智能灌溉系统土壤肥力药物成分实时监测土壤健康

　1,3-二氯丙烯(1,3-Dichloropropene，简称1,3-D)是种常用于线虫病害防治的熏蒸剂(fumigant)，是马铃薯生产体系中常用药剂。该药剂系藉由破坏线虫的生理代谢途径，进而使其死亡以达病虫害防治的目的。虽然1,3-二氯丙烯常用于病害防治的有机化合物，然而用药时是否对土壤生态系健康与微生物组成产生冲击，将是人们所关注的重点之一。美国科罗拉多州立大学(Colorado State University)与奥勒冈州立大学(Oregon State University)联合的研究团队指出，1,3-二氯丙烯的使用并未对绝大部分的土壤微生物产生长期方面的影响。
 
　　为厘清化学制剂1,3-二氯丙烯是否对土壤微生物群落(soil microbial communities)中的特定微生物类群产生影响，并厘清施药剂量对土壤微生物群落影响的程度，研究团队分别施以103公升/公顷、122公升/公顷、140公升/公顷、187公升/公顷等4种不同剂量进行研究，并采集30.5公分、61.0公分2种深度的土壤样本进行检测，进一步分析土壤微生物群落的菌相组成。 　　研究团队以菌种检测中常见的保守基因──16S核糖体RNA (16S ribosomal RNA，简称16S rRNA)、核糖体核酸内转录间隔区(internal transcribed spacer，简称ITS)等序列做为分子标记，分别找到12,783个与1,706个操作分类单元(operational taxonomic unit，简称OTU)进行分群鉴别，并计算其alpha多样性(alpha diversity)指数。
 
　　研究发现，1,3-二氯丙烯会影响不同深度的群落多样性，在已鉴别的样本中，发现有45个不同科(family)的细菌与24个不同科的真菌受影响。除此之外，研究团队发现大肠杆菌科(Enterobacteriaceae)与蛇形虫草科(Ophiocordycipitaceae)等少数可反映药剂残留与线虫族群密度的细菌及真菌在丰度上微量的变化。这也显示熏蒸剂的施用对于土壤生态系的影响甚小。
 
　　研究团队建议应将重点放在耕作型态(tillage)、覆土作物(cover crop)、灌溉类型(irrigation)等主要影响土壤微生物组成的因素上，而非一味关注熏蒸剂施用对于土壤健康的冲击。