近日，南京农业大学占新华教授团队在《Journal of Hazardous Materials》期刊上发表题为“Risks of microplastics from polyurethane and polyethylene-polycarbonate coated fertilizers to soil-crop system”的研究成果。南京农业大学资环学院2023级博士研究生李俊锁为第一作者，占新华教授为通讯作者。
目前，针对包膜肥衍生微塑料(MPs)的植物响应及土壤生化效应仍缺乏系统性研究。该研究表明，包膜肥MPs在作物早期生长阶段具有潜在生态风险，但在植株生长后期可能通过抗氧化调控与生理适应机制实现缓解。研究指出，MPs对农田生态系统的影响具有阶段性与种类特异性，长期积累仍可能对土壤健康与养分循环造成潜在干扰。
该研究选取聚氨酯（PU）与-聚碳酸酯（PE-PC）两类常见包膜材料，通过室内模拟试验，系统评估了两类MPs对番茄（Solanum lycopersicum）不同生长阶段的生理效应及其对土壤酶活性的影响。结果表明，PU和PE-PC MPs显著降低了7天发芽率，分别下降12.5–17.5%和12.5–21.7%，并抑制了幼苗早期生长。有趣的是，在45天生长期阶段，无论PU还是PE-PC MPs均未表现出明显的植物毒性，甚至促进了番茄植株的总鲜重。叶绿素分析显示，1% PU MPs略微提高叶绿素含量，而高浓度PE-PC MPs则降低叶绿素含量。土壤酶分析显示，β-葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶活性增加，但尿素酶活性变化不显著。
图1. 包膜肥源微塑料对番茄生态系统影响示意图
通过基于距离的冗余分析（db-RDA）揭示了MPs类型与浓度对植物生理特征与土壤酶活性的协同影响机制。MPs浓度是影响植物抗氧化反应与土壤代谢活性的关键因子，而MPs类型则在不同阶段表现出差异化效应。高浓度PU MPs与光合色素及根系代谢活性呈正相关，而PE-PC MPs与氧化酶活性和pH变化更为相关，显示其对土壤氧化还原过程具有更强干扰性。
图2. MPs浓度和类型对番茄生长相关参数影响的Db-RDA分析
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.140181
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