近日，我校農(nóng)學(xué)院、亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室唐湘如教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊Agriculture, Ecosystems and Environment（中科院一區(qū)Top，影響因子 6.0）、 Science of the Total Environment（中科院一區(qū)Top,，影響因子8.2）和Journal of Integrative Agriculture（中科院一區(qū)Top,，影響因子4.6）上發(fā)表了等系列研究成果,。

　　在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際著名期刊Agriculture, Ecosystems and Environment發(fā)表了題為“Bacterial functions are main driving factors on paddy soil organic carbon in both surface soil and subsoil”的研究論文，揭示了土壤細(xì)菌和真菌功能對(duì)土壤有機(jī)碳變化的影響,。文章第一作者為2022級(jí)碩士研究生黃湘雯，通訊作者為唐湘如教授,、潘圣剛副教授和祁劍英副教授,。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金（32201921）、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究（2023A1515010738）和廣州市基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究（2023A04J0111）的資助,。

　　稻田土壤在全球碳循環(huán)中扮演著重要角色,，其碳固持能力對(duì)緩解氣候變化和提升農(nóng)業(yè)可持續(xù)性具有重要意義。土壤微生物作為SOC分解與轉(zhuǎn)化的主要驅(qū)動(dòng)者,，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的循環(huán),、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化及土壤健康起到關(guān)鍵作用。然而,，不同土壤深度的微生物功能在SOC動(dòng)態(tài)中的具體貢獻(xiàn)仍未完全明晰,。該研究基于中國(guó)南方雙季稻田，通過(guò)對(duì)不同耕作管理模式（常規(guī)耕作,、減少耕作和免耕）下各土壤深度的SOC及微生物功能進(jìn)行監(jiān)測(cè),，利用宏基因組測(cè)序技術(shù)，揭示了微生物功能與SOC變化之間的關(guān)系,。研究發(fā)現(xiàn),，細(xì)菌的合成和降解功能在表層土壤中對(duì)SOC積累有負(fù)面影響，而在深層土壤中則有正面影響,；真菌的降解功能則在表層土壤中對(duì)SOC積累有顯著正面作用,。宏基因組數(shù)據(jù)進(jìn)一步表明，關(guān)鍵功能基因如纖維素降解和還原三羧酸循環(huán)在不同土層對(duì)SOC變化起重要作用,。這些發(fā)現(xiàn)不僅深化了對(duì)稻田土壤碳固持機(jī)制的理解,，為未來(lái)的土壤碳循環(huán)模型提供了新視角，還為優(yōu)化農(nóng)業(yè)耕作管理以提升土壤碳固持能力提供了科學(xué)依據(jù),，對(duì)全球氣候變化的緩解及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,。

　　在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際著名期刊Science of the Total Environment發(fā)表了題為“Effects of 3-year organic farming management on soil antibiotic resistant genes and virulence factors in a double rice cropping system”的研究論文，揭示了有機(jī)栽培模式對(duì)土壤抗生素抗性基因和毒力因子的影響,。文章第一作者為阮少藝博士,，通訊作者為唐湘如教授和祁劍英副教授,。

　　隨著全球?qū)沙掷m(xù)農(nóng)業(yè)的關(guān)注增加，有機(jī)栽培作為一種可持續(xù)的農(nóng)業(yè)實(shí)踐,，逐漸受到重視,。有機(jī)栽培強(qiáng)調(diào)減少或消除化學(xué)農(nóng)藥和合成肥料的使用，轉(zhuǎn)而使用有機(jī)物料,，如動(dòng)物糞便和植物殘留物,，以改善土壤質(zhì)量和增強(qiáng)作物生長(zhǎng)，這種栽培方式可能對(duì)土壤中的抗生素抗性基因（ARGs）產(chǎn)生不同尋常的影響,。研究顯示,，雖然有機(jī)栽培可能通過(guò)減少化學(xué)抗生素的使用降低了一些ARGs的水平，但使用動(dòng)物糞便作為肥料可能會(huì)引入新的ARGs,，因?yàn)閯?dòng)物消化道和糞便是這些基因的重要儲(chǔ)庫(kù),。ARGs在環(huán)境中的存在和傳播是全球公共衛(wèi)生的重大問(wèn)題，因?yàn)樗鼈兡軌蛲ㄟ^(guò)水平基因轉(zhuǎn)移增強(qiáng)細(xì)菌對(duì)現(xiàn)有抗生素的抵抗力,。當(dāng)這些抗性基因在人類,、動(dòng)物和環(huán)境之間傳播時(shí)，就會(huì)增加醫(yī)療治療的復(fù)雜性和成本,，使常規(guī)的抗生素治療可能不再有效,。有機(jī)栽培環(huán)境中ARGs的動(dòng)態(tài)也值得關(guān)注，因?yàn)橥寥雷鳛槲⑸锘顒?dòng)的場(chǎng)所,，可能會(huì)通過(guò)增強(qiáng)微生物之間的交互作用,，促進(jìn)ARGs的擴(kuò)散。為了全面理解和管理與有機(jī)栽培相關(guān)的ARGs傳播風(fēng)險(xiǎn),，需要進(jìn)一步的研究來(lái)探索有機(jī)栽培模式如何影響土壤微生物群落及其抗性基因的動(dòng)態(tài),。此外，掌握有機(jī)栽培系統(tǒng)中ARGs的行為將有助于設(shè)計(jì)更安全的農(nóng)田管理方式,，以減少ARGs對(duì)環(huán)境和公共衛(wèi)生的潛在威脅,。

