5-尿乙内酰脲、根际细菌与非木质生物炭协同缓解大麦干旱及重金属胁迫的机制研究

为应对铅(Pb)、汞(Hg)污染与干旱胁迫对大麦(Hordeum vulgare L.)生产的威胁，研究人员通过24种处理组合实验，揭示了5-尿乙内酰脲(5-Ureidohydantoin)、根际细菌(Rhizobacteria)与黄麻生物炭(jute-biochar)的协同作用。结果表明：该组合使大麦TJ-70品种根系长度提升58.6%(10.01 cm vs 6.31 cm)，鲜重(FW)增加23.7%-25.71%，叶绿素含量达2.69 mg/g，电解质泄漏(EL)降至11.4%，为重金属-干旱复合胁迫农业提供新型解决方案。

　　

作为全球15%热量来源的关键作物，大麦(Hordeum vulgare L.)正面临铅(Pb)、汞(Hg)污染与干旱胁迫的双重威胁。这项创新研究首次系统评估了5-尿乙内酰脲(5-Ureidohydantoin)、根际细菌(Rhizobacteria)与非木质生物炭(non-wood-based biochar)的协同效应。

实验采用TJ-70大麦品种，设置24种处理组合模拟5 mg/kg Pb、250-500 mg/kg Hg及干旱胁迫。经发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)处理的植株表现惊艳：在5 mg/kg Pb胁迫下，根系长度突破10.01 cm(对照组仅6.31 cm)，鲜重(FW)提升23.7%(根)和25.71%(茎)，叶绿素含量飙升至2.69 mg/g。

机制研究表明，5-尿乙内酰脲通过促进细胞分裂和伸长发挥作用，而根际细菌则像"营养快递员"般增强养分获取。二者联用使发芽率超85%，活力指数(Vigor Index)达1601.09，27 cm的发达根系与29 cm的健壮茎秆形成"抗逆黄金比例"。更妙的是，添加黄麻生物炭后，电解质泄漏(EL)骤降至11.4%，宛如为植物穿上"防渗漏防护服"。

这些发现为多重环境胁迫下的作物管理提供新范式：将微生物刺激剂(如根际细菌)、有机改良剂(如生物炭)与生长调节剂(如5-尿乙内酰脲)进行"抗逆鸡尾酒式"组合，有望构建更具韧性的农业生产体系，守护全球粮食安全。