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Top期刊,SCI一区---课题组揭示不同分子量聚乙烯颗粒干扰玉米生长和根际微环境的机制
发布时间:2021-08-29

近日,课题组李琛教授与西南科技大学罗学刚教授团队合作,在国际著名期刊《Journal of Hazardous Materials》发表研究论文。该期刊为环境类Top期刊,JCR、中科院一区期刊,影响因子14.224

近年来,微塑料污染引起全球关注,统计数据显示,每年产生各类有0.19~83万吨废弃塑料,这些塑料经风化、不完全降解后形成微塑料,广泛存在于海洋、土壤、地表水、空气、地下水中,甚至在南极冰川和珠峰均有发现。其生态危害性、健康危害日益引发关注。

聚乙烯薄膜是农业生产活动中使用最广泛的塑料薄膜,其解聚产物主要是不同分子量的聚乙烯颗粒(PE颗粒)。然而,聚乙烯颗粒的分子量对土壤-作物微环境的影响尚未阐明。在本研究中,为确定不同分子量聚乙烯颗粒干扰玉米生长和根际微环境的机制,使用盆栽微观模拟系统来评估低、中和高分子量聚乙烯颗粒对土壤代谢、微生物群落结构和作物生长的影响。研究结果证实,不同分子量的聚乙烯颗粒对土壤-植物系统有不利影响。不同分子量聚乙烯颗粒的形状和表面微观结构存在明显差异。土壤蔗糖酶和过氧化物酶对不同分子量的聚乙烯颗粒有显著反应。在植物系统中,暴露于PE颗粒会降低植物生物量和光合速率,并干扰正常的植物矿质营养代谢。在根际微环境中,由于不同PE颗粒的物理和化学性质的差异,不同分子量的PE颗粒显著改变了土壤元素的含量。PE颗粒的存在诱导了根杆菌、硝基螺旋菌和鞘氨醇单胞菌作为根际矿质元素代谢的调节因子的优势地位。根际土壤中碳水化合物和氨基酸含量的变化是影响溶杆菌、多氯菌、根杆菌和鞘氨醇单胞菌物种丰度的关键因素。