无机氮添加显著增强聚乙烯与PHBV微塑料在土壤中的真实与表观激发效应

本研究通过多光谱技术揭示了长期施肥下土壤镉（Cd）的固定化机制。有机-无机配施（NPKM）虽增加总Cd含量，但通过促进活性铁矿物形成及Fe-Cd簇与有机质共组装成稳定有机-矿物复合体（SR-FTIR与Fe-XAFS证实），显著降低Cd生物有效性（DGT技术测定），为农业土壤重金属治理提供新策略。

　　

Highlight

农业施肥常无意引入有毒镉（Cd），威胁生态系统健康。长期施肥试验揭示不同施肥模式通过影响有机-矿物相互作用调控Cd固定化机制。

Conclusions

本研究整合化学提取与高通量光谱技术，阐明长期施肥对土壤Cd积累与生物有效性的影响。尽管NPKM处理使总Cd含量较NPK增加5倍，但其生物有效态占比（≈0.019）与未施肥对照组（CK）相当，表明Cd通过有机-矿物复合体实现高效固定。多尺度光谱分析表明，NPKM处理促进活性土壤矿物（尤其是含铁矿物）形成，并改变Cd在土壤功能团中的结合序列。波谱分析证实原子尺度Fe-Cd配位（R≈1.8 ?，k≈12 ?^?1），同步辐射傅里叶变换红外光谱（SR-FTIR）进一步揭示有机与无机功能团间强相关性（p＜0.0001, r²=0.34–0.85），证实Fe-Cd簇与有机质共组装为稳定复合体。该研究为土壤重金属治理与可持续农业提供新见解。

Environmental Implication

农业施肥中镉（Cd）的引入对生态与健康构成风险。长期试验表明，施肥模式同时影响Cd总量与生物有效性，分子尺度结合机制的阐明为污染控制提供理论支撑。