综述：生物炭与植物促生菌联合应用对作物生长及重金属积累的影响：一项荟萃分析

（编辑推荐）本研究通过层次荟萃分析整合59项研究的237组数据，揭示生物炭（biochar）与植物促生菌（PGPB）协同作用机制：联合处理使植物根/茎生物量提升84%/116%，降低根、茎及土壤重金属含量33%/45%/44%，显著优化根际代谢功能。其中假单胞菌（Pseudomonas）组合促生效果最佳，变形菌门（Proteobacteria）组合对重金属钝化最显著，为土壤修复提供重要科学依据。

　　

Abstract
生物炭与植物促生菌（PGPB）的联合应用在缓解植物重金属胁迫和修复土壤污染方面展现出显著协同效应。通过分层荟萃分析整合59项研究的237组数据发现，联合处理使植物根系和地上部生物量分别增加84%和116%，同时降低根、茎及土壤中重金属含量33%-44%。该组合通过增强植物营养吸收、刺激土壤酶活性，显著优化根际代谢功能。

Introduction
重金属污染是威胁全球农业土壤健康的核心问题，其通过食物链可对人类产生致癌、致畸风险。传统单一修复技术存在局限性，而生物炭因其高比表面积和含氧官能团特性，能有效吸附重金属并改善土壤微环境。PGPB则通过固氮、分泌铁载体等机制促进植物生长。二者协同作用可重塑根际微生物群落，但跨系统互作机制尚未系统阐明。

Data collections
研究筛选2014-2024年间421篇文献，最终纳入符合标准的数据集237组，涵盖生物炭单独使用、PGPB单独使用及二者联用三种处理方式。

Biomass of plants
数据分析显示：

• 单独施用生物炭使植物地上部干重增加53%
• 单独接种PGPB提升58%
• 联合处理产生116%的显著协同效应
  其中假单胞菌（Pseudomonas）与生物炭组合对生物量提升效果最优，可能与该菌株分泌吲哚乙酸（IAA）能力相关。

Heavy metals remediation
联合处理对铅（Pb）的钝化效率达51%，显著高于镉（Cd）和砷（As）。变形菌门（Proteobacteria）与生物炭组合使植物体内重金属含量降低45%，其机制可能涉及：

1. 生物炭孔隙结构固定金属离子
2. 微生物胞外聚合物（EPS）螯合作用
3. 根际pH值调节改变金属形态

Conclusion
研究证实生物炭-PGPB联合应用通过"物理吸附-微生物代谢-植物生理调控"三级作用网络实现增效：

1. 假单胞菌组合最适促生
2. 变形菌门/厚壁菌门（Firmicutes）组合最佳降污
3. 铁改性生物炭可进一步提升碳汇功能
   该策略为农田重金属修复提供了可量化的技术参数。