土壤学报

作者：张祺明，武晨，易盛炜，陈名杰，彭冠维，吴汨川，谢运河，吴玉俊，李峰

单位：张祺明，环境生态健康湖南省普通高校重点实验室, 湘潭大学环境与资源学院, 湖南湘潭 411105；,武晨，环境生态健康湖南省普通高校重点实验室, 湘潭大学环境与资源学院, 湖南湘潭 411105；,易盛炜，环境生态健康湖南省普通高校重点实验室, 湘潭大学环境与资源学院, 湖南湘潭 411105；,陈名杰，环境生态健康湖南省普通高校重点实验室, 湘潭大学环境与资源学院, 湖南湘潭 411105；,彭冠维，环境生态健康湖南省普通高校重点实验室, 湘潭大学环境与资源学院, 湖南湘潭 411105；,吴汨川，环境生态健康湖南省普通高校重点实验室, 湘潭大学环境与资源学院, 湖南湘潭 411105；,谢运河，湖南省耕地与农业环境生态研究所, 长沙 410125；,吴玉俊，环境生态健康湖南省普通高校重点实验室, 湘潭大学环境与资源学院, 湖南湘潭 411105；,李峰，环境生态健康湖南省普通高校重点实验室, 湘潭大学环境与资源学院, 湖南湘潭 411105；lifeng6220@xtu.edu.cn,

关键词：镉污染;微氧环境;水稻土壤;根表铁膜;功能菌群

基金：国家自然科学基金项目（22176161）资助

水稻根际独特的微氧生境是影响污染物迁移转化的关键区域。然而，通过调控根际微氧环境以阻控镉（Cd）和菲的化学与微生物协同机制尚不明确。为此，本研究以中稻黄华占为对象，通过盆栽试验中插入塑料滴管的方式提升根际溶解氧含量，探究其对水稻吸收Cd和菲的阻控机制。结果表明，根际氧含量增加（最大提高1.7倍）显著降低了水稻糙米中Cd（24.2%～61.1%）和菲（26.1%～50.6%）的累积。首先，微氧环境的改善促进了水稻根表无定形铁氧化物（铁膜）的形成（最大增加1.5倍），进而强化了对Cd和菲的吸附固定，构建了阻控污染物吸收的根系屏障。此外，好氧环境重塑了根际微生物群落结构，形成了以Sphingomonas sp.（鞘氨醇单胞菌属）和Mycobacterium sp.（分枝杆菌属）等为核心的功能菌群，其中Cd抗性和多环芳烃降解基因丰度提升了2.2倍～5.6倍，强化了微生物对Cd的生物固定和对菲的生物降解。冗余分析进一步证实，溶解氧是驱动微生物群落演替并影响污染物形态的关键环境因子。综上，本研究证实改善微氧环境能促进根系铁膜和根际功能菌群的形成，协同阻控水稻对Cd和菲的吸收，为污染农田的安全利用提供了新的理论依据和技术途径。

来源：2026年第1期

《土壤学报》期刊编辑部

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