有机肥对黑土有机污染物微生物降解机制取得进展
蚯蚓粪作为一种有效的土壤有机污染修复材料得到了广泛应用,但其在黑土农药降解中的作用还较少报道。本研究综合采用高通量测序、液相色谱、质谱与梯度分析技术定量识别蚯蚓粪对土壤中莠去津微生物降解效率与途径的影响。结果表明,蚯蚓粪虽然不能显著改善土壤中莠去津的去除率,但对其初级代谢产物降解起到了重要作用。蚯蚓粪处理中的莠去津三种初级代谢产物,2-羟基-莠去津(HA)、脱异丙基莠去津(DIA)和脱乙基莠去津(DEA) ,含量总计下降了38.67%。蚯蚓粪显著改变了土壤中微生物群落结构,Proteobacteria ,Firmicutes和Actinobacteria成为优势菌门,且均属于莠去津降解菌。与对照相比,蚯蚓粪处理中均多检出5种深度降解产物 ,分别为脱异丙基-2-羟基莠去津(DIHA) ,脱乙基-2-羟基莠去津(DEHA) ,脱乙基-脱异丙基-2-羟基莠去津 (AMN),三聚氰酸-酰胺(DHAA) 与物氰尿酸(CA)。莠去津的微生物降解有两条途径,主要是通过Actinobacteria门的Nocardioidaceae属和Streptomycetaceae属的脱氯作用,Firmicutes门的Bacillaceae属与Proteobacteria门的Sphingomonadaceae属的脱烷基作用及Proteobacteria门的Comamonadaceae属和Crenarchaeota门的Nitrososphaeraceae属脱氨基作用共同完成的。pH与AN是影响莠去津降解微生物群落结构特征的主要因素,它们与蚯蚓粪施用量直接相关,因此未来在应用这一技术修复受污染的黑土时,应根据莠去津含量与土壤理化属性对施用量进行优化调整。
上述相关成果发表在《Science of the Total Environment》,研究得到了国家重点研发计划资助(2023YFF1304600)。
有机肥对黑土有机污染物微生物降解示意图
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