腐植酸负载纳米零价铁对镉污染农田水稻籽粒代谢的影响

黄鹏, 张静, 王鸿辉, 井江心, 曾燕琼, 陈铮, 刘洋之

农业环境科学学报. 2024, 43(04): 732-740

农业环境科学学报 ›› 2024, Vol. 43 ›› Issue (04) : 732-740.

腐植酸负载纳米零价铁对镉污染农田水稻籽粒代谢的影响

  • 黄鹏, 张静, 王鸿辉, 井江心, 曾燕琼, 陈铮, 刘洋之
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摘要

为探究腐植酸负载纳米零价铁(nZVI@HA)对镉(Cd)污染修复过程中水稻籽粒营养物质合成过程的影响,本研究采用吸附络合-液相还原法制备了一种nZVI@HA材料,同时开展水稻盆栽实验,利用电感耦合等离子体质谱及超高效液相色谱质谱技术,比较研究了nZVI@HA、纳米零价铁(nZVI)、腐植酸(HA)及nZVI与HA联合处理对Cd污染修复过程中水稻产量、籽粒中Cd含量及籽粒代谢物质组成的影响。结果表明:3组含Fe0处理均可提升水稻产量、降低水稻籽粒Cd的赋存水平。尤其是在nZVI@HA作用下,水稻产量显著提升至空白组的188%、籽粒Cd含量降至0.155 mg·kg~(-1),低于我国大米Cd限量标准(0.2 mg·kg~(-1),GB 2762—2022)。代谢组学分析显示,各含Fe0处理均可显著促进水稻籽粒倍他林生物合成及精氨酸和脯氨酸代谢(P<0.05且VIP>1);同时Cd污染修复过程中,水稻籽粒还可通过丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,核苷酸代谢,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,及甘油磷脂代谢特异性响应nZVI@HA处理。研究表明,nZVI@HA可特异性作用于水稻籽粒代谢过程,提升水稻抗性及产量。

关键词

/ 腐植酸负载纳米零价铁 / 水稻 / 代谢组学 / 差异代谢物

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黄鹏, 张静, 王鸿辉, 井江心, 曾燕琼, 陈铮, 刘洋之. 腐植酸负载纳米零价铁对镉污染农田水稻籽粒代谢的影响. 农业环境科学学报. 2024, 43(04): 732-740

基金

国家自然科学基金项目(42307024,22306149); 浙江省自然科学基金项目(LQ23D030007); 浙江省科技创新领军人才项目(2021R52045)

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水稻

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