Biochar alters microbial community structure in experimental treatment wetlands exposed to pesticides.
Can J Microbiol · 2026 · 72:1-12 · PMID 42479036 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 물질과 작용기전 > AMPA·분해 · 미생물
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초록 전문 번역 · gemma4:e4b
치료 습지(treatment wetlands)는 농업 폐수를 처리하는 데 점점 더 많이 사용되고 있다. 식물과 기질은 살충제 고정화 및 제거에 기여하지만, 대부분의 대사적 분해는 미생물에 의해 매개된다. 그러나 살충제는 그 분담을 담당하는 미생물 군집에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 본 연구는 치료 습지에서 흔히 사용되는 유기 개량제인 바이오차(biochar)가 살충제가 미생물 군집에 미치는 영향을 완화할 수 있는지 평가하는 것을 목표로 하였다. Scirpus cyperinus를 식재한 6개의 치료 습지 메소코즘을 살충제 혼합물(아트라진, 글리포세이트, 클로란트라닐프로르)에 노출되기 전과 후에 샘플링하였다. 세 가지 농도 수준으로 적용되었다. 메소코즘의 절반에는 바이오차를 개량제로 첨가하였다. 바이오차는 미생물 알파 다양성에는 영향을 미치지 않았으나, 특히 질소 순환에 관여하는 박테리아 분류군의 상대적 풍부도를 변화시키면서 군집 구성을 변화시켰다. 살충제 농도는 뿌리 관련 곰팡이 군집에만 영향을 미쳤다. 알려진 살충제 분해 잠재력을 가진 8개 분류군이 살충제 적용 후 상대적 풍부도가 증가하였다. 전반적으로, 본 연구 결과는 바이오차와 살충제 노출이 치료 습지 내 미생물 군집 구성을 형성할 수 있음을 시사하지만, 시험된 조건 하에서는 살충제 영향에 대한 명확한 완화 효과는 없었음을 보여준다. 이러한 발견은 치료 습지를 설계할 때 미생물 군집 구조를 고려하는 것의 중요성을 강조하며, 살충제 노출에 대한 미생물 반응을 더 잘 이해하기 위해 시간적으로 분해된 연구의 필요성을 부각시킨다.ORIGINAL ABSTRACT
Treatment wetlands are increasingly used to treat agricultural wastewater. While plants and substrates contribute to pesticide immobilization and removal, most metabolic degradation is mediated by microorganisms. However, pesticides may negatively affect the microbial communities responsible for their degradation. This study aimed to assess whether biochar, an organic amendment commonly used in treatment wetlands, could mitigate the effects of pesticides on microbial communities. Six treatment wetland mesocosms planted with Scirpus cyperinus were sampled before and after exposure to a pesticide mixture (atrazine, glyphosate, and chlorantraniliprole) applied at three concentration levels. Half of the mesocosms were amended with biochar. Biochar did not impact microbial alpha diversity but altered community composition, particularly by modifying the relative abundance of bacterial taxa involved in nitrogen cycling. Pesticide concentration influenced root-associated fungal communities only. Eight taxa with known pesticide-degrading potential increased in relative abundance following pesticide application. Overall, our results suggest that biochar and pesticide exposure can shape microbial community composition in treatment wetlands, but without clear mitigation of pesticide impacts under the conditions tested. These findings highlight the importance of considering microbial community structure when designing treatment wetlands and underscore the need for temporally resolved studies to better understand microbial responses to pesticide exposure.| 저자 | Hanna, C.; Chagnon, P.; Jarry, C.; Kõiv-Vainik, M.; Brisson, J.; Pellerin, S. |
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| 저널 | Canadian journal of microbiology |
| 권·호·쪽 | 72, 1-12 |
| PMID | 42479036 |
| DOI | 10.1139/cjm-2026-0019 |
| MeSH | Wetlands; Charcoal; Pesticides; Bacteria; Water Pollutants, Chemical; Fungi; Microbiota; Biodegradation, Environmental |