作者:云南日报-云新闻记者:陈云芬
来源:云南日报(2024年11月25日)
近日,云南省农业科学院茶叶研究所申时全研究员团队与云南农业大学叶敏研究员团队合作,在茶园土壤生态领域取得了重要研究成果。研究通过结合农药降解分析、微生物组学及富集培养试验,系统探讨了除草剂草甘膦在茶园土壤中的降解特性、对细菌群落的影响及其潜在的微生物降解机制。相关成果以“草甘膦对大叶茶园土壤细菌群落的影响及其降解机制”为题,在线发表在国际著名学术期刊《Journal of Hazardous Materials》(《危险材料杂志》,影响因子12.2,中科院一区)。
草甘膦是全球使用最广泛的广谱除草剂,因其高效性和低成本被广泛应用于农业生产,但其环境残留及潜在生态风险引发广泛关注。该研究发现,草甘膦在茶园土壤中的降解符合双一阶平行降解模型,呈现初期快速降解和后期缓慢降解的特征。在不同性质的茶园土壤中,其降解速率差异显著,半衰期从12.7天到268天不等。茶园土壤的酸性和较高的有机质含量可能导致草甘膦形成固定残留,阻碍微生物降解,同时主要代谢产物氨甲基膦酸(AMPA)表现出更高的持久性,构成潜在生态风险。
草甘膦对土壤细菌群落的丰度、多样性及网络复杂性表现出“双重效应”。适当浓度下,草甘膦可刺激微生物活性,增加群落多样性和网络复杂性;但当浓度超过阈值或暴露时间延长时,则可能对微生物产生不利影响。此外,草甘膦显著改变了茶园土壤中的细菌群落结构,优势菌群发生变化,代谢功能也随之改变。功能预测分析表明,草甘膦暴露后,土壤微生物的生物合成和代谢相关通路增加,而碳水化合物代谢、氮代谢及外源化合物生物降解相关通路减少。通过Lefse分析及构建的四重降解标志物判定标准,鉴定出多种可能参与草甘膦降解的关键细菌类群,包括变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteriota)等,这些微生物可通过代谢途径协同参与草甘膦降解。此外,团队从长期施用草甘膦的茶园土壤中成功分离并筛选出一种高效降解草甘膦的微生物联合体,其在7天内可降解400mg/L的草甘膦,其中Afipia、Dokdonella和Cohnella等细菌属的丰度显著增加,与草甘膦降解密切相关。
本研究全面揭示了草甘膦在茶园土壤中的降解特性及其对微生物群落的生态影响,进一步阐明了草甘膦的降解机制,为污染茶园土壤的生物修复提供了理论支撑,对推动茶园生态系统污染治理和茶产业高质量发展具有重要意义。
该研究依托世界大叶茶技术创新中心和国家农业科学勐海观测实验站开展,由茶叶所李文希博士和王凯博博士担任共同第一作者,茶叶所申时全研究员和云南农业大学叶敏研究员为共同通讯作者。研究得到了云南省茶产业技术创新中心项目、云南省茶学重点实验室开放基金和云南省农业联合专项等项目的资助。
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《土壤盐渍化的诊断、评估、减缓与适应技术指南》由联合国粮农组织 / 国际原子能机构粮食和农业核技术联合中心水土管理和作物营养科专家穆罕默德·扎曼、李恒所著。著者长期致力于改善土壤、水资源与肥料管理的生产实践,为促进国际社会农业积极适应气候变化做出了贡献。
该书回顾了全球土壤盐渍化的历史和治理成败经验,旨在制定盐度和钠化度的评估技术规程,完善盐渍化土壤的缓解和适应措施,创新和推进核技术和同位素技术等的应用,为可持续地利用盐碱地提供可行性方案。该书具有先进性、指导性和实用性,能够切实解决生物盐碱农业所遇到的实际问题。该书可为进行景观和农田土壤盐渍化评估和诊断,利用核技术和同位素技术制定边际土壤可持续利用战略的技术研究人员、一线管理人员提供参考和借鉴。
康绍忠院士序|《土壤盐渍化的诊断、评估、减缓与适应技术指南》出版发行
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Rainer Horn 博士,德国基尔大学教授,世界著名土壤物理学家。现任中-欧土地和土壤合作专家组委员,曾任世界土壤联合会(IUSS)主席,IUSS土壤物理委员会、土壤技术委员会以及第三工作组主席、土壤耕作研究组织主席、德国土壤学会主席等土壤学术组织重要职位。Horn教授在不饱和土壤力学理论创新和应用、土壤物理多尺度过程、土壤力学与水力学、物理化学和生物学等多学科交叉研究等方面取得巨大成就,并成功应用于指导固废处理、地质工程安全以及电缆地下埋藏等社会经济多方面。发表100余篇期刊论文,数十部土壤学专著以及数百篇技术报告,荣获美国土壤学会、美国农学会会士,罗马尼亚、波兰、德国土壤学会以及国际土壤耕作研究组织等学术团体先后授予Horn教授荣誉会员称号。
该书由赵英博士和张斌博士组织,邀请了诸多从事土壤物理研究的中青年工作者共同翻译。他们花费很大精力把该教材引进国内,可使更多的科研人员系统了解土壤物理学,对推动我国土壤物理学的发展意义重大。
邵明安院士序|《土壤物理学精要——过程、功能、结构和力学导论》
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