微塑料对农田生态系统的影响:研究现状与展望

摘要

近年来,微塑料污染成为全球关注的热点问题.在农田生态系统中地膜覆盖、灌溉用水、有机肥施用等措施在提升作物产量的同时,都会导致塑料残留.因耕作和紫外线辐射,残留塑料逐步破碎降解,形成微塑料(直径<5 mm),进入土壤、作物与食物链系统,威胁生态系统健康.本文系统总结了农田微塑料的来源、丰度、迁移特点和检测方法,重点关注了微塑料在农田生态系统中对作物生长发育、微生物活性、土壤养分循环及温室气体排放等方面的影响.微塑料对作物-土壤-微生物系统产生的主要影响为:1)微塑料含有的毒性添加剂(即增塑剂)与携带的有害物质(如有机污染物、重金属和病原体)随塑料颗粒在土壤中迁移,可改变土壤理化性质,并为微生物提供新生态栖息地,对作物生长、土壤酶和微生物活性造成影响;2)微塑料含有大量碳(通常约为90％),影响其他元素(如氮和磷)循环,进而影响微生物活性.土壤性质改变也间接影响CO2、N2O和CH4形成.由于聚合物类型、大小、形状和浓度的高度可变性,微塑料对作物生产和土壤生物地球化学过程的影响及其机制有待深入探究.本文还展望了未来农田生态系统微塑料的研究方向和重点.