摘要
- 微塑料（MPs）在陆地生态系统中广泛存在，引发了全球性的担忧，担心它们可能会干扰土壤有机碳（SOC）的循环，并削弱农业生态系统对气候缓解的贡献。然而，目前尚不清楚可降解微塑料与惰性微塑料如何影响微生物介导的SOC持久性。
- 我们在一个干旱地区的农业生态系统中进行了实地实验，使用了聚乙烯（PE；惰性）和聚乳酸（PLA；可降解）微塑料，并设置了三种不同的残留量。实验结合了宏基因组学、SOC分级分析、微生物残体定量以及胞外酶的化学计量学研究，以探讨支持SOC持久性的微生物途径。
- PE微塑料和PLA微塑料在SOC持久性方面表现出不同的模式。观察到PE微塑料加剧了微生物对碳的限制，丰富了放线菌的数量，并增加了降解碳水化合物的酶家族的相对丰度，这与它们更强的分解潜力一致。在未标记的土壤中，PE微塑料处理下有机质（POC）减少了10.5%–16.7%，而微生物残体的形成受到抑制，SOC也呈现下降趋势。相比之下，PLA微塑料处理下与碳和氮代谢以及氨基糖/EPS合成相关的基因相对丰度增加。这些变化伴随着微生物残体增加了3.6%–6.9%，以及更高的EPS相关生物合成潜力，同时土壤中与矿物质结合的有机碳含量也有所增加。
- 总体而言，这些特定于聚合物的微生物响应表明，塑料残留物可能会削弱或增强土壤中碳的持久性，这对预测农业生态系统的碳汇以及指导在气候相关土地管理下的塑料替代和残留物管理具有重要意义。
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