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Environ Sci Pollut Res Int.2020 Jul;10.1007/s11356-020-10083-w. doi: 10.1007/s11356-020-10083-w.Epub 2020-07-18.

ヒ素汚染水田土壌におけるFe-Mn-La含浸バイオ炭複合材を用いたイネ（Oryza sativa L.）のヒ素蓄積の緩和

Mitigating arsenic accumulation in rice (Oryza sativa L.) using Fe-Mn-La-impregnated biochar composites in arsenic-contaminated paddy soil.

  • Lina Lin
  • Minling Gao
  • Zhengguo Song
  • Haiyan Mu
PMID: 32683621 DOI: 10.1007/s11356-020-10083-w.

抄録

ヒ素（As）は中国の土壌の顕著な金属汚染物質である。トウモロコシ茎粉バイオ炭（BC）とFe-Mn-La含浸バイオ炭複合体（FMLBC, FMLBC, FMLBC, FMLBC；BC:Fe:Mn:Laの重量比が異なる）がイネ（Oryza sativa L. ）のインディカ栽培におけるAs蓄積に及ぼす影響をポット実験で検討した。FMLBCとBCの施用により、イネの穀粒、葉、茎、根の乾燥重量が改善された。FMLBCを添加した土壌（FMLBC＞FMLBC＞FMLBC）では、BC処理を行った場合と比較して、異なるイネ器官におけるAsの取り込みが有意に減少した。コントロールのAs濃度と比較して、2%のFMLBCを添加した場合、米粒中のAs濃度は56.0〜89.4%減少した。FMLBCの施用により、穀粒中の必須アミノ酸の割合が有意に増加し、根表面のFeおよびMnプラークの含有量が増加した。As 蓄積量の減少は、As の吸着・保持を高める Fe、Mn、La の酸化物と、FMLBC が栄養分を供給して根圏環境を作り、イネの生育を促進することによると考えられる。本研究では、2％のFMLBCとFMLBCの適用により、As汚染土壌を修復し、イネの植物へのAs蓄積を軽減し、イネの穀物品質を向上させる可能性があることを実証した。

Arsenic (As) is a prominent metal contaminant of the soil in China. Pot experiments were conducted to examine the effects of corn stem powder biochar (BC) and Fe-Mn-La-impregnated biochar composites (FMLBC, FMLBC, and FMLBC; BC:Fe:Mn:La at different weight ratios) on As accumulation in an indica cultivar of rice (Oryza sativa L.). The application of FMLBCs and BC improved the dry weight of the grains, leaves, stems, and roots of rice. The As uptake in different rice organs was significantly reduced in the FMLBC-amended soils (FMLBC > FMLBC > FMLBC) compared with the BC treatment. Compared to the concentration of As in the control, the concentration of As in rice grains decreased by 56.0-89.4% with the addition of 2% FMLBC. The application of FMLBCs significantly increased the ratio of essential amino acids in grains and the contents of Fe and Mn plaques on root surfaces. The reduction in As accumulation can be ascribed to the Fe, Mn, and La oxides that enhance the adsorption and retention of As, as well as the FMLBCs that provide nutrients and create a rhizosphere environment, promoting rice growth. This study demonstrated that applications of 2% FMLBC and FMLBC have the potential to remediate As-contaminated soils, reduce As accumulation in rice plants, and improve rice grain quality.