生物炭与大肠杆菌K-12协同增效：通过强化细菌-真菌互作降低镉生物有效性并提升土壤肥力

本研究揭示了生物炭与大肠杆菌K-12联合应用对镉污染土壤的协同修复机制。通过调控土壤微生物互作网络（细菌主导Cd固定，真菌主导肥力提升），显著降低Cd生物有效性（↓10%）并提升土壤肥力（DOC、AK、AP分别提升5倍、6倍、23倍），为重金属污染农田的安全生产提供新策略。

　　

Highlight

生物炭与大肠杆菌K-12的组合处理通过以下机制实现协同增效：

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  提升土壤pH值
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  增强养分循环（如钾、磷活化）
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  激发生物酶活性
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  强化细菌-真菌互作网络

Cd immobilization by biochar and E. coliK-12 combination

通过盆栽试验发现，生物炭处理使根际土壤镉浓度不同程度升高（图1a），表明生物炭促进了土壤中镉的固定并减少植物吸收。对照组（CK）土壤中残留态镉占比为65.7 ± 3.39%，而单独添加E. coliK-12的处理组为65.35 ± 1.08%，说明E. coliK-12本身对镉形态转化无显著影响。但生物炭与E. coliK-12联合处理显著改变了镉的化学形态分布，有效降低了其生物有效性。

Conclusions

全球有限耕地资源面临重金属污染的严峻挑战，亟需同步实现重金属固定与土壤肥力提升的策略。土壤微生物通过调控重金属形态转化和养分循环过程，在此过程中发挥关键作用。本研究证明生物炭与E. coliK-12的组合可通过增强细菌-真菌互作网络，协同实现镉生物有效性降低（10%）和土壤肥力提升，为污染农田安全生产提供创新性解决方案。