广东
近日，水土保持与荒漠化整治全国重点实验室杨晓梅副教授课题组在微塑料污染与土壤健康研究方面取得新进展。相关成果以“Effects of microplastic contamination on soil nitrogen and its bioavailability in soybean-maize rotation system”为题，在土壤学国际期刊Soil & Tillage Research上发表。水土保持与荒漠化整治全国重点实验室为第一单位，已毕业硕士研究生贾惞凯为论文第一作者（现为南方科技大学在读博士研究生），杨晓梅副教授为通讯作者。
随着传统聚乙烯地膜的长期施用，农田（微）塑料污染已成为土壤健康及生态环境领域热点问题。可降解塑料地膜作为传统塑料地膜的替代品，可能解决“白色污染”问题。然而，可降解塑料（如PBAT）对土壤健康影响以及其生态环境效应尚不清晰，其环境风险及生态安全等问题亟待研究。针对上述问题，课题组通过野外长期定位试验，研究农膜源聚乙烯与PBAT塑料污染特征对作物生长及土壤性质的影响，以期明确（微）塑料污染与土壤健康的响应机制。
图1 微塑料污染对土壤氮素转化影响
本研究基于团队前期工作基础（Jia et al., 2024; Liu et al., 2025），聚焦大豆-玉米轮作系统中低密度聚乙烯碎片（LDPE-D）、生物可降解己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯碎片（PBAT-D）以及低密度聚乙烯颗粒（LDPE-P）对土壤氮生物有效性的影响。研究发现：（1）在未受微塑料污染的条件下，大豆-玉米轮作能够维持并提升土壤氮水平；而在微塑料污染条件下，PBAT-D、LDPE-D和LDPE-P均显著抑制大豆生长期土壤全氮的增加，并加剧休耕期土壤全氮下降，导致轮作结束后土壤全氮水平下降（即氮损失）；（2）PBAT-D和LDPE-D在大豆生长期显著抑制土壤铵态氮增加，而微塑料污染处理均显著促进休耕期土壤硝态氮累积，并在玉米生长期促进铵态氮向硝态氮转化；（3）微塑料处理可显著抑制大豆和玉米根际土壤中亮氨酸氨基肽酶和丙氨酸氨基转移酶活性，同时对N-乙酰-β-葡萄糖苷酶活性产生差异化影响。
综合分析表明：不同微塑料处理与对照之间存在显著差异，其中大豆期和玉米期的无机氮指标以及部分根际酶活性是区分不同处理的关键因子。研究发现：微塑料污染可能改变土壤氮素转化路径，增强速效氮淋失风险，从而削弱轮作体系的氮素积累能力，对农田氮素保持和利用效率产生不利影响。
图2 微塑料污染特征与土壤氮指标影响相关性分析
论文链接：
https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.still.2025.106925
近日，水土保持与荒漠化整治全国重点实验室杨晓梅副教授课题组，在农药微塑料复合污染与土壤健康研究方面取得新进展。相关成果以“Polylactic acid microplastics regulate organophosphorus pesticide impacts on phosphorus bioavailability in soil-plant systems”为题，在环境科学领域TOP期刊Journal of Hazardous Materials在线发表。水土保持与荒漠化整治全国重点实验室为第一完成单位，博士研究生谈高维为论文第一作者，杨晓梅副教授为通讯作者。
随着农田中微塑料和农药残留的持续累积，多污染物复合污染已成为土壤健康与农业生态安全领域的重要科学问题。有机磷农药毒死蜱被广泛用于农田防虫除螨，因其神经毒性及对环境生物的高毒性备受关注，其残留不仅可能抑制土壤微生物活性，还可能干扰土壤磷循环过程。以聚乳酸为代表的可降解塑料产品在农业中的应用不断增加，以应对传统不可降解塑料污染问题。然而，聚乳酸老化后形成的微塑料颗粒，可能与其他污染物共存时发生吸附、协同、联合等作用，从而影响污染物的环境行为与土壤健康。
围绕上述关键问题，课题组结合前期研究基础，以玉米为供试植物开展野外盆栽实验，探究毒死蜱农药与聚乳酸微塑料复合污染条件下，毒死蜱农药环境行为、土壤-植物体系磷分配特征、以及土壤磷酶活性变化，从而揭示可降解微塑料对有机磷农药生态效应的影响机制。
图1 聚乳酸微塑料-毒死蜱农药复合污染对土壤磷组分及磷酸酶活性的影响
主要研究结果表明：（1）无聚乳酸塑料影响下，毒死蜱农药施用可增加玉米苗期和抽雄期碳酸氢钠可提取态无机磷以及水溶性磷的占比；（2）在聚乳酸微塑料干扰下，毒死蜱农药在土壤中的残留量增加，但对其代谢产物TCP的影响表现为高浓度降低，低浓度增加的现象；（3）聚乳酸微塑料和毒死蜱农药复合污染条件下，玉米苗期和抽雄期土壤碳酸氢钠可提取态无机磷以及水溶性磷的占比提升，同时毒死蜱农药对磷酸酶的影响由根际土壤延伸至非根际土壤。
结构方程模型进一步证实，聚乳酸微塑料与有机磷农药共存时，土壤中磷的生物有效性受到显著影响，且各组分之间的变化不仅受有机磷农药喷施量的影响，还受土壤中微塑料的调节作用，揭示了微塑料-有机磷农药复合污染对土壤磷平衡的潜在影响机制，可为后续农田土壤中多污染物生态风险评估及可降解塑料环境安全性研究提供思路与参考。
图2 聚乳酸微塑料-毒死蜱农药复合污染对植物-土壤生态系统磷分配影响路径分析
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.142139
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