原標題：云南省農(nóng)科院茶葉所在茶園土壤中草甘膦的降解機制研究方面取得重要進展
近日，云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所申時全研究員團隊與云南農(nóng)業(yè)大學(xué)葉敏研究員團隊合作，在茶園土壤生態(tài)領(lǐng)域取得了重要研究成果。研究通過結(jié)合農(nóng)藥降解分析、微生物組學(xué)及富集培養(yǎng)試驗，系統(tǒng)探討了除草劑草甘膦在茶園土壤中的降解特性、對細菌群落的影響及其潛在的微生物降解機制。相關(guān)成果以“草甘膦對大葉茶園土壤細菌群落的影響及其降解機制”為題，在線發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊《Journal of Hazardous Materials》（《危險材料雜志》，影響因子12.2，中科院一區(qū)）。
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)風險引發(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，同時主要代謝產(chǎn)物氨甲基膦酸（AMPA）表現(xiàn)出更高的持久性，構(gòu)成潛在生態(tài)風險。
草甘膦對土壤細菌群落的豐度、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；但當濃度超過閾值或暴露時間延長時，則可能對微生物產(chǎn)生不利影響。此外，草甘膦顯著改變了茶園土壤中的細菌群落結(jié)構(gòu)，優(yōu)勢菌群發(fā)生變化，代謝功能也隨之改變。功能預(yù)測分析表明，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Lefse分析及構(gòu)建的四重降解標志物判定標準，鑒定出多種可能參與草甘膦降解的關(guān)鍵細菌類群，包括變形菌門（Proteobacteria）、酸桿菌門（Acidobacteriota）、綠彎菌門（Chloroflexi）和放線菌門（Actinobacteriota）等，這些微生物可通過代謝途徑協(xié)同參與草甘膦降解。此外，團隊從長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，其在7天內(nèi)可降解400mg/L的草甘膦，其中Afipia、Dokdonella和Cohnella等細菌屬的豐度顯著增加，與草甘膦降解密切相關(guān)。
本研究全面揭示了草甘膦在茶園土壤中的降解特性及其對微生物群落的生態(tài)影響，進一步闡明了草甘膦的降解機制，為污染茶園土壤的生物修復(fù)提供了理論支撐，對推動茶園生態(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。
該研究依托世界大葉茶技術(shù)創(chuàng)新中心和國家農(nóng)業(yè)科學(xué)勐海觀測實驗站開展，由茶葉所李文希博士和王凱博博士擔任共同第一作者，茶葉所申時全研究員和云南農(nóng)業(yè)大學(xué)葉敏研究員為共同通訊作者。研究得到了云南省茶產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心項目、云南省茶學(xué)重點實驗室開放基金和云南省農(nóng)業(yè)聯(lián)合專項等項目的資助。
云南日報-云新聞記者：陳云芬
責編：張曉橙
審核：李興文（陳云芬）
