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耕地质量保育团队揭示除草剂复合施用影响土壤微生物群落结构与功能的机制
发布者：管理员发布时间：2023-08-30作者：阮志勇来源：耕地质量保育团队点击量：
近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所耕地质量保育团队、CAAS—CIAT可持续农业联合实验室针对除草剂复合施用影响耕地土壤微生物群落结构与生态功能相关机制开展研究，相关成果发表在环境科学与生态学领域著名学术期刊《环境污染（Environmental Pollution》》上。
图1玉米根际土壤微生物群落应对除草剂复合施用的响应机制
长期以来，化学除草在农田杂草防控中占据重要地位，我国年除草剂使用量超过10万吨（折百），成为农业高产、稳产的重要保障。除草剂长期单一使用，带来杂草种群演替加快、抗药性杂草发展迅速、土壤残留污染以及农作物药害等一系列问题，影响了我国农业可持续发展。将具有不同除草谱的除草剂混配使用被认为是一种更科学更高效的投入方式，复合型除草剂产品登记与使用正逐年增多。然而，混合除草剂残留暴露会对土壤生态系统健康与安全造成什么影响尚不明确，影响了耕地健康管理与持续安全利用。
本研究以玉米上使用量最大的混剂组合（烟嘧磺隆+硝磺草酮+阿特拉津）为对象，研究了不同剂量（减量、推荐剂量、过量）的单一除草剂及混剂的使用对土壤关键酶活性、微生物群落结构与功能的影响，以及混合除草剂残留扰动下土壤微生物的互作关系变化。结果表明，相对于除草剂单一使用，除草剂混合使用时各药用成分的残留期更长，作物根际微生物群落结构对除草剂的响应更敏感，土壤脱氢酶、脲酶和蔗糖酶等活性会受到短暂抑制，土壤中与作物生长相关的关键功能类群（如假单胞菌科、肠杆菌科等）丰度会显著降低且难以恢复，土壤细菌网络对复杂性和稳定性均有所降低，但根际真菌群落间的互作增强可能会引起病害发生风险。同时，过量除草剂施用还会让根际微生物群落富集更多与污染物降解相关的功能途径以应对由此带来的更强烈扰动。该研究全面揭示了玉米根际土壤微生物群落应对复合除草剂施用的响应机制，对指导更准确的除草剂施用、残留风险评估与残留微生物消减具有重要意义。
我所2021届硕士毕业生马青云为第一作者，阮志勇副研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程项目和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2023.122393
