微塑料类型、浓度及粒径对辣椒(Capsicum annuum L.)萌发与生长的差异化胁迫效应及氧化应激机制研究

推荐：针对微塑料(MPs)在农田土壤中累积对蔬菜作物的潜在风险，研究人员系统评估了聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)三种MPs在不同浓度(50-1000 mg·L-1)和粒径(25/300 μm)下对辣椒种子萌发和幼苗生长的影响。研究发现MPs通过抑制发芽率(6.28%-15.99%)、降低根系生物量(最高44.69%)及诱导氧化应激(IBRv2指数达7.68)产生毒性效应，其中PET毒性最强，且大粒径MPs胁迫更显著。该研究为农业生态系统中MPs污染风险评估提供了重要理论依据。

　　

随着全球塑料产量在70年间激增3.65亿吨，约79%的塑料废弃物最终进入自然环境并降解为0.1-5 mm的微塑料(MPs)。农田土壤已成为MPs的重要汇，通过污水灌溉、地膜残留等途径累积浓度高达41万颗粒/kg，对作物生长构成潜在威胁。作为中国种植面积最大的蔬菜作物，辣椒年产量达6400万吨，但其对MPs胁迫的响应机制尚不明确。

河北青丰农业科技有限公司的研究团队在《Environmental Technology》发表研究，通过水培实验系统探究了PE、PP、PET三种MPs对辣椒种子萌发和幼苗生长的差异化影响。研究采用标准发芽试验测定发芽率(GP)、发芽指数(GI)等参数，通过扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)表征MPs特性，结合超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性检测及综合生物标志物响应指数(IBRv2)分析，揭示了MPs的植物毒性机制。

3.1 微塑料处理改变辣椒种子萌发

所有MPs处理均抑制种子萌发(6.28%-15.99%)，其中50 mg·L^-1 PET(25 μm)抑制率最高达13.33%。但250 mg·L^-1 PE(25 μm)反而促进发芽率提升5.66%，推测高浓度MPs聚集可能降低生物可利用性。

3.2 微塑料对辣椒幼苗生长的影响

PP和PET显著降低根系鲜重(13.88%-44.69%)和根长(14.87%-70.41%)，而250 mg·L^-1 PE(25 μm)使根长增加14.53%。SEM显示PP/PET颗粒边缘尖锐，可能通过物理损伤加剧毒性。

3.3 微塑料对辣椒抗氧化系统的影响

小粒径(25 μm)PET处理组POD活性最高提升55.72%，IBRv2值达4.02；而300 μm PE引发更强烈氧化应激(IBRv2=7.68)，表明大颗粒通过阻碍营养吸收增强胁迫。

3.4 活性物质含量变化

PE降低可溶性糖含量(最高35.29%)，而PP/PET处理使可溶性蛋白含量先升后降，500 mg·L^-1 PET使蛋白含量提升43.83%，反映碳氮代谢紊乱。

该研究首次阐明MPs类型-粒径-浓度的交互效应：PET毒性强于PP/PE，大粒径MPs通过物理阻塞增强胁迫，而PE的C-C单键结构使其相对惰性。研究创新性采用IBRv2指数量化胁迫程度，为农田MPs污染治理提供理论依据。未来需在自然光照条件下验证MPs对辣椒全生育期的影响，并探究其分子解毒机制。