资环所土壤污染修复创新团队在小麦镉累积风险研究方面取得重要进展

耕地是粮食生产的命根子,没有耕地安全就没有粮食安全。习近平总书记的嘱托凸显了耕地健康对国家粮食安全的重要性。目前,我国部分耕地存在不同程度的镉污染,其通过水稻、小麦等粮食作物富集,对人体健康构成潜在威胁。小麦是我国第二大主粮作物,但其镉累积风险长期以来却未得到足够重视。近日,资环所土壤污染修复创新团队针对该问题开展系统研究,在《Environmental Pollution》和《土壤学报》上发表文章,揭示了镉污染农田小麦的镉累积特征及膳食暴露风险,阐明了小麦高效积累镉的生理机制,为我国小麦产区耕地土壤安全利用和小麦安全生产提供了科学依据和解决方案。

通过稻麦轮作区的田间调查,本研究首次系统对比了水稻与小麦的镉累积差异,发现小麦籽粒的镉含量及其富集系数分别高达水稻的2.5倍与3.5倍,其导致的膳食镉暴露风险更是水稻的1.3至8.0倍。这揭示了一个关键问题:在碱性土壤中,水稻的镉累积能力虽大幅下降,但小麦依然维持高富集特性。尽管碱性土壤的镉风险筛选值更为宽松,然而在土壤镉含量达标的情况下,小麦籽粒的超标率仍高达30%;且随着土壤pH值升高,小麦对膳食镉的贡献率不降反增。这些证据一致表明,现行土壤镉风险筛选标准未能充分考虑作物品类差异程度,无法有效保障小麦安全生产与人体健康。相关成果已发表于国际知名期刊《Environmental Pollution》上(JCR二区Top,IF 7.3),第一作者为李云涛助理研究员,通讯作者为高岩研究员。

团队基于已有研究成果,结合大数据分析,解析了碱性土壤小麦根土界面镉形态转化过程及小麦不同部位镉转运特征,阐明根际活化和地上部高效转运是碱性土壤小麦高累积镉的关键机制;通过对比各类钝化剂的阻控效果与机制,发现常规钝化剂在碱性土壤中效果较差,难以保障小麦安全生产,由此明确了当前阻控技术的核心瓶颈。面向未来,研究须进一步揭示根际镉形态转化的微观过程及镉-微量元素的吸收互作机制,为发展精准的根际镉调控技术与优化施肥策略提供理论支撑。相关成果发表于《土壤学报》(北大核心),第一作者为高岩研究员,高岩研究员与南京大学周东美教授为共同通讯作者。

以上工作得到江苏省农业科技自主创新资金项目、国家自然科学基金项目等支持,团队首席高岩研究员组织设计了相关试验,李云涛、樊广萍等参与了相关研究工作。


相关成果链接

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749124022917

http://pedologica.issas.ac.cn/trxb/article/abstract/trxb202502060046






团队基于已有研究成果,结合大数据分析,解析了碱性土壤小麦根土界面镉形态转化过程及小麦不同部位镉转运特征,阐明根际活化和地上部高效转运是碱性土壤小麦高累积镉的关键机制;通过对比各类钝化剂的阻控效果与机制,发现常规钝化剂在碱性土壤中效果较差,难以保障小麦安全生产,由此明确了当前阻控技术的核心瓶颈。面向未来,研究须进一步揭示根际镉形态转化的微观过程及镉-微量元素的吸收互作机制,为发展精准的根际镉调控技术与优化施肥策略提供理论支撑。相关成果发表于《土壤学报》(北大核心),第一作者为高岩研究员,高岩研究员与南京大学周东美教授为共同通讯作者。






团队基于已有研究成果,结合大数据分析,解析了碱性土壤小麦根土界面镉形态转化过程及小麦不同部位镉转运特征,阐明根际活化和地上部高效转运是碱性土壤小麦高累积镉的关键机制;通过对比各类钝化剂的阻控效果与机制,发现常规钝化剂在碱性土壤中效果较差,难以保障小麦安全生产,由此明确了当前阻控技术的核心瓶颈。面向未来,研究须进一步揭示根际镉形态转化的微观过程及镉-微量元素的吸收互作机制,为发展精准的根际镉调控技术与优化施肥策略提供理论支撑。相关成果发表于《土壤学报》(北大核心),第一作者为高岩研究员,高岩研究员与南京大学周东美教授为共同通讯作者。






团队基于已有研究成果,结合大数据分析,解析了碱性土壤小麦根土界面镉形态转化过程及小麦不同部位镉转运特征,阐明根际活化和地上部高效转运是碱性土壤小麦高累积镉的关键机制;通过对比各类钝化剂的阻控效果与机制,发现常规钝化剂在碱性土壤中效果较差,难以保障小麦安全生产,由此明确了当前阻控技术的核心瓶颈。面向未来,研究须进一步揭示根际镉形态转化的微观过程及镉-微量元素的吸收互作机制,为发展精准的根际镉调控技术与优化施肥策略提供理论支撑。相关成果发表于《土壤学报》(北大核心),第一作者为高岩研究员,高岩研究员与南京大学周东美教授为共同通讯作者。






以上工作得到江苏省农业科技自主创新资金项目、国家自然科学基金项目等支持,团队首席高岩研究员组织设计了相关试验,李云涛、樊广萍等参与了相关研究工作。