海南大学“95后”副教授以第一作者身份在一区Top期刊（IF=11.5）上发表研究论文

摘要：近日，海南大学在Soil Biology and Biochemistry（中科院一区Top期刊）上发表题为“The size-variation of microplastics alters plant nitrogen uptake by regulat

近日，海南大学在Soil Biology and Biochemistry（中科院一区Top期刊）上发表题为“The size-variation of microplastics alters plant nitrogen uptake by regulating soil gross nitrogen transformation rates”的研究论文。

微塑料的积累已被证实会影响生态系统的氮循环，但关于微塑料类型和尺寸如何具体影响土壤氮过程及植物氮吸收的直接定量研究仍较为缺乏。本研究通过15N稳定同位素示踪法，探究了传统聚乙烯微塑料（PE-MPs）和可生物降解聚乳酸微塑料（PLA-MPs）的不同尺寸（1200-1400 μm、600-700 μm、120-150 μm、25-38 μm）对土壤氮初级转化速率与植物氮吸收速率之间相互作用的影响。结果表明微塑料粒径变化通过调控土壤氮初级转化速率来影响植物氮吸收的机制上，不可降解微塑料和可降解微塑料存在差异。

对于传统聚乙烯微塑料来讲，植物在微塑料中等尺寸下（600-700 μm）具备最高的氮吸收速率，主要是因为该尺寸下的硝化速率更高，能为植物提供了更多的NO3–。此外，该尺寸下，NH4+固定速率减弱，同时异化NO3–还原为NH4+的过程增强，延长了NH4+在土壤中的停留时间，最终增加了植物可利用的NH4+。

对于微生物可降解微塑料来讲，低粒径微塑料（25-38 μm）显著抑制了植物氮吸收速率。其关键机制为：尽管该尺寸下的氮矿化速率是其他尺寸的6-11倍，但NH4+固定速率远高于矿化速率，反而延长了NH4+停留时间，抑制了植物对NH4+的吸收；硝化相关基因丰度减少导致自养硝化速率降低，同时NO3–同化速率显著升高，共同抑制了植物对NO3–的吸收。

因此，微塑料对氮循环过程的影响程度取决于其类型和尺寸。其中，小尺寸可降解微塑料对植物氮吸收的抑制作用最显著，可能对植物生长代谢构成主要威胁。这一发现提示了可降解塑料的使用和管理需要得到更多关注，以减少其对生态系统的潜在风险。