铁和锰改性生物炭对水稻镉吸收和土壤微生物群落结构的影响

作者：王德正; 谭文韬; 曾鹏^*; 马兰心; 周航; 辜娇峰; 廖柏寒

来源：中国环境科学, 2023, 1-14.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20231201.003

• Fe和Mn改性生物炭
• 水稻
• Cd吸收
• 微生物群落结构
• 铁锰氧化还原菌

铁(Fe)和锰(Mn)改性生物炭(BCFM)对镉(Cd)具备较强的吸附性能.本文进一步通过盆栽试验，研究BCFM对水稻Cd吸收和土壤微生物群落结构的影响.结果表明，BCFM可有效降低水稻对Cd的吸收，改变土壤微生物群落结构.与对照相比，添加0.5-2 g/kg BCFM后土壤有机质、土壤阳离子交换量、土壤总Fe和总Mn无显著变化;而添加4 g/kg BCFM后，土壤有机质、土壤阳离子交换量、土壤总Fe和Mn含量分别显著(p< 0.05)提高了13.6%、13.58%、5.0%和12.1%，同时土壤中有效态Cd含量显著(p< 0.05)降低67.9%，且水稻茎、叶和糙米中Cd含量分别显著(p< 0.05)降低74.3%、44.9%和84.9%.添加BCFM后，水稻根际土壤Firmicutes、Proteobacteria等门水平物种的相对丰度提高，而Bacteroidota、Patescibacteria、Desulfobacterota和Nitrospirae等门水平物种的相对丰度降低.热图分析结果表明，BCFM可提高水稻根际土壤中Bacillus、Citrifermentans、Geobacter、Desulfovibrio等参与铁锰氧化还原和硫酸盐还原细菌的相对丰度.RDA和网络分析分析表明，BCFM可通过影响土壤总Fe、有机质含量和Cd的生物有效性来改变土壤微生物群落结构，促进土壤细菌间的正交互作用.因此，BCFM可作为一种有效的、生态安全的钝化剂用于Cd污染农田土壤修复.

• 单位
  中南林业科技大学; 环境科学与工程学院