微塑料通过调节根际硅的移动性来影响稻田中的碳封存

《Journal of Agricultural and Food Chemistry》：Microplastics Modulate Carbon Sequestration in Paddy Fields by Regulating Rhizosphere Silicon Mobility

本研究通过水稻生长周期微宇宙实验，探讨可降解（PLA）与非降解（PE）微塑料对根际硅动态、微生物C/N代谢及土壤碳储存的影响，发现PLA短期促进C积累，PE抑制更显著，长期均破坏C-Si耦合循环。

　　

尽管越来越多的研究记录了微塑料（MPs）对微生物碳（C）和氮（N）循环的影响，但它们对水稻生态系统中硅（Si）介导的碳封存的综合效应仍知之甚少。本研究通过一个水稻（Oryza sativa L.）生长周期微宇宙实验，探讨了可降解的（聚乳酸，PLA）和不可降解的（聚乙烯，PE）微塑料如何改变根际硅的动态、微生物的碳氮代谢以及土壤中的碳储存。与对照组相比，PLA处理显著增加了谷粒（+33%）和地上部分的碳积累（+10%），而PE处理则使这两者分别减少了26–40%，同时伴随着不同的硅吸收模式。PLA处理下硅转运的短暂增强（最多增加两倍）有助于短期内缓解由微生物引起的碳损失。然而，这两种微塑料都逐渐降低了根际硅的生物可利用性，并破坏了土壤团聚体的稳定性，表明易利用的硅库长期被耗尽。此外，PLA通过促进Chloroflexi和Actinobacteriota菌群的生长，增强了氮的矿化作用，提高了易利用的有机碳含量，并下调了参与碳固定的关键基因（如korA/B），从而削弱了碳的长期储存能力。这些发现揭示了微塑料的双重影响：一方面通过促进植物根际对硅的吸收短期内增加了碳的积累；另一方面长期破坏了稻田中碳-硅耦合的生物地球化学循环。