洞庭湖流域作为全球最大的野生芒草（主要为南荻）资源库和集中生长区，在维系长江流域生态稳定的基础上还支撑起了以造纸业为主的生物质产业群。近年来由于造纸厂的全面关停，近300万亩的南荻弃收，进而导致了严重生态和环境问题。以南荻为原料制备生物炭是实现洞庭湖生态稳定和修复湖南严峻农田重金属污染的双赢策略。然而，目前芒草生物炭的镉吸附效率不高，尚需改性提高其镉吸附效率。理论上，通过生物修饰（如细菌和真菌改性）对制炭原料进行改性可提高生物炭的镉吸附能力，但对南荻生物质改性是否能提高其制备炭的镉吸附能力，及其提升效果和驱动机制尚不清楚。

我院芒属植物研究团队以洞庭湖废弃南荻秸秆为原料，研究了生物前改性和铁后改性对南荻生物炭镉吸附效率的影响并解析了生物改性生物炭的镉吸附提升机制。相关成果以题为“Biomodification of feedstock for quality-improved biochar: a green method to enhance the Cd sorption capacity of Miscanthus lutarioriparius-derived biochar”的研究性论文（Research Article）发表于中科院一区期刊Journal of Cleaner Production上（IF=9.44）。

本研究设置真菌腐解（FB）和细菌（BB）腐熟两个原料生物改性技术，同时结合生物碳铁后改性（NH₃·H₂O-FeCl₃）技术，研究不同改性方法对生物炭镉吸附能力的影响。结果表明，真菌和细菌改性生物质原料可以大幅提高其制备生物炭的镉吸附能力。真菌改性生物炭的镉吸附能力达36.4 mg g^-1，显著高于细菌改性生物炭（30.2 mg g^-1）和未改性生物炭（14.8 mg g^-1）。铁后改性可进一步提高生物改性生物炭的镉吸附能力，提高幅度约为（13.5–32.3%）。生物炭镉吸附能力的提高主要归因于灰分，比表面积，碱性官能团，酚羟基和pH的提高（重要性依次降低）。650 °C制备的真菌和铁改性生物炭镉吸附能力最高达64.9 mg g^-1。本研究为洞庭湖废弃南荻生物质高值化利用，稻田重金属修复和蘑菇子实体生产提供了一条三赢途径。

论文第一作者为我院芒属植物生态应用技术湖南省工程实验室科研助理许依。我院全职引进的湖南省“青年百人计划”学者薛帅副教授为唯一通讯作者。论文全部成果由湖南农业大学独立完成。该研究工作受到了湖南省重点研发计划项目（2019NK2011和2019NK2021）、湖南省高层次人才聚集工程项目（2019RS1051）及湖南农业大学第二批重大科研项目暨创新团队培育工程项目的共同资助。特别致谢瑞典农业科学大学陈锋博士在论文返修过程提供的帮助。

论文全文见： https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.131241

转发：解李帅