微塑料诱导桑树幼苗生长与微生态改变：对森林-土壤系统可持续性的影响机制

为解决微塑料(MPs)污染对农林生态系统的潜在威胁，研究人员通过盆栽实验探究聚乙烯(PE)和聚乳酸(PLA)微塑料对桑树生长及土壤微生态的影响。研究发现PE通过促进固氮基因(nifH)和反硝化基因(nirK)表达提升植物生长，而PLA则破坏磷循环和真菌群落结构导致生物量下降66%。该研究为MPs污染下的农林可持续管理提供理论依据。

　　

随着塑料制品在农业中的广泛应用，微塑料(Microplastics, MPs)污染已成为威胁土壤健康的新兴环境问题。这些直径小于5mm的颗粒在农田中最高积累量达83.6 kg·hm^?2，尤其值得关注的是，传统不可降解的聚乙烯(Polyethylene, PE)与可降解的聚乳酸(Polylactic acid, PLA)在环境中表现出截然不同的生态效应。现有研究多集中于农作物，而对多年生木本植物特别是具有重要经济价值的桑树缺乏系统研究。

海南省科技专项基金支持的研究团队通过控制实验揭示了MPs对桑树-土壤系统的双重作用。采用实时定量PCR(qPCR)检测功能基因表达，结合扫描电镜观察组织超微结构，分析不同浓度(0.1%和1%)PE与PLA处理下植物生长参数和土壤微生物群落变化。

Assessing Plant Growth and Development
PE处理使桑树株高显著增加16-18%，生物量提升4-14%，而PLA则导致总生物量下降12-66%。电镜显示PLA破坏根部细胞结构，这与光合速率降低12-15%相关。

Polymer-Specific Effects of MPs
PE通过富集酸杆菌门(Acidobacteriota)使固氮基因nifH拷贝数从0.9×10⁷增至6.1×10⁷ copies/g，反硝化基因nirK从1.0×10⁸提升至1.9×10⁸ copies/g，促进氮素利用。PLA则干扰磷循环并降低丛枝菌根真菌(AMF)丰度达34%。

Conclusions
研究阐明PE通过微生物功能转换抑制氮流失，而PLA因乳酸水解酸化作用破坏养分吸收。该发现为丝蚕产区土壤管理提供新策略，建议在MPs污染区优先选用PE基农用薄膜，同时优化PLA降解工艺以减轻生态风险。成果发表于《Environmental Pollution》，对实现联合国可持续发展目标(SDGs)中"陆地生命"和"负责任消费"目标具有实践指导价值。