
近日,邹学校院士团队在环境科学与生态学领域国际权威期刊Science of The Total Environment(IF:6.5)上发表题为“Improved immobilization of soil cadmium by regulating soil characteristics and microbial community through reductive soil disinfestation”的文章,创造性的将广泛用于土传病害防控的土壤强还原灭菌技术(RSD)应用于土壤镉(Cd)污染修复治理,应用效果显著。此外,对其作用机理也开展了研究,为重金属污染土壤的修复提供一种新思路。
RSD技术由我国著名土壤学家蔡祖聪研究员在国内首次提出,并广泛运用于设施土壤消毒、土壤质量改良等工作上。该技术具有广谱杀菌性、能有效提升土壤养分、改良土壤结构等特性。在该研究中,通过向镉污染土壤中添加不同有机物料实施RSD处理,并对土壤理化性质、微生物群落结构组成及镉不同形态组分变化进行分析。研究结果表明,土壤pH值与可交换态镉(EX-Cd)之间存在高度负相关(P <0.01)。添加豆渣的RSD处理pH值增加最显著,且该处理土壤中镉的不同组分变化也最明显,有效态镉(EX-Cd)显著减少,残渣态镉(RS-Cd)显著增加。土壤微生物高通量测序显示添加豆渣的RSD处理土壤中铁还原细菌(Fe(III)-reducing bacteria)大量富集(e.g., Bacillus, Fervidicella, Desulfitobacterium, Geobacter),这些微生物的活动显著降低了镉的生物有效性。此外,XRD衍射扫描结果表明,添加豆渣的RSD处理使土壤中CaCO3的含量显著增加,这证明了RSD处理有利于土壤中镉从活性态向非活性态转化。田间验证试验同样表明,添加豆渣的RSD处理使土壤中镉的生物有效性显著降低,土壤中可交换态镉含量较对照降低了37%。RSD处理过的土壤中种植的四种蔬菜(红苋菜、叶甘薯、丝瓜和豇豆)可食用部位中镉的积累量显著低于对照,其中种植的豇豆和叶甘薯中镉含量较对照分别下降了76%和74%。RSD技术可以在一定程度上将镉污染土壤及其生产的农产品镉含量控制在安全范围以内。
该项研究在土壤镉污染修复治理方面具有重要意义,同时也为RSD技术的功能拓展应用提供一种全新的思路,为下一步相关产品研发奠定较好的理论基础。
