湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜所農(nóng)用微生物團隊在經(jīng)濟作物鎘污染治理方面取得系列進展

 

　　近日，湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所農(nóng)用微生物團隊在Science of the Total Environment（2篇，top一區(qū)，IF：7.9）、Applied Microbiology and Biotechnology（1篇，top二區(qū)，IF：4.8）、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境學(xué)報（1篇）等環(huán)境生態(tài)領(lǐng)域國內(nèi)外期刊連續(xù)發(fā)表多篇研究論文，揭示了土壤強還原滅菌技術(shù)（RSD）修復(fù)土壤鎘污染的機理，為蔬菜、花卉及中藥材等經(jīng)濟作物安全生產(chǎn)提供一種新思路。

 

　　RSD是目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟作物土壤消毒、土壤質(zhì)量改良等工作的一種技術(shù)，具有廣譜殺菌性，能有效提升土壤養(yǎng)分、改良土壤結(jié)構(gòu)。在該研究中，通過向鎘污染土壤中添加不同有機物料后覆膜實施RSD處理，并對土壤理化性質(zhì)、微生物群落結(jié)構(gòu)組成、代謝物組成及鎘不同形態(tài)組分變化進行了分析。研究發(fā)現(xiàn)， RSD處理后土壤中與鎘形態(tài)轉(zhuǎn)化的優(yōu)勢菌門（e.g., Fe（III）-reducing bacteria, Bacillus, Fervidicella, Desulfitobacterium, Geobacter）大量富集，甘油磷脂和鞘脂兩種脂質(zhì)代謝物的含量顯著增加，與脂質(zhì)代謝相關(guān)的酶也表現(xiàn)出明顯增強，且土壤中可交換組分鎘含量與甘油磷脂和鞘脂含量呈顯著負(fù)相關(guān)。多種證據(jù)表明，RSD處理中功能菌群的富集和關(guān)鍵脂質(zhì)代謝物的產(chǎn)生有利于土壤中鎘從活性態(tài)向非活性態(tài)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)化。

 

　　RSD技術(shù)也可以在一定程度上將鎘污染土壤及其生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品鎘含量控制在安全范圍以內(nèi)。田間驗證試驗中RSD處理使土壤鎘的生物有效性顯著降低。RSD處理過的土壤可交換態(tài)鎘含量較對照降低了37%，處理過的土壤中種植的四種作物（紅莧菜、葉甘薯、絲瓜和豇豆）可食用部位中鎘的積累量較對照下降了46%、74%、72%和76%。

 

　　此外，該團隊在江蘇鹽城，湖南長沙、湘潭、株洲，云南昆明等地特有經(jīng)濟作物土壤中開展了RSD技術(shù)修復(fù)土壤鎘污染的治理應(yīng)用，并取得了較好效果。團隊在上述工作基礎(chǔ)上進一步篩選了20余種降鎘微生物，構(gòu)建多個降鎘功能微生物菌群，并開發(fā)出相關(guān)產(chǎn)品配方，為下一步產(chǎn)品研發(fā)及應(yīng)用奠定了較好基礎(chǔ)。圍繞經(jīng)濟作物健康土壤構(gòu)建，該團隊近兩年已發(fā)表相關(guān)研究論文7篇，授權(quán)發(fā)明專利6項，發(fā)布地方標(biāo)準(zhǔn)2項。