理論上，生物可降解地膜可被土壤微生物降解，最終生成二氧化碳和水，不會對土壤生態(tài)環(huán)境造成危害，但是，在實(shí)際環(huán)境中生物可降解地膜的降解往往受到聚合物類型、土壤性質(zhì)及其他環(huán)境條件的影響，很難在預(yù)期的時間內(nèi)完全降解。研究生物可降解地膜的微生物降解已經(jīng)成為全球環(huán)境科學(xué)研究領(lǐng)域的國際前沿。
探討土壤中生物可降解地膜的微生物組轉(zhuǎn)化潛能與降解機(jī)制對評估生物可降解地膜的生態(tài)安全性和區(qū)域適應(yīng)性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，對于發(fā)展土壤地膜殘留污染治理修復(fù)技術(shù)具有重要的科學(xué)指導(dǎo)意義。
中國科學(xué)院南京土壤研究所研究員滕應(yīng)課題組以生物可降解地膜普遍應(yīng)用的聚酯材料聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）為對象，采用微宇宙培養(yǎng)試驗(yàn)，明確了我國四大設(shè)施農(nóng)區(qū)典型類型土壤對PBAT的降解潛能，利用宏基因組測序技術(shù)系統(tǒng)研究了土壤中PBAT的降解潛能與微生物群落變化和PBAT降解關(guān)鍵基因的關(guān)系。
結(jié)果表明，不同類型土壤對 PBAT 的降解能力存在顯著差異，西北塿土對PBAT的降解能力最強(qiáng)，華北潮土次之，南方紅壤與東北黑土無明顯降解能力，埋藏120天，PBAT的礦化率分別為16%，9%，0.3%，0.9%；四種土壤的微生物群落存在顯著差異，且降解能力較強(qiáng)的塿土中微生物群落對PBAT的響應(yīng)比其他三種土壤強(qiáng)烈；塿土中PBAT水解酶基因在PBAT薄膜表面顯著富集，而在其他三種土壤中這類基因無明顯變化；PBAT薄膜表面富集的潛在PBAT降解菌群的富集程度與土壤中PBAT降解能力呈顯著地正相關(guān)關(guān)系。
該研究揭示了PBAT降解菌群富集程度和PBAT降解關(guān)鍵基因豐度是引起不同類型土壤對PBAT降解能力差異的關(guān)鍵驅(qū)動力，解析了土壤中可降解農(nóng)膜的微生物組降解機(jī)制，研究結(jié)果為發(fā)展土壤農(nóng)膜污染生物學(xué)控制技術(shù)提供了新思路。
該研究成果發(fā)表在Environmental Science & Technology上。研究工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2019YFC1803705）和國家自然科學(xué)基金（41991335）等項(xiàng)目的資助。
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