微塑料对氮素循环相关土壤理化特性及功能微生物的影响

作者：刘晨磊; 周之栋; 王翰琨; 薛建辉^*

来源：环境科学学报, 2023, 43(08): 396-406.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2023.0029

• 微塑料
• 氮循环
• 土壤理化特性
• 宏基因组
• 功能微生物

微塑料在土壤中的不断富集累积已对土壤氮素养分循环构成威胁.为探究聚乙烯微塑料对土壤氮素循环相关的主要理化特性、功能基因丰度和功能微生物群落结构的影响，本研究设置6个不同微塑料添加浓度（质量比）的土壤培养试验，分别为CK（未添加）、MP0.5(0.5%)、MP1(1%)、MP2(2%)、MP4(4%)和MP8(8%).结果表明：随微塑料添加浓度增加，土壤容重逐渐降低（4.62%～13.08%），田间持水量呈先增加后降低趋势，其中MP2处理最高.土壤有机质、全碳、碳氮比、可溶性有机碳以及微生物生物量随微塑料添加逐渐升高.微塑料添加显著增加土壤微生物生物量氮（46.02%～120.70%）和硝态氮含量（42.56%～208.26%），且MP8处理最高；降低可溶性有机氮（2.46%～15.39%）和铵态氮含量（17.36%～60.42%），而全氮含量未发生显著变化；土壤净硝化和净氮矿化速率显著增加，但MP8处理呈明显抑制作用.微塑料添加显著增加土壤氮循环功能微生物群落多样性，改变了群落结构组成，其中固氮作用、硝化作用和反硝化作用相关微生物的相对丰度降低，同化性硝酸盐还原作用相关微生物的相对丰度提高.此外，添加微塑料显著降低了土壤nif DHK、nir K和nor B基因相对丰度，但提高了ure ABC、nxr B和nas A基因相对丰度.本研究为深入了解微塑料影响土壤氮循环功能基因和微生物群落结构组成，进而影响土壤氮素循环过程提供了数据支撑和理论依据.

• 单位
  江苏省中国科学院植物研究所; 南京林业大学