近日，水土保持與荒漠化整治全國重點實驗室楊曉梅副教授課題組在微塑料污染與土壤健康研究方面取得新進展。相關成果以“Effects of microplastic contamination on soil nitrogen and its bioavailability in soybean-maize rotation system”為題，在土壤學國際期刊Soil & Tillage Research上發表。水土保持與荒漠化整治全國重點實驗室為第一單位，已畢業碩士研究生賈惞凱為論文第一作者（現為南方科技大學在讀博士研究生），楊曉梅副教授為通訊作者。

隨著傳統聚乙烯地膜的長期施用，農田（微）塑料污染已成為土壤健康及生態環境領域熱點問題。可降解塑料地膜作為傳統塑料地膜的替代品，可能解決“白色污染”問題。然而，可降解塑料（如PBAT）對土壤健康影響以及其生態環境效應尚不清晰，其環境風險及生態安全等問題亟待研究。針對上述問題，課題組通過野外長期定位試驗，研究農膜源聚乙烯與PBAT塑料污染特征對作物生長及土壤性質的影響，以期明確（微）塑料污染與土壤健康的響應機制。

圖1 微塑料污染對土壤氮素轉化影響

本研究基于團隊前期工作基礎（Jia et al., 2024; Liu et al., 2025），聚焦大豆-玉米輪作系統中低密度聚乙烯碎片（LDPE-D）、生物可降解己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯碎片（PBAT-D）以及低密度聚乙烯顆粒（LDPE-P）對土壤氮生物有效性的影響。研究發現：（1）在未受微塑料污染的條件下，大豆-玉米輪作能夠維持并提升土壤氮水平；而在微塑料污染條件下，PBAT-D、LDPE-D和LDPE-P均顯著抑制大豆生長期土壤全氮的增加，并加劇休耕期土壤全氮下降，導致輪作結束后土壤全氮水平下降（即氮損失）；（2）PBAT-D和LDPE-D在大豆生長期顯著抑制土壤銨態氮增加，而微塑料污染處理均顯著促進休耕期土壤硝態氮累積，并在玉米生長期促進銨態氮向硝態氮轉化；（3）微塑料處理可顯著抑制大豆和玉米根際土壤中亮氨酸氨基肽酶和丙氨酸氨基轉移酶活性，同時對N-乙酰-β-葡萄糖苷酶活性產生差異化影響。

綜合分析表明：不同微塑料處理與對照之間存在顯著差異，其中大豆期和玉米期的無機氮指標以及部分根際酶活性是區分不同處理的關鍵因子。研究發現：微塑料污染可能改變土壤氮素轉化路徑，增強速效氮淋失風險，從而削弱輪作體系的氮素積累能力，對農田氮素保持和利用效率產生不利影響。

圖2 微塑料污染特征與土壤氮指標影響相關性分析

論文鏈接：

https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.still.2025.106925

近日，水土保持與荒漠化整治全國重點實驗室楊曉梅副教授課題組，在農藥微塑料復合污染與土壤健康研究方面取得新進展。相關成果以“Polylactic acid microplastics regulate organophosphorus pesticide impacts on phosphorus bioavailability in soil-plant systems”為題，在環境科學領域TOP期刊Journal of Hazardous Materials在線發表。水土保持與荒漠化整治全國重點實驗室為第一完成單位，博士研究生談高維為論文第一作者，楊曉梅副教授為通訊作者。

隨著農田中微塑料和農藥殘留的持續累積，多污染物復合污染已成為土壤健康與農業生態安全領域的重要科學問題。有機磷農藥毒死蜱被廣泛用于農田防蟲除螨，因其神經毒性及對環境生物的高毒性備受關注，其殘留不僅可能抑制土壤微生物活性，還可能干擾土壤磷循環過程。以聚乳酸為代表的可降解塑料產品在農業中的應用不斷增加，以應對傳統不可降解塑料污染問題。然而，聚乳酸老化后形成的微塑料顆粒，可能與其他污染物共存時發生吸附、協同、聯合等作用，從而影響污染物的環境行為與土壤健康。

圍繞上述關鍵問題，課題組結合前期研究基礎，以玉米為供試植物開展野外盆栽實驗，探究毒死蜱農藥與聚乳酸微塑料復合污染條件下，毒死蜱農藥環境行為、土壤-植物體系磷分配特征、以及土壤磷酶活性變化，從而揭示可降解微塑料對有機磷農藥生態效應的影響機制。

圖1 聚乳酸微塑料-毒死蜱農藥復合污染對土壤磷組分及磷酸酶活性的影響

主要研究結果表明：（1）無聚乳酸塑料影響下，毒死蜱農藥施用可增加玉米苗期和抽雄期碳酸氫鈉可提取態無機磷以及水溶性磷的占比；（2）在聚乳酸微塑料干擾下，毒死蜱農藥在土壤中的殘留量增加，但對其代謝產物TCP的影響表現為高濃度降低，低濃度增加的現象；（3）聚乳酸微塑料和毒死蜱農藥復合污染條件下，玉米苗期和抽雄期土壤碳酸氫鈉可提取態無機磷以及水溶性磷的占比提升，同時毒死蜱農藥對磷酸酶的影響由根際土壤延伸至非根際土壤。

結構方程模型進一步證實，聚乳酸微塑料與有機磷農藥共存時，土壤中磷的生物有效性受到顯著影響，且各組分之間的變化不僅受有機磷農藥噴施量的影響，還受土壤中微塑料的調節作用，揭示了微塑料-有機磷農藥復合污染對土壤磷平衡的潛在影響機制，可為后續農田土壤中多污染物生態風險評估及可降解塑料環境安全性研究提供思路與參考。

圖2 聚乳酸微塑料-毒死蜱農藥復合污染對植物-土壤生態系統磷分配影響路徑分析

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.142139