　　基于上述內(nèi)容，該研究主要探討了華南地區(qū)雙季稻田采用有機(jī)農(nóng)業(yè)與常規(guī)農(nóng)業(yè)管理方式下,，土壤中抗生素抗性基因（ARGs）和毒力因子（VFs）的動(dòng)態(tài)變化,。結(jié)果表明，在有機(jī)農(nóng)業(yè)中,，與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比,，多藥耐藥（Multidrug）相關(guān)的ARGs有所增加，而與利福霉素和磷霉素相關(guān)的ARGs有所減少（多藥耐藥基因允許微生物同時(shí)抵抗多種抗生素,，這些基因在環(huán)境中的存在和擴(kuò)散可能導(dǎo)致環(huán)境污染和生態(tài)平衡的破壞,；利福霉素是一種重要的抗結(jié)核藥物，磷霉素則廣泛用于治療細(xì)菌感染,。土壤中這些基因的存在可能反映了這些重要抗生素的環(huán)境殘留和抗性問(wèn)題）,。在VFs方面,，有機(jī)種植實(shí)踐導(dǎo)致攻擊性毒力因子的增加，而非特異性VFs和與毒力相關(guān)基因的調(diào)控則有所減少,。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于制定未來(lái)的農(nóng)業(yè)政策，推廣可持續(xù)的農(nóng)業(yè)實(shí)踐,，提高土壤健康和生物多樣性,，從而提高作物產(chǎn)量和環(huán)境可持續(xù)性具有一定意義。

　　完成的題為“Assessing the yield difference of double-cropping rice in South China driven by radiation use efficiency” 的研究在Journal of Integrative Agriculture,，2024年11期正式發(fā)表,。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)絲苗香米科技創(chuàng)新中心唐湘如教授和段美洋實(shí)驗(yàn)師為該文章的通訊作者，陸鍵博士為該文章第一作者,。

　　該研究解析了華南早,、晚季稻不同生育階段輻射利用率和截獲輻射量對(duì)產(chǎn)量形成和生物量積累的影響。揭示了早稻的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)主要源于較高的輻射利用率,，促進(jìn)了每穗粒數(shù)和生物量的形成,，從而提高產(chǎn)量。晚稻的產(chǎn)量則更多的依賴花前的截獲光合有效輻射量,。該研究為華南雙季稻單產(chǎn)攻關(guān)相關(guān)栽培技術(shù)提供理論依據(jù),。

　　團(tuán)隊(duì)評(píng)估了截獲光合有效輻射量和輻射利用率對(duì)華南雙季稻4個(gè)代表性品種（象牙香占、美香占2號(hào),、南晶香占和軟華優(yōu)金絲）在早,、晚季的產(chǎn)量形成和生物量積累的影響。早稻的產(chǎn)量較晚稻高了8.2%,，早稻更高的產(chǎn)量主要源于較高的輻射利用率,，提高了每穗粒數(shù)和干物質(zhì)積累量，平均每穗粒數(shù)和干物質(zhì)積累量較晚季高了7.6%和5.0%,。晚稻的產(chǎn)量形成更多的依賴分蘗中期和幼穗分化期的截獲光合有效輻射,，而花后光合有效輻射量和輻射利用率較低，籽粒灌漿結(jié)實(shí)受限,，難以發(fā)揮出高產(chǎn)品種的光合生產(chǎn)潛力,。

　　在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際著名期刊Agriculture, Ecosystems and Environment發(fā)表了題為“A rapid increase of soil organic carbon in paddy fields after applying organic fertilizer with reduced inorganic fertilizer and water-saving irrigation is linked with alterations in the structure and function of soil bacteria”的研究論文，揭示了土壤細(xì)菌和真菌功能對(duì)土壤有機(jī)碳變化的影響,。文章第一作者為彭立功博士,，通訊作者為唐湘如教授。

　　該研究探討了在南方種植香稻的水田中,，減少無(wú)機(jī)肥用量,、施用有機(jī)肥和采用節(jié)水灌溉（IOW）對(duì)土壤有機(jī)碳（SOC）含量、二氧化碳（CO?）排放,、細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和代謝功能的影響,。研究結(jié)果表明,，與傳統(tǒng)種植方法（CC）相比，IOW處理顯著提高了香稻水田的SOC含量,，最高可增加16.5%-23.9%,。這主要得益于有機(jī)肥的額外碳輸入以及根系和秸稈的碳輸入增加，提升了SOC的固定效率,。IOW處理顯著降低了水田中的CO?和CH?排放量,，減少了11.6%-18.5%的CO?總排放，說(shuō)明該方法在減少溫室氣體排放方面具有優(yōu)勢(shì),。IOW處理通過(guò)增加細(xì)菌多樣性,、改變細(xì)菌組成，促進(jìn)了與SOC固定相關(guān)的代謝途徑的活躍度,，同時(shí)降低了碳代謝和分解途徑,。這有助于提高土壤的碳固定能力，進(jìn)一步增加了SOC含量,。IOW處理不僅提高了香稻的產(chǎn)量,，還增加了2-乙酰-1-吡咯啉（2-AP）的含量，使得香稻的品質(zhì)提升,，符合市場(chǎng)需求,。IOW方法可以在不降低香稻產(chǎn)量的前提下，提高SOC含量并減少溫室氣體排放,，為南方水田的低碳種植提供了科學(xué)依據(jù)和實(shí)踐策略,。

　　相關(guān)論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agee.2024.109123

　　　　　　　　　https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.173722

            https://doi.org/10.1016/j.jia.2023.10.006

　　　　　　　　　https://doi.org/10.1016/j.agee.2024.109353