近日，南京農(nóng)業(yè)大學占新華教授團隊在《Journal of Hazardous Materials》期刊上發(fā)表題為“Risks of microplastics from polyurethane and polyethylene-polycarbonate coated fertilizers to soil-crop system”的研究成果。南京農(nóng)業(yè)大學資環(huán)學院2023級博士研究生李俊鎖為第一作者，占新華教授為通訊作者。

目前，針對包膜肥衍生微塑料(MPs)的植物響應及土壤生化效應仍缺乏系統(tǒng)性研究。該研究表明，包膜肥MPs在作物早期生長階段具有潛在生態(tài)風險，但在植株生長后期可能通過抗氧化調(diào)控與生理適應機制實現(xiàn)緩解。研究指出，MPs對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的影響具有階段性與種類特異性，長期積累仍可能對土壤健康與養(yǎng)分循環(huán)造成潛在干擾。

該研究選取聚氨酯（PU）與聚乙烯-聚碳酸酯（PE-PC）兩類常見包膜材料，通過室內(nèi)模擬試驗，系統(tǒng)評估了兩類MPs對番茄（Solanum lycopersicum）不同生長階段的生理效應及其對土壤酶活性的影響。結果表明，PU和PE-PC MPs顯著降低了7天發(fā)芽率，分別下降12.5–17.5%和12.5–21.7%，并抑制了幼苗早期生長。有趣的是，在45天生長期階段，無論PU還是PE-PC MPs均未表現(xiàn)出明顯的植物毒性，甚至促進了番茄植株的總鮮重。葉綠素分析顯示，1% PU MPs略微提高葉綠素含量，而高濃度PE-PC MPs則降低葉綠素含量。土壤酶分析顯示，β-葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶活性增加，但尿素酶活性變化不顯著。

圖1. 包膜肥源微塑料對番茄生態(tài)系統(tǒng)影響示意圖

通過基于距離的冗余分析（db-RDA）揭示了MPs類型與濃度對植物生理特征與土壤酶活性的協(xié)同影響機制。MPs濃度是影響植物抗氧化反應與土壤代謝活性的關鍵因子，而MPs類型則在不同階段表現(xiàn)出差異化效應。高濃度PU MPs與光合色素及根系代謝活性呈正相關，而PE-PC MPs與氧化酶活性和pH變化更為相關，顯示其對土壤氧化還原過程具有更強干擾性。

圖2. MPs濃度和類型對番茄生長相關參數(shù)影響的Db-RDA分析

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https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.140181