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燻蒸劑對土壤健康方面的最新研究

2019/11/19 @國際

摘要

美國科羅拉多州立大學與奧勒岡州立大學聯合研究團隊以菌種檢測中常見的保守基因等序列做為分子標記,發現常用於病害防治的有機化合物——1,3-二氯丙烯的使用並未對絕大部分的土壤微生物產生長期方面的影響。

燻蒸劑對土壤健康方面的最新研究

  1,3-二氯丙烯(1,3-Dichloropropene,簡稱1,3-D)是種常用於線蟲病害防治的燻蒸劑(fumigant),是馬鈴薯生產體系中常用藥劑。該藥劑係藉由破壞線蟲的生理代謝途徑,進而使其死亡以達病蟲害防治的目的。雖然1,3-二氯丙烯常用於病害防治的有機化合物,然而用藥時是否對土壤生態系健康與微生物組成產生衝擊,將是人們所關注的重點之一。美國科羅拉多州立大學(Colorado State University)與奧勒岡州立大學(Oregon State University)聯合的研究團隊指出,1,3-二氯丙烯的使用並未對絕大部分的土壤微生物產生長期方面的影響。
  為釐清化學製劑1,3-二氯丙烯是否對土壤微生物群落(soil microbial communities)中的特定微生物類群產生影響,並釐清施藥劑量對土壤微生物群落影響的程度,研究團隊分別施以103公升/公頃、122公升/公頃、140公升/公頃、187公升/公頃等4種不同劑量進行研究,並採集30.5公分、61.0公分2種深度的土壤樣本進行檢測,進一步分析土壤微生物群落的菌相組成。
  研究團隊以菌種檢測中常見的保守基因──16S 核糖體RNA (16S ribosomal RNA,簡稱16S rRNA)、核糖體核酸內轉錄間隔區(internal transcribed spacer,簡稱ITS)等序列做為分子標記,分別找到12,783個與1,706個操作分類單元(operational taxonomic unit,簡稱OTU)進行分群鑑別,並計算其alpha多樣性(alpha diversity)指數。
  研究發現,1,3-二氯丙烯會影響不同深度的群落多樣性,在已鑑別的樣本中,發現有45個不同科(family)的細菌與24個不同科的真菌受影響。除此之外,研究團隊發現大腸桿菌科(Enterobacteriaceae)與蛇形蟲草科(Ophiocordycipitaceae)等少數可反映藥劑殘留與線蟲族群密度的細菌及真菌在豐度上微量的變化。這也顯示燻蒸劑的施用對於土壤生態系的影響甚小。
  研究團隊建議應將重點放在耕作型態(tillage)、覆土作物(cover crop)、灌溉類型(irrigation)等主要影響土壤微生物組成的因素上,而非一味關注燻蒸劑施用對於土壤健康的衝擊。
  該研究主要由美國農業部國家食品與農業研究院(U.S. Department of Agriculture’s National Institute of Food and Agriculture,簡稱USDA’s NIFA)進行經費資助,相關研究成果已發表在<Phytobiomes Journal>。

資料來源

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