硫酸盐还原菌(SRB)与硫氧化菌(SOB)协同调控的水稻-龙葵轮作体系修复镉污染稻田的效应与机制

（编辑推荐）本研究创新性提出水稻-龙葵轮作体系结合硫酸盐还原菌(SRB)和硫氧化菌(SOB)的双重微生物调控策略，通过SRB介导的硫化物-镉共沉淀（CdS）实现水稻安全生产（稻米Cd降幅达71%），SOB驱动的硫氧化酸化土壤（pH降低）提升龙葵对镉的提取效率（增幅9%-42%），为全球稻旱轮作区中轻度镉污染土壤（Cd≤5 mg/kg）提供了兼具经济与环境效益的修复方案。

　　

亮点

本研究首次将SRB-SOB耦合机制应用于水稻-龙葵轮作体系：在淹水稻季，聚己内酯-玉米淀粉(PCCS)缓释碳源驱动土著SRB（梭菌属Clostridium相对丰度提升至29%-46%）通过硫化镉(CdS)共沉淀、根系铁膜形成等途径降低土壤有效态Cd达37%；在旱作龙葵季，硫氧化菌(Sulfobacillus占比82%)通过产酸活化Cd，使植物提取效率最高提升42%。

结论

SRB-SOB协同的稻-葵轮作体系证实可实现"水稻安全生产-土壤Cd去除"双目标：PCCS碳源使根际Eh值降至-197 mV，促进土著SRB富集；SOB通过硫氧化（产H⁺和SO₄^2-）显著提高Cd生物有效性。该技术对中轻度Cd污染稻田修复具有规模化应用潜力。

环境意义

相比传统生物炭，可生物降解的PCCS能更稳定地为SRB提供电子供体，而SOB驱动的硫循环可避免化学调理剂造成的二次污染。该体系为全球稻旱轮作区提供了环境友好的原位修复范例。

伦理声明

本研究无需伦理审查。

作者贡献

Yipeng Gong：可视化、数据分析；Dan Zhang：论文修订、基金支持；SHAH ZAIB：数据整理；Rui Qin：初稿撰写；Yifei Xie：课题设计、资金管理。

利益冲突声明

作者声明无竞争性利益关系。

致谢

感谢四川省科技计划项目（2025ZNSFSC1225）和中国科学院战略生物资源项目（KFJ-BRP-009-004）的资助。

参与同意书

已获取参与者书面知情同意。

出版授权

已获得参与者出版授权。