近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所鄉(xiāng)村振興科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與國內(nèi)高校合作，系統(tǒng)分析了土壤胞外酶活性對生物和非生物降解微塑料的響應(yīng)特征及其影響因素。相關(guān)研究成果發(fā)表在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》（Environmental Science & Technology）上。
土壤胞外酶是反映土壤質(zhì)量的一種關(guān)鍵指標(biāo)，它主要由微生物和植物根系分泌，調(diào)控著碳水化合物水解、氮轉(zhuǎn)化、磷獲取和氧化分解等生物地球化學(xué)過程。土壤胞外酶主要分為碳獲取酶、氮獲取酶、磷獲取酶、氧化酶，這些酶通過催化不同的生物地球化學(xué)反應(yīng)，共同維持土壤生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)與功能穩(wěn)定。
微塑料已廣泛存在于土壤、大氣等多種環(huán)境介質(zhì)中，通過直接和間接機(jī)制影響土壤結(jié)構(gòu)、團(tuán)聚體穩(wěn)定性、肥力和pH等關(guān)鍵屬性，進(jìn)而改變土壤微生物的微環(huán)境及其生化過程，最終影響土壤胞外酶活性。盡管已有研究關(guān)注微塑料物理特性對土壤胞外酶活性的影響，但針對可生物降解與不可生物降解微塑料的差異化效應(yīng)研究仍較缺乏。
該研究的目的在于通過整合全球已有的研究數(shù)據(jù)，量化生物降解微塑料和非生物降解微塑料對土壤胞外酶活性的影響，揭示關(guān)鍵調(diào)控因素，為微塑料的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估和可持續(xù)管理提供依據(jù)。
該研究利用72篇已發(fā)表文章的453組試驗(yàn)數(shù)據(jù)，綜合分析了微塑料對土壤胞外酶的影響?？傮w結(jié)論是，微塑料增加了土壤氮獲取酶、磷獲取酶和氧化酶活性，而抑制了碳獲取酶活性。而可生物降解微塑料的促進(jìn)效應(yīng)強(qiáng)于非生物降解微塑料。
此外，微塑料顆粒大小是影響土壤碳、氮獲取酶活性的主要因素。土壤初始有機(jī)碳含量和試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間分別是影響土壤磷獲取酶和氧化酶活性的主要因素。
研究結(jié)果為深入理解微塑料對土壤功能造成的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)提供了科學(xué)依據(jù)，也為制定陸地生態(tài)系統(tǒng)的污染防控與土壤可持續(xù)管理策略提供了理論支撐。
鄭州大學(xué)農(nóng)學(xué)院青年教師李彤為論文第一作者，中棉所研究員馬雄風(fēng)和西北農(nóng)林科技大學(xué)在讀博士李國瑞為共同通訊作者。該研究得到了中國博士后科學(xué)基金、河南省農(nóng)業(yè)良種聯(lián)合攻關(guān)等項(xiàng)目的資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1021/acs.est.4c12099
