嫁接技术提升景天属植物重金属修复效率并维持土壤微生物群落健康的创新研究

针对超富集植物Sedum alfredii生物量低、修复速率慢的瓶颈问题，浙江大学团队通过嫁接技术将其根系与Crassulaceae科高生物量植物（Phedimus aizoon和Hylotelephium erythrostictum）结合，使Cd/Pb/Zn提取效率提升1.2-4.0倍，同时保留了对根际微生物群落（如Acidobacteriota和Proteobacteria）的积极调控作用，为重金属污染土壤的绿色修复提供新策略。

　　

土壤重金属污染如同潜伏的生态炸弹，全球14-17%耕地因此沦为"毒土"，威胁着超10亿人的健康。传统修复技术如化学固化、电动力学法等虽能"治标"，却常以破坏土壤微生物群落和消耗巨额能源为代价。在这场环境保卫战中，超富集植物Sedum alfredii（S. alfredii）本是明星选手——其根系能同步高效吸收镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)，但生长缓慢的特性让它像"马拉松选手"般难以满足工程化需求。如何既保留其"重金属捕手"特质，又突破生长瓶颈？浙江大学的Pang Zhihao团队在《Rhizosphere》发表的创新研究给出了答案：通过嫁接技术将S. alfredii的"超级根系"与高生物量植物的"快速生长引擎"强强联合。

研究采用四大关键技术：1）基于价格、生长速率和嫁接存活率的Crassulaceae科植物筛选体系；2）劈接法(cleft grafting)构建S. alfredii根系-接穗组合；3）复合污染土壤（Cd/Pb/Zn）盆栽实验；4）高通量测序分析根际微生物群落结构。

植物筛选与嫁接适配性
通过量化评估发现，Phedimus aizoon（P. aizoon）和Hylotelephium erythrostictum（H. erythrostictum）单位价格不足1元，14天生物量增长达S. alfredii的2.3倍，嫁接存活率超85%。二者与S. alfredii的光合效率、水分需求高度匹配，形成"根-冠协同效应"。

重金属提取效率突破
在21天修复实验中，嫁接体展现出惊人潜力：P. aizoon对Pb的提取速率达S. alfredii的4倍，H. erythrostictum对Cd/Zn的提取效率提升2.8-3.5倍。这种"加速效应"源于嫁接体同时具备S. alfredii根系的金属转运蛋白(如ZIP家族)和接穗部分快速生长的生物量优势。

微生物群落传承奥秘
嫁接体完美继承了S. alfredii塑造根际微生态的能力。高通量测序显示，嫁接体与S. alfredii同样富集了Acidobacteriota（酸杆菌门）、Planctomycetota（浮霉菌门）等有益菌群，这些微生物能通过固氮、解磷等作用维持土壤健康。

这项研究开创性地证明：嫁接技术可打破超富集植物的"生长悖论"。P. aizoon和H. erythrostictum作为优选接穗，不仅将修复周期缩短60%，每单位成本产生的修复效益提升3倍，更关键的是维系了土壤微生物网络的稳定性。该成果为重金属污染农业用地的"边生产边修复"模式提供了可商业化推广的解决方案，标志着植物修复技术从实验室走向工程应用的重要转折。正如研究者所言："我们不是在创造新物种，而是通过智慧重组自然赋予的优势"。