生物炭和氧化铈纳米颗粒缓解鹰嘴豆（Cicer arietinum L.）中的镍污染及干旱胁迫：微生物组的作用、健康风险及分子响应

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Biochar and Cerium Oxide Nanoparticles Mitigate Nickel and Drought Stress in Chickpea (Cicer Arietinum L.): Roles of Microbiome, Health Risk, and Molecular Responses

探究生物炭纳米颗粒（BC-NPs）和氧化铈纳米颗粒（CeO?-NPs）对缓解鹰嘴豆干旱胁迫及镍污染的机制，发现其可促进植物生长、光合特性及抗氧化酶活性，降低MDA和H?O?含量及镍生物累积，改善根际微生物多样性，为农业重金属治理和抗旱提供新策略。

　　

摘要

生物炭（BC-NPs）和氧化铈纳米颗粒（CeO?-NPs）的使用是一种新型方法，可用于缓解干旱胁迫和重金属污染，尤其是对鹰嘴豆（Cicer arietinum L.）等农作物的影响。为了研究BC-NPs和CeO?-NPs在促进种子萌发、植物生长、光合作用、气孔特性、氧化应激与抗氧化反应、根际微生物群组成以及分子响应（包括离子吸收）等方面的潜在作用，我们考察了这些物质在控制环境、干旱胁迫和镍（Ni）胁迫条件下对C. arietinum的影响。研究结果表明，土壤中的干旱和镍胁迫会抑制植物生长、降低气体交换参数、影响抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA–GSH）循环、脯氨酸代谢和根际微生物多样性。相反，干旱和镍胁迫显著增加了氧化应激生物标志物、酶促和非酶促抗氧化剂的水平和基因表达，同时也提高了健康风险指数。应用BC-NPs和CeO?-NPs显著增强了植物生长和生物量，改善了气体交换性能，提高了酶促和非酶促抗氧化剂的活性和表达水平，并增加了微生物多样性，同时降低了MDA和H?O?的含量。C. arietinum中的镍积累量减少，健康风险指数也因生物累积减少和膳食金属摄入量降低而得到改善。此外，这些处理措施还改善了细胞组分分布，抑制了过多的脯氨酸积累，并增强了C. arietinum植物的AsA–GSH循环。这些结果为可持续农业实践提供了新的见解，并为解决农业土壤中的干旱和重金属污染问题带来了巨大希望。