【人才强校】中国农业大学孙彦教授团队发表论文揭示草坪草在修复土壤方面的重要作用

近日，中国农业大学草业科学与技术学院孙彦教授团队在学术期刊Science of the Total Environment（Q1，2022年影响因子10.753）杂志上发表题为Factors impacting the behavior of phytoremediation in pesticide contaminated environment: A meta-analysis的文章，揭示了草坪草在修复土壤残留农药方面的重要作用  。

环境中农药的残留严重危害人类健康，会随着食物链富集进入人体并在人体内长期蓄积。环境生态修复至关重要，而植物修复相较于其他修复方式更具绿色、美观、价格低廉、可大面积使用、不易造成二次污染等优势。植物对环境中残留农药的修复效果受多种因素制约，植物种类的差异是导致植物修复差异的重要因素，超富集植物通常表述为生长速度快、生物量大、代谢能力强等，使人们很难从模糊的表述中筛选出适合的植物。此外，农药的理化性质、分子结构以及作用机制都显著影响植物的修复行为。常规实验存在工作量大，可提供的筛选范围有限以及不同文章的结论常有出入。虽然机器学习是针对大量样本进行模拟实验，但是目前机器学习仅仅是关注于农药的理化性质与植物富集系数的关联，缺少将农药参数直接与修复效果关联的模拟。

针对以上问题，本研究采用元分析方法，探究影响植物修复环境中残留农药的因素。文中指出使用植物对环境中残留农药的平均修复率达62.54%。按植物的生活史分类，一年生植物的修复效果是多年生植物的1.45倍。从农药方面来看，植物修复效果与农药的相对分子量和辛醇水系数呈负相关。植物对杀菌剂和除草剂的修复效果优于杀虫剂，但植物对杀虫剂的修复效果受作用机制和化学结构的影响较小。按不同植物类型分类，作物的修复效率最高，其后依次为水生植物、草坪植物、药用植物、饲草和树木。禾本科植物在修复环境中残留农药时具备应用范围广和修复效果稳定的优势，因此可以作为修复环境中残留农药的首要选择。可见在排除作物植物外，作为绿化的草坪草更为适合修复土壤中的农药残留。

本研究将修复效果与农药和植物直接关联起来，为认识和了解植物修复环境中残留的农药及其影响因素方面迈出重要一步，也为实际应用提供了重要的指导建议。

草业学院博士研究生贾芳为第一作者，孙彦教授和中国农业科学院植物保护研究所刘新刚研究员为共同通讯作者。

原文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969723030395?via%3Dihub