中國(guó)熱科院環(huán)植所農(nóng)業(yè)環(huán)境研究團(tuán)隊(duì)在可生物降解微塑料對(duì)熱帶農(nóng)田土壤微生物多樣性及可溶性有機(jī)物（DOM）化學(xué)多樣性影響上取得重要進(jìn)展，首次報(bào)道了可生物降解微塑料（PBAT）對(duì)熱帶磚紅壤微生物豐度和結(jié)構(gòu)及DOM分子化學(xué)組成的影響，并初步分析了微生物與DOM轉(zhuǎn)化的內(nèi)在聯(lián)系。該研究結(jié)果對(duì)評(píng)估可生物降解塑料影響農(nóng)田土壤碳生物地球化學(xué)循環(huán)過程具有重要意義。
海南省作為全國(guó)第一個(gè)實(shí)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(yīng)用于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。但可生物降解微塑料對(duì)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(duì)象，通過定量qPCR、高分辨質(zhì)譜（FT-ICRMS）等技術(shù)從分子尺度揭示了不同濃度PBAT對(duì)磚紅壤微生物（細(xì)菌和真菌）豐度和結(jié)構(gòu)及DOM化學(xué)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(luò)、Mental等統(tǒng)計(jì)學(xué)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(guān)鍵微生物驅(qū)動(dòng)DOM化學(xué)多樣性的變化。研究發(fā)現(xiàn)，PBAT微塑料對(duì)磚紅壤微生物豐度和DOM化學(xué)組成的影響具有濃度依賴性，與PBAT濃度呈非線性關(guān)系的關(guān)鍵真菌和細(xì)菌（如Chloroflexi、Actinobacteria、Chytridiomycota、Rozellomycota）對(duì)DOM的化學(xué)多樣性變化具有關(guān)鍵作用。5%PBAT（w/w）處理土壤DOM中CHO類化合物相對(duì)含量高于10%PBAT處理土壤。共生網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果表明細(xì)菌與DOM分子形成了比真菌更為復(fù)雜的關(guān)系，細(xì)菌在DOM的轉(zhuǎn)化中起著關(guān)鍵作用。
相關(guān)研究結(jié)果以“MolecularinsightsintoeffectsofPBATmicroplasticsonlatosolmicrobialdiversityandDOMchemodiversity”為題發(fā)表于《JournalofHazardousMaterials》。中國(guó)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(guó)家自然科學(xué)基金、海南省重大科技計(jì)劃、海南省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助及海南儋州熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱區(qū)綠色低碳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等平臺(tái)的支持。
