省農(nóng)科院研究團(tuán)隊(duì)與云南農(nóng)大研究團(tuán)隊(duì)合作 揭示茶園土壤中草甘膦的降解機(jī)制

昆明市林草局專業(yè)號(hào) 2024/12/5 9:27:24

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本報(bào)訊（記者 陳云芬） 近日，云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所申時(shí)全研究員團(tuán)隊(duì)與云南農(nóng)業(yè)大學(xué)葉敏研究員團(tuán)隊(duì)合作，在茶園土壤生態(tài)領(lǐng)域取得了重要研究成果。該研究通過(guò)結(jié)合農(nóng)藥降解分析、微生物組學(xué)及富集培養(yǎng)試驗(yàn)，系統(tǒng)探討了除草劑草甘膦在茶園土壤中的降解特性、對(duì)細(xì)菌群落的影響及其潛在的微生物降解機(jī)制。相關(guān)成果以《草甘膦對(duì)大葉茶園土壤細(xì)菌群落的影響及其降解機(jī)制》為題，在線發(fā)表在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《Journal of Hazardous Materials》（《危險(xiǎn)材料雜志》）。

草甘膦是全球使用最廣泛的廣譜除草劑，因其高效性和低成本被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，但其環(huán)境殘留及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)引發(fā)廣泛關(guān)注。

該研究發(fā)現(xiàn)，草甘膦在茶園土壤中的降解符合雙一階平行降解模型，呈現(xiàn)初期快速降解和后期緩慢降解的特征。在不同性質(zhì)的茶園土壤中，其降解速率差異顯著，半衰期從12.7天到268天不等。茶園土壤的酸性和較高的有機(jī)質(zhì)含量可能導(dǎo)致草甘膦形成固定殘留，阻礙微生物降解，同時(shí)主要代謝產(chǎn)物氨甲基膦酸表現(xiàn)出更高的持久性，構(gòu)成潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。草甘膦對(duì)土壤細(xì)菌群落的豐度、多樣性及網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性表現(xiàn)出“雙重效應(yīng)”。適當(dāng)濃度下，草甘膦可刺激微生物活性，增加群落多樣性和網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性；但當(dāng)濃度超過(guò)閾值或暴露時(shí)間延長(zhǎng)時(shí)，則可能對(duì)微生物產(chǎn)生不利影響。此外，草甘膦顯著改變了茶園土壤中的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)，優(yōu)勢(shì)菌群發(fā)生變化，代謝功能也隨之改變。功能預(yù)測(cè)分析表明，草甘膦暴露后，土壤微生物的生物合成和代謝相關(guān)通路增加，而碳水化合物代謝、氮代謝及外源化合物生物降解相關(guān)通路減少。通過(guò)Lefse分析及構(gòu)建的四重降解標(biāo)志物判定標(biāo)準(zhǔn)，鑒定出多種可能參與草甘膦降解的關(guān)鍵細(xì)菌類群，包括變形菌門、酸桿菌門、綠彎菌門和放線菌門等，這些微生物可通過(guò)代謝途徑協(xié)同參與草甘膦降解。此外，團(tuán)隊(duì)還從長(zhǎng)期施用草甘膦的茶園土壤中成功分離并篩選出一種高效降解草甘膦的微生物聯(lián)合體。

該研究全面揭示了草甘膦在茶園土壤中的降解特性及其對(duì)微生物群落的生態(tài)影響，進(jìn)一步闡明了草甘膦的降解機(jī)制，為污染茶園土壤的生物修復(fù)提供了理論支撐，對(duì)推動(dòng)茶園生態(tài)系統(tǒng)污染治理和茶產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。