塑料地膜和除草劑都是我國農業(yè)生產(chǎn)中大量使用的農資，長期大量施用可導致農田土壤中存在地膜微塑料和殘留除草劑的復合污染，影響土壤生態(tài)功能并威脅糧食安全，而關于二者復合污染下的土壤環(huán)境行為的研究仍然較為匱乏。
中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所“環(huán)境污染過程與效應創(chuàng)新組群”徐明愷團隊，近年來致力于環(huán)境微塑料生態(tài)效應和農田面源污染環(huán)境風險等領域的研究。近期，團隊研究發(fā)現(xiàn)土壤中低密度聚乙烯地膜微塑料和除草劑乙草胺復合污染過程中，二者的環(huán)境行為存在密切的交互影響。一方面，地膜微塑料表面可顯著吸附富集土壤中的乙草胺，且老化的地膜微塑料表面富集濃度更高；另一方面，乙草胺加速了老化地膜微塑料的表面生物膜的形成，促進含氧官能團的產(chǎn)生，進而推動了地膜微塑料的老化和碎裂進程。采用高通量測序技術對“塑料際”微生物群落結構進行了動態(tài)分析，結果發(fā)現(xiàn)乙草胺強化了Pseudomonas（假單胞菌屬）在塑料際的長期優(yōu)勢，Pseudomonas對低密度聚乙烯和乙草胺的降解能力可能是導致地膜微塑料老化的重要原因。乙草胺短期內促進塑料際微生物多樣性和物種間相互作用，但長期導致多樣性下降，群落功能趨于專一化。塑料際獨特的棲息環(huán)境使其微生物多樣性顯著低于土壤環(huán)境，并導致抗性或病源微生物的選擇性富集，并通過微塑料介質加速傳播，進而引發(fā)新的潛在生態(tài)風險。研究成果有助于提高對農田中地膜微塑料與除草劑復合污染生態(tài)效應的認識，為農業(yè)污染控制與可持續(xù)管理策略制定提供理論支持。
研究成果近日以“Acetochlor promotes the aging of mulch-derived microplastics in soil by altering the plastisphere microbial community”為題目發(fā)表于Journal of Hazardous Materials雜志(中國科學院一區(qū)TOP，即時IF = 12.2)。沈陽生態(tài)研究所博士研究生關新宇為第一作者，徐明愷研究員與南開大學汪磊教授為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金（42277435）、中國科學院A類戰(zhàn)略性先導科技專項（XDA28010500）、國家重點研發(fā)計劃（2024YFD1501304）和遼寧省興遼英才-領軍人才計劃（XLYC2402049）的資助。
圖1 乙草胺對地膜微塑料老化的影響 （A）場發(fā)射掃描電鏡表征；（B）、（C）：60天紅外光譜表征
圖2 地膜微塑料表面生物膜結構和相對定量 （A）地膜微塑料表面生物膜立體結構；（B）地膜微塑料表面的微生物形態(tài)；（C）生物膜單位面積相對生物量。p < 0.05
