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技術(shù)文章

揭示微塑料與鎘耦合可促進(jìn)玉米植株對鎘的累積

點擊次數(shù):559 發(fā)布時間:2023-3-27

微塑料(MPs)和鎘(Cd)的復(fù)合污染會影響土壤生物區(qū)系的環(huán)境,并導(dǎo)致植物的生長發(fā)育及Cd的遷移轉(zhuǎn)化發(fā)生變化。聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)廣泛存在于農(nóng)田系統(tǒng)。然而,在不同的土壤類型下,PS/PP與Cd的復(fù)合污染對土壤環(huán)境的潛在風(fēng)險及Cd的遷移轉(zhuǎn)化過程還知之甚少。因此,該文系統(tǒng)研究了不同土壤(紅壤、褐土)類型下PS/PP和Cd耦合對玉米(Zea mays L.)生長特性、Cd生物有效性、根際土壤代謝組學(xué)特征以及細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響。
 
研究結(jié)果表明,PS/PP-Cd對玉米生長的影響依賴于土壤類型。PS/PP-Cd的耦合促進(jìn)玉米植株對Cd的累積。在紅壤中存在大粒徑依賴效應(yīng);在褐土中存在小粒徑依賴效應(yīng)。這種差異主要是因為紅壤中大粒徑MPs顯著降低土壤pH,提高土壤EC值,從而提高活性Cd來促進(jìn)Cd的累積;褐土中小粒徑MPs通過提高根際土壤代謝物中氨基酸的合成和分泌,從而促進(jìn)根系對Cd的吸收;同時,微生物能夠通過影響與碳相關(guān)的功能細(xì)菌來提高Cd的生物有效性。本研究為MPs-Cd復(fù)合污染對土壤生態(tài)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的潛在影響提供了新的視角,未來應(yīng)深入研究復(fù)合污染條件下根際代謝物的變化及其對Cd活性影響機制。
 
資環(huán)所在站博士后趙萌和質(zhì)標(biāo)所徐笠副研究員為論文的共同第一作者,資環(huán)所鄒國元研究員和陳延華高級農(nóng)藝師為論文的共同通訊作者。該研究得到財政部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部:國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-02-23)、院科技創(chuàng)新能力建設(shè)專項(KJCX20220414、KJCX20210430)、新疆第三次科學(xué)考察項目(2022xjkk0901)的資助。


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