Mg/Fe-LDH改性生物炭对水稻耐镉性及降镉的调控机制

来源：环境科学杂志2026年第1期北京时间：

作者：姚永琦,孔向军,卞晓波,黄其颖,邢承华,舒佳婧,蔡妙珍

单位：浙江师范大学地理与环境科学学院, 金华 321004,金华市农业科学研究院, 金华 321051,金华市农业科学研究院, 金华 321051,金华市耕地质量与肥料管理站, 金华 321017,金华职业技术大学农学院, 金华 321007,浙江师范大学地理与环境科学学院, 金华 321004,浙江师范大学地理与环境科学学院, 金华 321004

摘要：改性生物炭因其优异的比表面积、孔隙结构和丰富的表面功能基团，成为土壤污染修复中的重要材料. 为评估改性生物炭对水稻耐镉（Cd）性和降Cd的可行性，以水稻秸秆生物炭（BC）为原料，通过水热法制备了镁铁层状双氢氧化物改性生物炭（Mg/Fe-LDH@BC），研究Mg/Fe-LDH@BC对水稻生长、Cd吸收分布及其细胞壁组分的Cd阻控机制. 结果表明，施用50 mg·L-1和100 mg·L-1 LDH@BC显著提高Cd胁迫下水稻地上部和根系生物量、株高和根长，并缓解氧化损伤，其效果优于原始BC. 同时LDH@BC使水稻根系、地上部的Cd含量分别降低34.8%~41.7%和42.9%~52.8%，转移因子减少12.5%~19.1%. 亚细胞分布显示，100 mg·L-1 LDH@BC使根系细胞壁Cd占比增加，可溶性部分Cd占比减少，表明其通过增强细胞壁固定能力抑制Cd向地上部转运. 机制分析进一步发现，LDH@BC促进根系细胞壁果胶多糖含量提高，使果胶结合Cd增加23.6%，同时降低细胞壁半纤维素结合的Cd分配. 形态分析表明LDH@BC处理下NaCl结合态Cd占比增加，水溶态Cd占比减少. 由此可见，LDH@BC通过双重机制：降低水稻Cd吸收与调控根系细胞壁果胶多糖合成增强Cd固定，有效阻控Cd向地上部转运，可为Cd污染修复提供高效材料.

关键词：水稻,镉（Cd）,改性生物炭,吸收转运,化学形态,细胞壁,