棉田土壤微塑料分布及其对土壤特性的影响

摘要

[目的]本研究旨在准确评估土壤微塑料（microplastics,MPs）对耕层土壤特性的影响。[方法]选择棉花覆膜（FM）栽培和无膜（NM）栽培地块，分3个土层（上层：0～10 cm；中层：10～20 cm；底层：20～30 cm），检测各层次20～500μm的MPs、全氮（TN）、有机碳（SOC）含量、5种生物酶，即脲酶（URE）、蔗糖酶（SUC）、纤维素水解酶（CBH）、碱性磷酸酶（ALP）、过氧化氢酶（CAT）活性，并进行耕层土壤特性指标与MPs点数的相关性分析。[结果]耕层土壤中共检测出26种MPs，以其中7种主要MPs为研究对象，发现：FM模式下随耕层深度增加，FR-MPs点数增加，PU、PE、ACR的MPs点数降低；NM模式下，PET-MPs点数增加、PP-MPs点数降低。上层、中层表现的PE-MPs点数、底层的FR-MPs点数表现FM模式显著或极显著高于NM模式；底层的ACR-MPs点数表现NM显著高于FM。在上层、中层的SOC含量表现FM模式显著或极显著高于NM模式，而PU-MPs和PE-MPs的点数与C/N呈显著正相关。上层和底层的CBH活性表现FM模式显著高于NM模式；中层的URE和CAT活性表现FM显著高于NM模式；底层的CAT活性表现FM显著低于NM;PP-MPs点数与CBH活性、SUC活性，ACR-MPs点数与CAT活性都呈显著正相关。[结论]棉田耕层土壤中共检测出26种直径在20～500μm的MPs成分。7种主要MPs中，FM模式下各耕层的PE-MPs点数均高于NM模式，并且随耕层深度加深而降低。相关分析发现耕层土壤MPs的分布会影响SOC含量和生物酶活性，但是不同耕层的土壤特性及其与7种主要MPs的相关性都未呈现统一的规律。

关键词

微塑料MPs / 耕层土壤 / 土壤有机碳SOC / 生物酶