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为探究微塑料（MPs）对土壤中植物源碳和微生物源碳的影响，研究人员开展相关土壤盆栽实验，结果发现 PLA 促进植物残体碳、降低微生物残体碳，PE 则均降低二者。该研究为 MPs 污染生态风险评估提供科学依据。
在如今的生态环境中，微塑料（MPs）就像一个个悄然潜入的 “小麻烦”，正逐渐对土壤生态系统发起挑战。MPs 指那些尺寸小于 5mm 的塑料碎片和颗粒，别看它们个头小，威力可不小。每年进入土壤的 MPs 数量远超海洋，农业土壤更是首当其冲，塑料地膜的使用、堆肥添加物以及污水灌溉等，都让土壤中的 MPs 含量不断攀升 。例如我国 2017 年农业塑料地膜消费量高达 147 万吨，全球每年轮胎产生的微塑料排放量约 600 万吨。
MPs 进入土壤后，就开始 “捣乱”。它们干扰土壤的理化性质，破坏土壤中的养分循环，还对微生物和植物的正常功能产生负面影响，这不仅威胁到土壤的健康，还影响了土壤的固碳能力。土壤有机碳（SOC）在土壤生态系统中至关重要，它的稳定性取决于植物残体和微生物残体的相互作用。植物残体是不稳定有机物的主要来源，经过微生物的转化，一部分会变成稳定的 SOC；微生物残体则来源于细胞壁成分，在长期的 SOC 储存中扮演着关键角色。然而，MPs 到底会对植物残体碳和微生物残体碳产生怎样的影响，目前还知之甚少。一些研究发现，MPs 会降低土壤氮有效性、阳离子交换容量和水解酶活性，但它们对植物和微生物残体的直接影响及作用机制依旧是谜团。
为了解开这些谜团，来自国内的研究人员针对这一问题展开了研究。他们以在中国北方广泛种植的玉米（郑单 958）为研究对象，开展了为期 35 天的土壤盆栽实验，并结合生物标志物方法，通过木质素酚和氨基糖来追踪土壤微生物残体碳和植物残体碳，探讨不同浓度和类型的 MPs 对它们的影响。这项研究成果发表在《Applied Soil Ecology》上，为深入了解 MPs 在土壤环境中的行为提供了重要依据，也为农业土壤中 MPs 污染的生态风险评估奠定了科学基础。
研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。首先，他们采集了北京顺义区赵全营镇 0 - 20cm 的表层土壤，筛选去除大的植物残体和石粒后用于实验。实验选取了聚乙烯（PE）和可生物降解的聚乳酸（PLA）两种 MPs 颗粒作为研究对象。在实验过程中，通过检测磷脂脂肪酸（PLFA）来表征土壤中活微生物数量的动态变化，以此量化微生物生物量；利用氨基糖和木质素酚分别追踪土壤微生物残体碳和植物残体碳 。
研究结果如下：
- 对土壤活微生物的影响：检测 PLFA 发现，PLA 和 PE 对土壤总 PLFA 的影响差异显著。PLA 对 PLFA 有促进作用，其中 PLA4 处理组的增幅最大，可达 47.7%；而 PE 则显著降低 PLFA，且降低趋势无明显规律。
- 对土壤微生物残体碳和植物残体碳相关物质的影响：PLA 和 PE 均降低了土壤中总氨基糖、葡萄糖胺、半乳糖胺和胞壁酸的含量，同时也降低了微生物、细菌和真菌残体碳的含量。这可能是因为 MPs 促进了根际激发效应，加速了微生物残体碳的分解。在对酚类物质的影响上，PLA 对 V 型酚、S 型酚、C 型酚和总木质素酚既有促进作用也有抑制作用，而 PE 则均表现为抑制作用。这或许是因为 PE 通过降低土壤总氮、水解氮、阳离子交换容量等，间接导致植物源碳减少。
- 对土壤有机碳贡献的影响：总体来看，PLA 促进了植物残体碳对 SOC 的贡献，降低了微生物残体对 SOC 的贡献；而 PE 则使植物残体和微生物残体对 SOC 的贡献均降低。
研究结论表明，不可生物降解的 PE 和可生物降解的 PLA 这两种 MPs，对土壤微生物残体碳和植物残体碳有着不同的影响。PLA 能够促进植物残体碳，同时降低微生物残体碳；PE 则使两者都减少。在 PLA 和 PE 处理的土壤中，主要的木质素成分是 S 型酚，其次是 V 型酚，最后是 C 型酚。
这项研究意义重大，它首次清晰地揭示了不同类型 MPs 对土壤微生物残体碳和植物残体碳的影响差异，填补了该领域的研究空白。这不仅有助于我们深入理解 MPs 在土壤生态系统中的行为和作用机制，还为评估 MPs 污染对土壤健康和碳循环的影响提供了关键数据支持。未来，基于这些研究成果，科研人员可以进一步探索缓解 MPs 对土壤生态系统负面影响的方法，为保护土壤生态环境、保障农业可持续发展提供有力的理论依据和实践指导 。
