土壤内部的古菌、细菌、真菌、线虫等各类生物，是维持陆地生态系统运转的核心，承担养分循环、土壤保育、抑制作物病害等关键作用。
过往大量研究证实农药会威胁蜜蜂、鸟类等地上生物，但农药残留对地下土壤生物群落的综合影响，一直缺少大尺度实地证据。现行农药风险评估多采用实验室单一物种测试，很难还原田间多种农药共存、长期暴露的真实场景。为补齐这一短板，一项覆盖欧洲多国的大规模土壤实地研究就此展开。
研究方案：欧洲26 国 373 个土壤样本实地调研
这项发表在《Nature》的研究，样本取自欧盟 LUCAS 土地调查数据集，一共 373 个采样点，覆盖欧盟 26 个成员国与英国，采样时间为 2018 年 4‑10 月植被生长季。样地类型丰富，包含一年生粮食农田、果园葡萄园等永久种植农田、退耕草地、天然草原以及林地，兼顾农业用地和自然生态区域。
实验检测仪器与技术流程：
农药残留检测：借助液质联用仪（LC‑MS/MS）完成 63 种农药的定性与定量检测，获取各样点农药残留种类与浓度数据。
土壤微生物群落解析：提取土壤微生物总 DNA，利用高通量测序平台开展 DNA 宏条形码以及宏基因组测序，解析古菌、细菌、真菌、原生生物、线虫、节肢动物共六类土壤生物群落组成，同时获取 9 个功能群、48 组功能基因信息。
土壤理化指标测定：配套理化分析设备，测定 pH、有机质、颗粒组成等土壤基础属性；同步收集对应点位气候环境数据。
统计模型运算：依托统计分析软件，运行广义线性模型、变异分割分析，对比农药残留、土壤属性、气候条件等不同变量，量化各类因素对土壤生物多样性的贡献占比。
研究团队重点解答两大疑问：
✅农药残留会如何改变土壤生物的物种组成与功能？
✅这种影响，在农田和非农田生态系统之间是否存在差别
用于检验农药对土壤生物多样性影响的概念图。
373个欧盟土壤样点中的农药分布
核心研究结果：超七成土壤检出农药，深刻改变地下生态格局
数据显示，全部采样点中 70% 均可检出农药残留。农田土壤当中农药检出数量、残留浓度明显更高；检出农药类别占比分别为杀菌剂 54%、除草剂 34.9%、杀虫剂 11.1%。
农田中土壤生物多样性对农药浓度的响应
统计模型结果表明，农药残留是土壤生物多样性的第二大驱动因子。在农田环境，农药可以解释 29.5% 的土壤生物群落结构变异；仅针对真菌丰富度，农药独立解释率就达到 12.3%。
各类农药对土壤生物的影响存在明显特异性：
杀菌剂（如 bixafen）会造成原生生物、线虫、节肢动物物种丰富度下降；
除草剂（草甘膦）会提升植物病原菌、寄生原生生物占比，同时抑制丛枝菌根真菌、食细菌线虫这类有益生物。
农药残留的影响不止停留在物种数量层面，还会干预土壤碳、氮、磷养分循环相关功能基因。杀菌剂能够降低氮代谢基因多样性；草甘膦代谢产物 AMPA，会提升磷降解功能基因多样性，直接改变土壤养分转化潜力。
值得警惕的是，虽然农田受干扰程度最强，但草地、林地这类不直接施药的自然区域，同样检出农药残留，证实存在明显的农药环境溢出效应。
农药浓度对解释农田土壤生物多样性指标的贡献
研究启示
这项大尺度野外调查提醒我们，仅依靠实验室单物种测试，不足以完整评估农药真实土壤生态风险。未来农药风险管控，应当把土壤生物群落结构、功能基因变化纳入评价体系，同时重视农业活动对周边自然土壤的间接影响。
土壤健康是耕地生产力的根基，开展土壤污染物、微生物、理化指标检测，是守护土壤的第一步。
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内容来源：Nature 论文《Pesticide residues alter taxonomic and functional biodiversity in soils》
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09991-z
DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09991‑z
本文科普解读基于 Nature 公开学术论文整理，仅作行业科普，不构成技术指导建议。
