中国环境科学

作者：韩天伦, 王万忠, 鲍美君, 梁思嘉, 刘晨飞, 李建, 王燕, 孔明

单位：1. 生态环境部南京环境科学研究所, 江苏 南京 210042;2. 南京水科院瑞迪科技集团有限公司, 江苏 南京 210003

关键词：沉积物磷,镧改性粘土,沉水植物,根际效应,微生物作用

基金：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目(GYZX230306);生态环境部南京环境科学研究所创新团队项目(ZX2023QT017)

为探究沉水植物与镧改性粘土组合技术中植物根系对沉积物磷释放控制的作用,本研究构建了苦草-镧改性凹土(LMA)原位控磷微宇宙实验,利用薄膜扩散梯度(DGT)、高分辨率间隙水采样(HR-Peeper)和16S rRNA测序等技术,系统分析了根际磷和微环境的动态变化.结果表明,与单独覆盖LMA相比,LMA与苦草的联合应用使沉积物-间隙水中溶解反应性磷(SRP)、DGT-labile P和活性磷(Mobile-P)的含量分别下降了12.16%~62.72%、33.33%~38.46%和3.66%~10.53%.从第7d至第45d,苦草根系的总长度、表面积、体积、根尖数及有机酸分泌量显著增加.根系分泌的氧气分别使沉积物-水界面的溶解氧浓度和氧渗透深度增加了1.16倍和3.42倍,驱动根际微生物中优势菌群由Thiobacillus等溶磷菌向Sideroxydans等好氧菌转变.Mantel test和偏最小二乘路径模型(PL-PM)分析进一步揭示,苦草根系分泌的有机酸加速了沉积物中OP的矿化,增强了苦草对OP的吸收利用.此外,苦草根系释放的氧气促进了铁氧化菌的增殖,将间隙水中的Fe2+持续氧化为Fe3+,使SRP以铁结合态磷(Fe-P)的形式被固定,从而有效抑制了间隙水中磷的释放.本研究为深入理解镧改性粘土与沉水植物联合控制富营养化湖泊内源磷释放的机制提供了新视角.

来源：2025年第8期

《中国环境科学》期刊编辑部

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