属镉（Cd）污染严重威胁着我国粮食安全生产，构建农田土壤培育与生态治理协同的路径更契合我国农业安全生产理念。应用生物炭是稻田Cd污染修复的有效措施，绿肥稻秸联合利用是稻田常用的培肥增产的措施。本小组的前期研究表明绿肥稻秸联合利用配合生物炭能强化生物炭阻控水稻镉吸收，但其强化机制尚未明确。

 

　　本研究采用盆栽、腐解、吸附等试验，利用三维荧光、傅里叶变换-离子回旋共振质谱、X射线光电子能谱等技术，研究紫云英稻秸共同腐解产生的DOM强化铁基炭Cd吸附机制。结果表明紫云英和稻秸共同腐解产生的DOM通过提升铁改性生物炭的比表面积、增加负电荷数和官能团，促进Cd吸附。另外，紫云英-稻秸共同腐解产生的DOM与铁改性生物炭联合获得的DOM具有更高的芳香性、分子多样性和复杂性，其主要化合物成分木质素/富羧酸脂环分子和蛋白质/氨基糖，促进Cd吸附。总体而言，紫云英-稻秸联合利用主要通过共同腐解产生的DOM强化铁基炭镉吸附性能，强化Cd污染农田修复效果，是一种有前景的Cd污染农田治理技术。

 

　　中国农业科学院农业资源与农业区划研究所梁婷博士和安徽农业大学资源与环境学院周国朋教授为论文共同第一作者，曹卫东研究员和中国农业大学邹春琴教授为共同通讯作者。研究得到了“十四五”国家重点研发计划项目（2021YFD1700200）、国家绿肥产业技术体系（CARS-22）和中国农业科学院农业科技创新计划资助。

 

　　引用格式：Liang, T., Zhou, G., Chang, D., Ma, Z., Gao, S., Nie, J., Liao, Y., Lu, Y., Fan, H., Zou, C*., Cao, W*. 2024. The dissolved organic matter from the co-decomposition of Chinese milk vetch and rice straw induces the strengthening of Cd remediation by Fe-modified biochar[J]. Biochar, 6:27.

 

　　原文链接：https://doi.org/10.1007/s42773-024-00313-6