近日，中国科学院城市环境研究所姚槐应研究组采用微宇宙培养试验，评估了聚乙烯微塑料对我国水稻土温室气体排放的影响，基于高通量定量PCR技术测定编码碳氮转化酶有关的微生物功能基因丰度，阐明了微塑料影响土壤温室气体产生和排放的微生物驱动机制。 

　　微塑料是指粒径小于5 mm的塑料碎片或颗粒，其比表面积大，吸附有机污染物和重金属能力强，是环境生态学研究领域广泛关注的新型环境污染物。农田土壤可能是全球最大的微塑料载体。地膜覆盖、污泥农用和再生水灌溉等管理方式向土壤环境中输入大量塑料源，经破碎和分解后转化为微塑料储存在土壤环境中，对土壤生态系统健康的影响不容忽视。 

　　微塑料进入到土壤后易与团聚体结合，增加土壤透气性，提升土壤微生物和酶活性，促使有机碳分解并向大气释放CO₂，降低土壤的固碳潜力。与此同时，微塑料性质相对稳定且不含氮素，与农田土壤N₂O产生没有直接关系。但微塑料可改变土壤结构影响硝化和反硝化微生物活性，间接影响土壤N₂O的产生和释放。然而，微塑料对土壤温室气体的影响开展的研究较少，亟需阐明微塑料对土壤温室气体产生的影响机制。此外，微塑料通常是在自然环境中老化产生的次生微塑料，其表面会产生裂缝和生成大量含氧官能团，对土壤理化性质及微生物的作用不同于原生微塑料。但当前大部分研究针对原生微塑料对土壤微生物及碳氮转化的影响，不能代表微塑料对土壤温室气体产生的实际情况。 

　　微塑料对土壤碳氮循环的影响尚不清楚，该研究发现了微塑料对我国不同水稻土温室气体产生和排放影响的微生物驱动机制。研究发现：1）微塑料在短时期内对土壤CO₂排放没有显著影响，但增加了编码半纤维素（abfA）和木质素（mnp）转化酶的微生物功能基因丰度，具有促进土壤有机碳分解的潜力；2）微塑料增加了编码亚硝酸盐还原酶（nirS）的功能基因丰度，可能是造成土壤N₂O排放量显著增加3.7倍的关键微生物驱动机制；3）相对于普通微塑料，人工老化微塑料未显著影响土壤CO₂和N₂O排放量，未来需要从自然环境中提取自然老化的微塑料，准确评估微塑料对土壤温室气体产生和排放的“真实”影响。 

　　本研究结果表明，聚乙烯微塑料可能促进水稻土N₂O产生和排放，未来评估稻田土壤温室气体排放过程中需要将该因素考虑进来。上述结果以Polyethylene microplastics alter the microbial functional gene abundances and increase nitrous oxide emissions from paddy soils为题发表于Journal of Hazardous Materials。 

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图1 聚乙烯微塑料对稻田土壤温室气体排放的影响示意图