中国热科院在可生物降解微塑料对土壤微生物多样性及有机碳化学多样性影响方面取得重要进展

日期: 2023-03-09 浏览量:2091 来源: 中国农业信息网 分享:
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        中国热科院环植所农业环境研究团队在可生物降解微塑料对热带农田土壤微生物多样性及可溶性有机物(DOM)化学多样性影响上取得重要进展,首次报道了可生物降解微塑料(PBAT)对热带砖红壤微生物丰度和结构及DOM分子化学组成的影响,并初步分析了微生物与DOM转化的内在联系。该研究结果对评估可生物降解塑料影响农田土壤碳生物地球化学循环过程具有重要意义。

  海南省作为全国第一个实施全域禁塑的省份,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,随之生物可降解塑料逐渐替代传统不可降解塑料,并被广泛应用于农田生态系统。但可生物降解微塑料对土壤微生物及DOM的影响尚不明确。

  本研究以全生物降解地膜常用基料PBAT为研究对象,通过定量qPCR、高分辨质谱(FT-ICR MS)等技术从分子尺度揭示了不同浓度PBAT对砖红壤微生物(细菌和真菌)丰度和结构及DOM化学多样性的影响。并基于微生物和高分辨质谱数据,通过共生网络、Mental等统计学分析手段探讨了砖红壤中PBAT微塑料降解过程微生物参与DOM产生和降解的内在联系,初步揭示关键微生物驱动DOM化学多样性的变化。研究发现,PBAT微塑料对砖红壤微生物丰度和DOM化学组成的影响具有浓度依赖性,与PBAT浓度呈非线性关系的关键真菌和细菌(如Chloroflexi、Actinobacteria、Chytridiomycota、Rozellomycota)对DOM的化学多样性变化具有关键作用。5% PBAT(w/w)处理土壤DOM中CHO类化合物相对含量高于10% PBAT处理土壤。共生网络分析结果表明细菌与DOM分子形成了比真菌更为复杂的关系,细菌在DOM的转化中起着关键作用。

  相关研究结果以“Molecular insights into effects of PBAT microplastics on latosol microbial diversity and DOM chemodiversity”为题发表于《Journal of Hazardous Materials》。中国热科院环植所刘钰钦博士和张文助理研究员为论文共同第一作者,陈淼副研究员为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、海南省重大科技计划、海南省自然科学基金等项目的资助及海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站、农业农村部热区绿色低碳重点实验室等平台的支持。

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