近日，我院吴然博士（第一作者）、都韶婷（通讯作者）在土壤学顶刊Soil Biology and Biochemistry上发表了题为“Bacterially mediated carbon-iron coupling drives differential effects of herbicide enantiomers on soil heavy metal bioavailability”的研究成果，揭示了细菌介导的碳铁耦合作用驱动除草剂异构体影响土壤重金属有效性的机制。

我国农田土壤重金属污染形势严峻。然而，除草剂尤其是其手性构型对土壤重金属有效性的差异性影响及内在机制仍不明晰。为此，本研究将典型除草剂NAP的不同构型施入多个类型的复合重金属（Cd, Pb, Zn和Ni）污染的土壤中，证实了除草剂异构体对重金属有效性的影响具有对映体差异。有意思的是，研究者也观察到上述体系中可溶性有机碳（DOC）含量也出现了显著的对映体差异，并且经γ辐照灭菌后DOC和重金属之间的内在联系随之消失。这可能由于NAP驱动的土壤碳相关细菌的功能类群（cellulolysis, aromatic compound degradation和chitinolysis）对土壤有机碳的利用策略发生改变进而差异性调控土壤重金属有效性。当NAP异构体共存促使土壤DOC含量增加时，FeRB随之增加，并驱动铁氧化物的形成。Mantel test分析表明DOC驱动的碳铁耦合过程可能是NAP影响土壤重金属有效性的关键环节。其中，R-和S-NAP引起的土壤Zn和Ni有效性的对映体差异与土壤碳、铁相关的细菌网络复杂性和Mesorhizobium silamurunense等关键菌种差异性改变有关。

本研究首次从微生物驱动的C-Fe耦合角度揭示了除草剂异构体影响土壤重金属的内在机制，为科学施用除草剂及缓解土壤重金属污染提供了更全面的理论依据。

该研究得到了国家自然科学基金（42277010）的支持。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2024.109674