中國熱科院在可生物降解微塑料對土壤微生物多樣性 及有機碳化學多樣性影響方面取得重要進展

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中國熱科院環(huán)植所農(nóng)業(yè)環(huán)境研究團隊在可生物降解微塑料對熱帶農(nóng)田土壤微生物多樣性及可溶性有機物（DOM）化學多樣性影響上取得重要進展，首次報道了可生物降解微塑料（PBAT）對熱帶磚紅壤微生物豐度和結構及DOM分子化學組成的影響，并初步分析了微生物與DOM轉化的內(nèi)在聯(lián)系。該研究結果對評估可生物降解塑料影響農(nóng)田土壤碳生物地球化學循環(huán)過程具有重要意義。

海南省作為全國第一個實施全域禁塑的省份，已于2020年12月1日正式全面禁止一次性不可降解塑料制品，隨之生物可降解塑料逐漸替代傳統(tǒng)不可降解塑料，并被廣泛應用于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。但可生物降解微塑料對土壤微生物及DOM的影響尚不明確。

本研究以全生物降解地膜常用基料PBAT為研究對象，通過定量qPCR、高分辨質(zhì)譜（FT-ICR MS）等技術從分子尺度揭示了不同濃度PBAT對磚紅壤微生物（細菌和真菌）豐度和結構及DOM化學多樣性的影響。并基于微生物和高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)，通過共生網(wǎng)絡、Mental等統(tǒng)計學分析手段探討了磚紅壤中PBAT微塑料降解過程微生物參與DOM產(chǎn)生和降解的內(nèi)在聯(lián)系，初步揭示關鍵微生物驅(qū)動DOM化學多樣性的變化。研究發(fā)現(xiàn)，PBAT微塑料對磚紅壤微生物豐度和DOM化學組成的影響具有濃度依賴性，與PBAT濃度呈非線性關系的關鍵真菌和細菌（如Chloroflexi、Actinobacteria、Chytridiomycota、Rozellomycota）對DOM的化學多樣性變化具有關鍵作用。5% PBAT（w/w）處理土壤DOM中CHO類化合物相對含量高于10% PBAT處理土壤。共生網(wǎng)絡分析結果表明細菌與DOM分子形成了比真菌更為復雜的關系，細菌在DOM的轉化中起著關鍵作用。

相關研究結果以“Molecular insights into effects of PBAT microplastics on latosol microbial diversity and DOM chemodiversity”為題發(fā)表于《Journal of Hazardous Materials》。中國熱科院環(huán)植所劉鈺欽博士和張文助理研究員為論文共同第一作者，陳淼副研究員為論文通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、海南省重大科技計劃、海南省自然科學基金等項目的資助及海南儋州熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱區(qū)綠色低碳重點實驗室等平臺的支持。

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