盐度升高加剧聚乙烯微塑料诱导的稻田土壤氧化亚氮排放

本研究揭示了聚乙烯微塑料（PE MPs）与盐度协同作用对稻田土壤氧化亚氮（N2O）排放的调控机制。通过分析不同耕作年限（3/15/40年）土壤发现，盐度升高显著放大MPs诱导的N2O排放（增幅达1410.7 μg N kg-1），该效应与氨氧化古菌（AOA）amoA基因丰度及nirS功能基因表达密切相关，为评估沿海农田温室气体排放提供了新视角。

　　

Highlight

我们的研究证实，聚乙烯微塑料（PE MPs）会显著提升饱和稻田土壤的氧化亚氮（N₂O）排放，而盐度升高会进一步放大这种效应，且该效应呈现耕作年限依赖性。在耕作年限≤15年的土壤中，MPs与盐度的交互作用对N₂O总排放量影响显著。值得注意的是，虽然40年耕作土壤中未观察到这种协同效应，但高盐条件仍能在培养后期增强MPs刺激的每日N₂O排放。N₂O排放与氨氧化古菌（AOA）amoA基因、Nitrosomonas和Thermodesulfovibrio呈正线性关系，暗示这些微生物可能在调控MPs诱导的N₂O排放中扮演关键角色。

Environmental Implication

本研究表明土壤盐渍化会加剧聚乙烯微塑料诱导的氧化亚氮（N₂O）排放，这强调在评估微塑料生态风险（特别是温室气体评估）时，必须将盐度纳入考量。此外，这种放大效应具有耕作年限依赖性，较短耕作年限（≤15年）的土壤在盐渍化与微塑料污染共同作用下会表现出更强的N₂O排放增强效应。

Conclusion

研究结果明确显示，PE MPs会增强饱和土壤中的N₂O排放，而盐度升高会以耕作年限依赖的方式放大这种效应。在耕作年限≤15年的土壤中，MPs与盐度对N₂O总排放量的交互作用尤为显著。尽管40年耕作土壤中未发现这种协同作用，但高盐条件仍能在培养后期阶段增强MPs刺激的每日N₂O排放。特别值得注意的是，N₂O排放与AOA amoA、Nitrosomonas和Thermodesulfovibrio呈正相关，表明这些微生物可能参与调控MPs诱导的N₂O排放过程。这些发现证明，土壤盐度会增强PE MPs驱动的N₂O排放，且在耕作历史较短的土壤中效应更为明显。