聚乙烯微塑料抑制土壤总硝化作用并降低水稻对肥料氮的吸收

《Journal of Hazardous Materials》：Polyethylene microplastic impairs soil gross nitrification and reduces fertilizer-derived nitrogen uptake in rice

本研究揭示聚乙烯微塑料（MPs）通过诱导水稻氧化应激（SOD/POD活性升高），显著抑制土壤总硝化速率和氨氧化微生物（AOA/AOB的amoA基因丰度），导致水稻肥料源氮吸收率从25.4%降至12.9-19.8%（≥0.01% MPs），为农业微塑料污染治理提供关键理论依据。

　　

Highlight

聚乙烯微塑料暴露通过剂量依赖性方式显著抑制水稻生长、叶绿素合成、土壤硝化过程和氮吸收，同时诱导氧化应激。

Plant biomass, chlorophyll content and enzyme activities

聚乙烯微塑料暴露普遍抑制水稻生长和叶绿素合成，同时通过酶活性升高诱导氧化应激（图1）。虽然增加微塑料浓度呈现降低地上部和根系生物量的趋势，但仅在1.0%和0.1%浓度处理中观察到统计学显著降低（分别降低20%和28%）。叶绿素a和b对微塑料表现出更高敏感性，≥0.01%浓度即导致显著降低。

Growth inhibition by polyethylene microplastic

我们的结果表明，仅1%聚乙烯微塑料暴露就显著抑制水稻生长，表现为地上生物量减少。杨与高（2022）在相似聚乙烯微塑料浓度下发现可比生长抑制。也存在对比结果，吴等（2024）和陈等（2022）在0.3-0.5%浓度下观察到聚乙烯微塑料对水稻生长无影响。Bethanis和Golia（2024）进一步证实已发表观察结果，显示平均...

Conclusion

我们的研究表明，增加聚乙烯微塑料浓度显著降低水稻生物量、叶绿素含量、硝化速率和amoA基因丰度，同时升高超氧化物歧化酶（SOD）/过氧化物酶（POD）活性和丙二醛（MDA）水平。值得注意的是，高剂量（1.0%）聚乙烯微塑料减少了水稻氮吸收，主要由于土壤源和肥料源氮的同化减少。即使在环境相关浓度（0.01%），聚乙烯微塑料也显著抑制肥料氮吸收，强调...