玉米 - 大豆间作下根际土壤理化性质与酶活性对聚乙烯微塑料胁迫的响应

《Agriculture》：Responses of Rhizosphere Soil Physicochemical Properties and Enzyme Activities to Polyethylene Microplastic Stress in Maize–Soybean Intercropping

　　

摘要

农业微塑料威胁土壤健康，但间作系统中根际微生态对微塑料胁迫的响应仍不清楚。我们开展了一项盆栽试验，采用两种种植系统（玉米单作和玉米 - 大豆间作）和四种聚乙烯微塑料（PE-MP）浓度（0%、0.1%、0.5%、1.0%），以研究根际理化性质和酶活性。结果显示 PE-MP 与种植系统之间存在显著交互作用（p < 0.05）。在玉米单作（MM）中，0.1% 的 PE-MP 加剧了土壤酸化（pH -4.32%）和离子波动（电导率 +11.12%）。在≥0.5% 时，PE-MP 显著降低了全氮（TN）和全磷，导致有效磷异常积累（高达 +98.4%），并剂量依赖性地抑制了β-葡萄糖苷ase、脲酶和过氧化氢酶活性。相反，间作系统（IM）表现出缓冲能力，维持了 pH、电导率和全氮的稳定性，缓解了营养失衡，并保留了关键酶功能。PLS-SEM 揭示了酶特异性关联，表明种植系统和 PE-MP 主要通过调节全氮（TN）和溶解性有机碳（DOC）来驱动酶活性。结论表明，玉米 - 大豆间作可以缓冲微塑料引起的理化性质恶化，表明其作为减轻微塑料污染的农艺措施的潜力，尽管仍需进行田间尺度验证。