東北地理所在黑土區農藥污染微生物降解研究中取得系列進展
中國東北黑土區作為全球重要的糧食生產基地，長期面臨農業面源污染與土壤生態健康的雙重壓力。其中，除草劑莠去津、乙草胺和咪唑乙煙酸（IMET）的殘留問題尤為突出，不僅威脅土壤生態安全，還可能通過食物鏈對人類健康構成潛在風險。針對這一問題，中國科學院東北地理與農業生態研究所水環境污染防治學科組開展了系列研究，揭示了牛糞堆肥與蚯蚓糞堆肥對黑土中農藥降解的促進機制，相關成果為黑土區農業面源污染修復提供了關鍵技術支撐。
研究團隊通過室內盆栽實驗，結合高通量測序、液相色譜-質譜聯用（LC-MS）和冗余分析（RDA）等技術，系統分析了蚯蚓糞堆肥和牛糞堆肥對黑土中農藥降解效率、微生物群落結構及其代謝路徑的影響，并對比了不同土壤類型（黑土與鹽堿土）中堆肥的作用差異。研究明確了關鍵環境因子與微生物代謝的耦合機制，具體發現包括：蚯蚓糞堆肥雖未顯著提升莠去津母體的去除率，但使其初級代謝產物（HYA、DIA、DEA）總量降低了38.67%，并檢測到5種次級降解產物（如DIHA、CA等），表明其加速了莠去津的深度降解。添加蚯蚓糞堆肥使乙草胺降解率提高10.81%，半衰期縮短至8.41天，并顯著改變了細菌群落組成。在黑土中添加4%（質量比）牛糞堆肥，可使咪唑乙煙酸降解率提高12.58%，半衰期縮短53.37%。對比發現，土壤類型是影響修復效果的關鍵因素：在鹽堿土中，牛糞堆肥反而抑制了咪唑乙煙酸的降解。
相關成果已發表于《Biology and Fertility of Soils》《Science of the Total Environment》與《Chemosphere》等國際期刊。由聯合培養碩士研究生侯霞（第一作者，已畢業）、程磊（第一作者，已畢業）和歐洋副研究員（通訊作者）等人共同完成。本研究得到國家重點研發計劃（2023YFF1304600）、國家自然科學基金（U21A2037 & 41571480）和中國科學院戰略性先導科技專項（XDA28080302）等項目資助。
莠去津降解機制圖
論文信息及鏈接如下：
????1.Xia?Hou,Xinhong?Wang*,Yang?Ou*,Liming?Yan,Huiping?Liu,Xinyi?Li.,Minglian?Shang,2025.Response of acetochlor degradation and bacterial community in black soil to the application of vermicompost. Biology and Fertility of Soils. 61,13-26. DOI:10.1007/s00374-024-01867-0.
????2.Xia Hou,Yang Ou*,Xinhong Wang,Huiping Liu,Lei Cheng,Liming Yan,2024.The influence of?vermicompost on atrazine microbial degradation performance and pathway in black soil,Northeast China. Science of the Total Environment,950: 175415. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.175415.
????3.Lei Cheng,Lixia Wang, Xinhong Wang*,Yang Ou*,Huiping Liu,Xia Hou,Liming Yan,Xinyi Li,2023.The various effect of cow manure compost on the degradation of imazethapyr in different soil types. Chemosphere,337: 139325. DOI:10.1016/j.chemosphere.2023.139325.
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