中科院城市環境所在抗生素破壞土壤微生物研究中取得進展等近期兩則土壤科學研究進展

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近期兩則土壤科學研究進展。

來源：根據中國科學院、中國農業科學院網站近期相關報道整理

中科院城市環境所在抗生素破壞土壤微生物研究中取得進展

土壤動物數量眾多，種類豐富，在土壤生態系統中扮演著關鍵的作用。另一方面，腸道微生物對宿主的健康具有重要作用，土壤動物腸道微生物是土壤微生物組的重要組成部分，但是人們對土壤動物腸道微生物的認識卻十分缺乏。隨著人類活動的加劇，大量污染物進入了土壤生態系統，他們對土壤動物的影響已經引起了大家廣泛的關注。但是污染物對土壤動物腸道微生物的影響卻仍不清楚。提升土壤動物腸道內抗性基因多樣性的認識，有助於了解抗性基因在土壤食物網中的傳遞與影響。

中國科學院城市環境研究所城市土壤與生物地球化學研究組，通過高通量測序與高通量定量PCR等技術，率先建立了土壤動物跳蟲腸道微生物的提取方法，發現抗生素濃度可以顯著降低土壤動物跳蟲腸道微生物的丰度、組成與多樣性，顯著增加抗性基因的丰度與多樣性（如圖）。這些結果有助於提升對土壤動物腸道微生物及抗性基因在土壤食物網中傳遞的風險的認識。

該研究結果以Antibiotics Disturb the Microbiome and Increase the Incidence ofResistance Genes in the Gut of a Common Soil Collembolan 為題發表於《環境科學與技術》（EST；DOI: 10.1021/acs.est.7b04292）。該研究得到了國家自然科學基金、中科院先導科技專項B類和國際合作與交流項目等的支持。

圖1 腸道微生物與抗性基因的變化

中國農科院資源所揭示小麥生產系統重金屬遷移轉化規律及健康風險

文/張洋 尹昌斌

近年來，我國農田土壤重金屬污染問題日益突出，對生態環境、食品安全和人體健康構成嚴重威脅。重金屬元素進入土壤系統後，受到土壤pH值、溫度、養分含量等因素影響，發生空間遷移，在生產系統中傳輸。目前為了增加作物產量，肥料施用量一直處於上升趨勢，一般地，有機無機配施有可能提升產品品質。然而，一方面有機肥不可避免地將重金屬帶入到土壤中，另一方面，化肥的施用，尤其是需求量較大的氮肥，一定程度上改變土壤的理化性質及養分狀況，進而影響重金屬在土壤中的遷移轉化，甚至造成土壤重金屬累積。隨著土壤重金屬含量的逐漸增加，重金屬會通過「土壤-植物-人體」途徑在農產品富集，對人體健康帶來潛在威脅。

近日，中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所農業資源利用與區劃團隊開展 「小麥-土壤」系統內重金屬在不同氮素水平下的遷移轉化規律研究，並對當地居民經食用小麥對重金屬的攝入進行了健康風險評估，相關研究成果在線發表在《全環境科學（Science of the Total Environment,Vol.622–623）,題目為「不同氮素水平下土壤小麥系統重金屬累積與健康風險評價（Heavy metal accumulation and health risk assessment in soil-wheat system under different nitrogen levels）」。

該研究利用在中國糧食主產區-河南省的長期定位試驗，聚焦「土壤-小麥」農田系統，運用ICP-MS技術分析監測了當地土壤重金屬元素的含量變化和污染特徵，重點研究了有機肥-氮肥配施條件下重金屬在「土壤-小麥」系統的遷移轉化能力，並精確量化Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb的富集係數（BCF）及轉移係數（TF）；基於膳食暴露評估模型對不同年齡段（0-5歲，6-17歲，成人）進行膳食風險評估。

結果顯示目前小麥籽粒重金屬的含量還不會引發較大範圍的膳食風險，但存在Cr、As的潛在健康風險隱患，尤其是對0-5歲及成年人群。該項研究可為耕地生態評估、重金屬污染的環境行為、風險信息研究提供數據支撐，並對區域內調控重金屬的活性與毒性、制定合理的控制標準及選擇妥善的健康風險規避措施提供必要的理論依據。

中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所博士後張洋為論文第一作者，農業資源利用與區劃團隊首席尹昌斌研究員為通訊作者。相關工作得到了國家綠肥產業技術體系、農業部財政專項生態循環農業模式與運行機制、中國農科院科技創新工程項目資助。

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969717326682

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