微塑料输入对热带农田土壤N2O排放及氮转化过程的影响

作     者：王晓彤 冷有锋 王俊姣 黄小敏 付亚军 范长华 高文龙 张文 宁梓妤 陈淼 

作者机构：海南大学生态与环境学院 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所农业农村部热区农业绿色低碳重点实验室 海南大学热带农林学院 华中农业大学资源与环境学院 海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2024年第10期

页      面：6139-6147页

核心收录：

学科分类：083001[工学-环境科学] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：海南省自然基金项目(320QN314) 国家自然科学基金项目(42007098) 海南省重大科技专项(ZDKJ2021008) 海南省重点研发计划项目(ZDYF2021XDNY280) 中国热带农业科学院基本科研业务费专项(1630042022001,1630042022012) 

主　　题：微塑料(MPs) 土壤性质 氮转化 氧化亚氮(N2O)排放 功能基因 

摘      要：农田土壤微塑料污染引发的土壤生态与环境问题已备受关注．为探究不同类型微塑料输入对热带典型农田土壤性质、N2O排放及氮转化过程的影响，以海南典型辣椒-玉米轮作土壤为研究对象，通过室内恒温培养试验，设置空白对照（CK）、添加5%聚乙烯（PE）微塑料和添加5%聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯微塑料（PBAT）这3个处理．结果表明，两种微塑料的添加均增加了土壤pH，提高土壤有机碳（SOC）和溶解性有机碳（DOC）含量，其中PBAT较PE影响更大；PE和PBAT处理分别增加66.07%和119.65%的铵态氮（NH4+-N）含量，降低8.56%和29.68%的硝态氮（NO3--N）含量．PBAT处理显著增加土壤N2O累计排放量（P 0.05），增幅为254.92%，而PE处理较CK无显著差异．此外，PE和PBAT处理均增加土壤净氮矿化速率（NMR）和降低土壤净硝化速率（NNR），且PBAT较PE影响更明显．PBAT处理可提高ureC基因丰度，而PE处理对其影响不显著．微塑料的输入均降低了硝化微生物功能基因丰度（AOA-amoA、AOB-amoA和nxrA），且PBAT处理较PE影响更为显著．PBAT处理显著增加了nirK、nirS、nosZ和Fungal nirK基因丰度（P 0.05）；而PE处理对其无明显影响．相关分析表明，N2O排放量与NH4+-N排放强度、pH、DOC、SOC和nirS基因丰度呈显著正相关关系．结果表明，与不可降解微塑料相比，可生物降解微塑料更强烈地改变热带农田土壤性质，并通过促进反硝化作用加剧土壤N2O的排放．