EST（IF=11.3）｜中国科学院南京土壤研究所团队——土壤性质主导大气沉降痕量金属在稻米中的归趋与累积

大气沉降是农田土壤和作物中痕量金属的重要来源。随着再生稻种植面积在全球范围内持续扩大，大气沉降输入的铜（Cu）、铅（Pb）、锌（Zn）、砷（As）等痕量金属在稻米中累积，带来不容忽视的粮食安全风险。然而，区域差异化的土壤性质如何调控大气沉降金属在土壤-水稻系统中的迁移、转化与累积，尚缺乏系统性的跨区域认知。

2026年6月29日，中国科学院南京土壤研究所周俊团队在国际环境领域顶级期刊《Environmental Science & Technology》（IF=11.3，中科院一区TOP期刊）发表题为“Soil Properties Regulate the Fate and Accumulation of Atmospherically Deposited Trace Metals in Rice across Six Major Growing Regions of China”的研究论文。该研究通过土壤移植实验，将中国六大典型水稻土区（涵盖南方酸性红壤、北方碱性土壤等代表性类型）的土壤移至背景大气沉降点和高沉降点进行对比暴露，并设置两种稻桩高度（0 cm和30 cm），系统解析了区域土壤性质与农艺管理对再生稻吸收大气沉降金属的交互调控机制。

核心研究结论

本研究以我国六大水稻主产区为研究范围，系统探究大气沉降、稻桩留茬高度及土壤理化性质对再生稻重金属累积的协同影响。研究发现大气沉降是稻米Cu、Pb的重要外源污染源，30 cm高留桩会加大重金属附着面积，显著加剧籽粒Cu、Pb富集。

土壤pH与有机质对不同类型重金属调控规律相反：酸性、低有机质土壤会促进Cu根系吸收并向籽粒转运，碱性环境则活化土壤可溶性砷，提升砷累积风险。同时水稻体内重金属转运特性存在明显分异，Cu易由根系转运至籽粒，As多滞留于稻桩与茎节，需分类设计阻控手段。大气沉降与稻桩留桩管理存在显著交互效应，统一留桩模式难以管控高沉降区域重金属风险，土壤属性全程调控重金属迁移分配。

该研究首次在全国稻区尺度定量证实土壤性质主导大气沉降重金属在土稻系统的归趋过程，证实仅依靠单一留桩管理无法实现稻米安全，需结合区域沉降强度、土壤pH与有机质水平制定本地化农艺措施，为区域重金属风险分级评估与精准防控提供重要理论支撑。

摘要图