磷负载生物炭与有机生物肥料协同强化黑麦草修复铅污染土壤的效率及机制研究

为解决土壤铅(Pb)污染的环境与健康风险，研究人员开展磷负载橄榄核生物炭(P-loaded biochar)与有机生物肥料(biofertilizer)辅助黑麦草(Lolium perenne L.)修复Pb污染土壤的研究。结果表明，联合处理使Pb生物有效性降低85%，显著改善土壤pH、有机质和磷(P)有效性，证实植物稳定化(phytostabilization)和根际过滤(rhizofiltration)为主导机制，为绿色土壤修复提供新技术路径。

　　

土壤铅(Pb)污染因其毒性和持久性成为全球性环境难题。随着工业发展，我国耕地Pb污染超标率达1.5%，严重威胁粮食安全和公众健康。传统物理化学修复技术成本高昂且易破坏土壤生态，而植物修复(phytoremediation)虽环境友好却常受限于修复效率。如何通过绿色改良剂提升植物修复效能，成为环境科学领域的研究热点。

研究人员以黑麦草(Lolium perenne L.)为修复植物，创新性地将橄榄核衍生的磷负载生物炭(P-loaded biochar)与商业有机生物肥料(biofertilizer)联用，设计四梯度Pb污染土壤(50-5000 mg kg^-1)的盆栽实验。通过56天动态监测，结合土壤理化分析、金属形态分级(BCR连续提取法)和植物组织Pb积累测定，系统评估联合修复体系的协同机制。

土壤性质改良效应
生物炭-生物肥料组合使土壤pH提升0.8单位，有机质(SOM)增加32%，阳离子交换量(CEC)提高25%。同步诱导Pb从可交换态向铁锰氧化物结合态转化，5000 mg kg^-1污染下有效态Pb降低85%。

磷循环调控机制
生物炭载磷量达86.7 mg kg^{-sup>，配合微生物溶磷作用使有效磷(Olsen-P)提升3.1倍，促进植物根系发育并形成Pb-P共沉淀屏障。}

植物响应特征
Pb在根系的富集系数(BCF=12.4)显著高于地上部(BCF=0.3)，根表铁膜(Fe-plaque)的X射线衍射(XRD)显示Pb₅(PO₄)₃OH特征峰，证实根际过滤为主导过程。

该研究首次揭示磷负载生物炭与微生物菌群的协同增效机制：生物炭通过表面络合和孔隙固定降低Pb迁移性，微生物则通过分泌有机酸和铁载体促进磷酸盐释放，双重作用强化植物稳定化效率。成果为中重度Pb污染土壤修复提供可规模化应用的技术组合，发表于土壤学权威期刊《Pedosphere》的研究对发展耕地安全利用策略具有重要实践价值。