多環(huán)芳烴（PAHs）是我國(guó)農(nóng)田土壤中主要有機(jī)污染物類型之一。針對(duì)面廣量大的污染農(nóng)田土壤，原位生物修復(fù)是一種綠色高效、環(huán)境友好的修復(fù)措施。中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所研究員蔣新團(tuán)隊(duì)針對(duì)PAHs污染農(nóng)田，利用大宗農(nóng)業(yè)廢棄物為原料制備生物質(zhì)炭，提出生物質(zhì)炭阻控-植物根際強(qiáng)化降解協(xié)同修復(fù)措施，系統(tǒng)闡明了根際環(huán)境中生物質(zhì)炭-污染物-微生物多界面交互作用，實(shí)現(xiàn)安全高效的邊生產(chǎn)、邊修復(fù)過(guò)程。
研究發(fā)現(xiàn)，在添加秸稈生物質(zhì)炭的植物根際環(huán)境中PAHs消解最快、PAHs降解相關(guān)功能菌屬和基因豐度最高、微生物組相互作用關(guān)系最緊密。該研究結(jié)合土壤代謝組學(xué)技術(shù)率先構(gòu)建了根際土壤中PAHs降解全過(guò)程網(wǎng)絡(luò)，明確了生物質(zhì)炭-植物根際聯(lián)合不僅促進(jìn)了功能微生物對(duì)PAHs的直接降解，而且調(diào)控了土壤中與PAHs降解密切相關(guān)的脂類、糖類和氨基酸等的代謝過(guò)程，協(xié)同促進(jìn)PAHs降解。通過(guò)基于全球999組數(shù)據(jù)整合分析，研究人員進(jìn)一步證實(shí)土壤中添加生物質(zhì)炭顯著提高微生物生物量、而對(duì)微生物群落多樣性的影響不一。添加生物質(zhì)炭土壤中微生物生物量和多樣性分別受生物質(zhì)炭性質(zhì)和土壤性質(zhì)因子主導(dǎo)，這為生物質(zhì)炭在污染土壤修復(fù)中的選擇應(yīng)用提供了理論依據(jù)。針對(duì)長(zhǎng)三角地區(qū)PAHs污染農(nóng)田，研究明確了低溫制備型生物質(zhì)炭與水旱輪作種植模式相結(jié)合既能高效降低PAHs環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、保障食品安全，又有利于污染土壤微生物生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)與重建。該研究首次耦合了污染脅迫土壤中微生物基因組與代謝組生物信息，明確了長(zhǎng)期污染農(nóng)田土壤中土著微生物可用、可調(diào)，PAHs可阻、可降的機(jī)制與機(jī)理。
相關(guān)成果發(fā)表在Environment International、Journal of Hazardous Materials、Science of Total Environment等期刊。
南京土壤所在多環(huán)芳烴污染農(nóng)田土壤生物修復(fù)研究中取得進(jìn)展
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