近日，水土保持与荒漠化整治全国重点实验室杨晓梅副教授课题组在微塑料污染与土壤健康研究方面取得新进展。相关成果以“Effects of microplastic contamination on soil nitrogen and its bioavailability in soybean-maize rotation system”为题，在土壤学国际期刊Soil & Tillage Research上发表。水土保持与荒漠化整治全国重点实验室为第一单位，已毕业硕士研究生贾惞凯为论文第一作者（现为南方科技大学在读博士研究生），杨晓梅副教授为通讯作者。
随着传统聚乙烯地膜的长期施用，农田（微）塑料污染已成为土壤健康及生态环境领域热点问题。可降解塑料地膜作为传统塑料地膜的替代品，可能解决“白色污染”问题。然而，可降解塑料（如PBAT）对土壤健康影响以及其生态环境效应尚不清晰，其环境风险及生态安全等问题亟待研究。针对上述问题，课题组通过野外长期定位试验，研究农膜源聚乙烯与PBAT塑料污染特征对作物生长及土壤性质的影响，以期明确（微）塑料污染与土壤健康的响应机制。
图1 微塑料污染对土壤氮素转化影响
本研究基于团队前期工作基础（Jia et al., 2024; Liu et al., 2025），聚焦大豆-玉米轮作系统中低密度聚乙烯碎片（LDPE-D）、生物可降解己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯碎片（PBAT-D）以及低密度聚乙烯颗粒（LDPE-P）对土壤氮生物有效性的影响。研究发现：（1）在未受微塑料污染的条件下，大豆-玉米轮作能够维持并提升土壤氮水平；而在微塑料污染条件下，PBAT-D、LDPE-D 和 LDPE-P 均显著抑制大豆生长期土壤全氮的增加，并加剧休耕期土壤全氮下降，导致轮作结束后土壤全氮水平下降（即氮损失）；（2）PBAT-D 和 LDPE-D 在大豆生长期显著抑制土壤铵态氮增加，而微塑料污染处理均显著促进休耕期土壤硝态氮累积，并在玉米生长期促进铵态氮向硝态氮转化；（3）微塑料处理可显著抑制大豆和玉米根际土壤中亮氨酸氨基肽酶和丙氨酸氨基转移酶活性，同时对 N-乙酰-β-葡萄糖苷酶活性产生差异化影响。
综合分析表明：不同微塑料处理与对照之间存在显著差异，其中大豆期和玉米期的无机氮指标以及部分根际酶活性是区分不同处理的关键因子。研究发现：微塑料污染可能改变土壤氮素转化路径，增强速效氮淋失风险，从而削弱轮作体系的氮素积累能力，对农田氮素保持和利用效率产生不利影响。
图2 微塑料污染特征与土壤氮指标影响相关性分析
该研究得到国家重点研发计划项目（2023YFD1900501）的资助。
论文链接：https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.still.2025.106925
编辑：王容娜
终审：李小梅
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