砜吡草唑是一种异噁唑类除草剂,主要作为芽前封闭处理剂,对禾本科和阔叶草效果优异,适用作物范围广,可用于小麦、玉米、花生、水稻、大豆、棉花等作物,具有很好的应用前景。
为了进一步评价砜吡草唑对甘蔗的安全性,该研究以广西甘蔗田为研究对象,通过喷施不同浓度的砜吡草唑,采用LC-MS、16S rRNA基因的扩增子测序和氮循环相关基因(固氮、硝化和反硝化等)的定量PCR检测解析砜吡草唑在甘蔗根际的降解特性和微生态效应。研究结果表明不同浓度的砜吡草唑在甘蔗根际快速降解,施用砜吡草唑对甘蔗根际微生物氮循环功能基因的变化几乎无影响。然而,一些细菌门(Verrucomicrobia和Rhodothermaeota)和属(Streptomyces和Ignavibacteria)对砜吡草唑应用反应强烈,预示着该类群参与了砜吡草唑的分解代谢。此外,发现细菌群落的多样性和组成在后期(30天后)发生了明显的变化,相关性分析表明这些变化和除草剂砜吡草唑的浓度显著相关,暗示着该除草剂对甘蔗根际微生物的影响具有延迟效应。同时,细菌群落的共线性网络在后期也受到显著的影响;FAPROTAX分析也表明,一些与碳循环相关的功能类群在30天后也被明显改变。研究试验结果表明砜吡草唑在短期内(少于30天)不会直接对微生物群落构成影响。但在它的降解中期和后期,其对细菌群落的潜在负面影响值得进一步关注,该研究为以后砜吡草唑的在甘蔗田安全使用和土壤环境中的生态效应及风险评估提供科学依据。该研究成果于5月11日发表在Journal of Hazardous Materials(中科院一区,影响因子14.224)。
广西农业科学院植物保护研究所王彦辉研究员,中国科学院生态环境研究中心和河北农业大学联合培养硕士生门佳男为该论文的共同第一作者。湖南省农业科学院柏连阳院士和中国科学院生态环境研究中心金德才副研究员为该论文的通讯作者。奥地利格拉茨理工大学、南安普顿大学Tomislav Cernava副教授,广西农业科学院植物保护研究所郑涛、马永林和李伟声等人也参与了部分工作。该研究得到国家自然科学基金和广西作物病虫害生物学重点实验室开放课题等经费的资助。
植保所 王彦辉供稿/供图 于永浩审核
责任编辑:薛臣艺