资环所土壤污染修复创新团队在农田污染防控技术方面取得系列重要科研进展

土壤健康是保障农产品质量安全的关键。资环所土壤污染修复创新团队面向农业绿色转型进程中耕地污染防控的重大战略需求,在分析江苏耕地污染特征、新发展态势的基础上,开展重金属、除草剂、新兴污染物迁移和转化规律及绿色修复技术研究,取得了系列新进展,为我省受污染耕地的安全利用、耕地质量提升与农作物安全、优质生产提供了重要科技支撑。基于上述工作,培养了多名优秀研究生,分别获得国家、省级、校级奖学金或荣誉。

一、阐明了土壤重金属污染导致微生物生态功能退化的机制,研发了高效降镉与生态功能恢复技术

团队首次揭示稻田土壤镉污染将导致微生物生态功能退化、提高土壤碳氮损失风险,明确了指示土壤镉污染的微生物指示类群,研制出高效吸附-氧化稻田土壤砷及钝化麦田土壤镉的锰/铁改性生物炭基肥,在土壤镉浓度不超过1.75 mg/kg时可快速恢复土壤生态功能。阐明了稻麦轮作农田关键镉抗性菌可通过尿素水解过程进行镉固定,建立了缓释“锌+尿素”复合功能肥、镉固定内生菌高效抑制水稻与小麦镉积累技术。研究成果发表一区Top SCI论文1篇(IF 13.6),二区SCI论文3篇,国内卓越、优秀期刊发表论文2篇,获授权发明专利1项。


二、阐明了氟磺胺草醚对不同豆科植物的药害规律,筛选获得高效降解共生根瘤菌,揭示了氟磺胺草醚降解的新途径

通过田间试验研究发现氟磺胺草醚施用显著降低不同品种豆科作物根际固氮细菌丰度、根瘤数量与根瘤鲜重,导致结瘤能力下降,抑制共生固氮并影响根际氮转化过程。从大豆根瘤中筛选获得了具有氟磺胺草醚降解能力的共生根瘤菌Sinorhizobium sp. W16,研究发现该菌株催化氟磺胺草醚的醚键断裂,揭示了微生物降解氟磺胺草醚的新途径;接种菌株W16与大豆形成联合降解体系,不仅能够强化土壤中氟磺胺草醚的降解,还能有效增加根际固氮菌丰度,促进大豆共生固氮作用。研究成果发表二区SCI论文1篇,中文核心期刊1篇,授权发明专利1项。

三、阐明了重金属对ARGs水平基因转移的影响及机制

系统研究了典型农田重金属对抗生素抗性基因ARGs水平基因转移的影响,在细胞生物学、生理学和分子生物学层面揭示了重金属对ARGs水平基因转移的促进机制,为重金属、抗生素以及抗生素抗性基因复合污染防控技术研发提供了理论支撑。发表二区SCI论文1篇。

与南京大学、江苏大学、南京农业大学、南京林业大学、四川农业大学等高校建立合作关系,联合培养研究生13名,1名获硕士研究生国家奖学金奖励和省级优秀毕业生荣誉称号,1名研究生获得南京农业大学研究生学业奖学金和优秀学生干部,3名研究生分别获第九届江苏优秀青年土壤科学家学术论坛研究生报告一、二、三等奖。

文章链接:

1.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389423018277

2.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213343723003512?via%3Dihub

3.https://www.mdpi.com/2073-4395/13/10/2647

4.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0147651323006243

5.https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=ipUboLYjcOUlIwsecVEw-cseiC2lQ6W11srrTLAvlCNWl6cpWho8MbdfPep-SlrEYnW9d2k9H8ZTTEAjwRoY4w7B6hDEfebD1CxI13BADUzErMHsE_ptNuvVV14aEypmwsowAC-9UT9Wo0n3aA8TvmEFxWG5yYW8&uniplatform=NZKPT&language=CHS

6.https://www.sciengine.com/CSB/doi/10.1360/TB-2023-0328

7.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0929139323000458

8.http://www.aes.org.cn/nyhjkxxb/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20211003&flag=1

9.https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2023.1135278/full