处理后的废水用于灌溉对土壤污染所引发的群落耐受性及微生物组动态的影响

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Impact of treated wastewater irrigation on soil pollution-induced community tolerance and microbiome dynamics

　　

摘要

在干旱地区，将处理过的废水（TWW）用于农业是非常普遍的，但其对土壤和微生物组的短期和长期影响尚不完全清楚。本研究旨在评估TWW灌溉在4至5年（短期）和20至25年（长期）内的效果，包括对土壤物理化学性质、细菌群落结构以及污染物耐受性的影响，研究地点为突尼斯的Cebala Borj Touil地区。研究人员分析了灌溉土壤和未灌溉对照土壤（n=4）的样本，通过物理化学表征、16S rRNA扩增子测序以及在暴露于铜（Cu）、锌（Zn）、铅（Pb）和四环素后使用[3H]亮氨酸标记的方法来研究污染物诱导的群落耐受性（PICT）。长期灌溉导致pH值下降，盐分、有机物和重金属浓度显著增加（铜、锌和铅的平均浓度分别达到55 mg/kg、120 mg/kg和63 mg/kg），与短期相比，这些土壤的PICT耐受性指数也显著提高。16S测序结果显示α多样性（Chao1、ACE）发生了变化：短期灌溉条件下细菌丰富度最高，而长期暴露则引起了群落的显著重组，其中一些特定属如Defluviococcus、Pseudarthrobacte r、Nocardioides和Gaiella成为优势菌株。总体而言，长期使用TWW灌溉选择出了能够耐受化学限制的微生物群落，并使某些关键分类单元得以富集，这些菌群可能是监测受污染农业土壤环境状况的有潜力生物指标。

图形摘要

在干旱地区，将处理过的废水（TWW）用于农业是非常普遍的，但其对土壤和微生物组的短期和长期影响仍不完全清楚。本研究旨在评估TWW灌溉在4至5年（短期）和20至25年（长期）内的效果，包括对土壤物理化学性质、细菌群落结构以及污染物耐受性的影响，研究地点为突尼斯的Cebala Borj Touil地区。研究人员分析了灌溉土壤和未灌溉对照土壤（n=4）的样本，通过物理化学表征、16S rRNA扩增子测序以及在暴露于铜（Cu）、锌（Zn）、铅（Pb）和四环素后使用[3H]亮氨酸标记的方法来研究污染物诱导的群落耐受性（PICT）。长期灌溉导致pH值下降，盐分、有机物和重金属浓度显著增加（铜、锌和铅的平均浓度分别达到55 mg/kg、120 mg/kg和63 mg/kg），与短期相比，这些土壤的PICT耐受性指数也显著提高。16S测序结果显示α多样性（Chao1、ACE）发生了变化：短期灌溉条件下细菌丰富度最高，而长期暴露则引起了群落的显著重组，其中一些特定属如Defluviococcus、Pseudarthrobacte r、Nocardioides和Gaiella成为优势菌株。总体而言，长期使用TWW灌溉选择出了能够耐受化学限制的微生物群落，并使某些关键分类单元得以富集，这些菌群可能是监测受污染农业土壤环境状况的有潜力生物指标。

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