祝贺蒸腾抑制剂型叶面肥的降镉机制研究在 Toxics 上发表

2025-09-07

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近日,湖南省朴诚环保科技有限公司(以下简称 “朴诚环保”)核心研究团队在重金属污染治理领域传来重大喜讯 —— 由公司主要研究人员宋慧娟、陈安伟领衔,联合湖南农业大学、香港理工大学等机构共同完成的 “蒸腾抑制剂(TI)型叶面肥降低水稻籽粒镉积累机制” 研究成果,正式发表于国际知名环境科学期刊《Toxics》(影响因子 5.5,JCR Q2 区),论文题目为《Foliar Transpiration Inhibitor Reduces Cd Accumulation in Rice Grain: The Potential Effect of the Endophytic Bacterial Community》(DOI: 10.3390/toxics13090755)。该研究首次系统揭示了蒸腾抑制剂型叶面肥通过调控水稻内生细菌群落降低镉迁移的核心机制,为我国镉污染稻田安全利用及稻米质量安全保障提供了关键理论支撑,也标志着朴诚环保在降镉叶面肥基础研究领域达到国际领先水平。

作为我国土壤重金属污染治理领域的创新型企业,朴诚环保长期聚焦 “耕地安全 - 粮食安全 - 人体健康” 产业链关键痛点,针对我国南方多省镉污染稻田治理难题,组建以宋慧娟、陈安伟为核心的研发团队,历时 5 年开展蒸腾抑制剂型叶面肥的研发与机制探索。此次发表的成果,正是团队持续深耕基础研究、突破技术瓶颈的重要体现。

研究团队在湖南浏阳、益阳、道县等 3 个不同有效镉含量的稻田试点(有效镉含量 0.12-0.21mg/kg)开展田间试验,通过在水稻扬花期至灌浆期喷施自主研发的蒸腾抑制剂型叶面肥(核心成分为腐植酸,搭配氮、磷、钾等营养元素),系统分析其对水稻镉迁移、组织镉含量及内生细菌群落的影响。结果显示,该叶面肥可使水稻 “根 - 籽粒” 镉迁移系数(TFₙₒₒₜ₋ᵣᵢcₑ)降低约 20%,在中等污染地块(有效镉 0.15mg/kg)和轻度污染地块(有效镉 0.12mg/kg)中,能将水稻籽粒镉含量控制在国家食品安全标准(0.2mg/kg)以内,治理效果显著优于传统叶面肥产品。

更值得关注的是,团队首次发现蒸腾抑制剂型叶面肥的 “双重调控机制”—— 这也是朴诚环保降镉产品区别于同类技术的核心创新点。一方面,叶面肥可显著提升水稻茎节的镉吸附能力:通过增加茎节中氨基 / 羟基等功能基团数量,使茎节总吸附位点浓度从 5.10mmol/g 提升至 6.83mmol/g,将镉 “截留在茎节”,减少向籽粒的迁移;另一方面,叶面肥能重塑水稻内生细菌群落结构:使内生细菌多样性(Shannon 指数)从 3.29 提升至 3.92,显著富集伯克霍尔德氏菌科(Burkholderiaceae)、厌氧粘细菌属(Anaeromyxobacter)等功能菌株 —— 这些菌株不仅能增强生物膜形成能力和重金属胁迫耐受性,还可通过分泌水溶性糖类(WSS)进一步固定镉,其相对丰度与镉迁移系数呈显著负相关(p<0.05),与水溶性糖类含量呈显著正相关(p<0.05),形成 “吸附 - 固定 - 阻控” 的协同降镉网络。

“过去行业内对叶面肥降镉的认知多停留在‘物理阻隔’或‘离子拮抗’层面,而我们通过基础研究证实,内生细菌群落的调控才是长效降镉的关键。” 朴诚环保主要研究人员宋慧娟表示,团队在研发过程中克服了 “内生细菌分离难、功能验证周期长” 等技术难题,通过高通量测序、功能基因注释等手段,明确了伯克霍尔德氏菌科、厌氧粘细菌属等菌株的作用机制,为后续产品升级提供了精准的靶点。

陈安伟补充道,该研究成果并非实验室阶段的理论突破,而是 “基础研究 - 技术转化 - 田间验证” 的闭环成果:“我们的叶面肥产品已在湖南、江西、广西等省份的 20 余万亩镉污染稻田开展示范应用,实测籽粒镉降低率稳定在 15%-25%,同时能提升水稻氮、磷吸收效率,实现‘降镉’与‘增产’的双重效益。此次机制研究的发表,让我们的技术有了‘科学背书’,也为行业提供了可复制、可推广的降镉新思路。”

此次研究成果在《Toxics》的发表,不仅是对朴诚环保研发实力的高度认可,更彰显了我国企业在土壤重金属污染治理基础研究领域的创新能力。未来,朴诚环保将继续以宋慧娟、陈安伟团队为核心,深化内生细菌与作物抗镉机制的研究,推动降镉叶面肥向 “更高效、更绿色、更经济” 方向升级,为我国耕地质量保护和粮食安全贡献更多 “朴诚方案”。


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