【摘 要】
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塑料制品被广泛运用于农业地膜领域,我国的棚膜覆盖率已经远远超过世界其余国家。地膜在空气中经风化,磨损和紫外线照射等会形成“微塑料”颗粒进入到土壤环境,破坏土壤结构,对土壤生态系统产生一系列不良影响,因其难以降解,微塑料污染现已引起了科研工作者的关注。秸秆还田作为一种新型培肥方式,现已被广泛运用与农田生产中。微塑料以及秸秆进入土壤后会对土壤碳氮循环产生一定的影响。本研究探究微塑料和秸秆输入对不同土壤
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塑料制品被广泛运用于农业地膜领域,我国的棚膜覆盖率已经远远超过世界其余国家。地膜在空气中经风化,磨损和紫外线照射等会形成“微塑料”颗粒进入到土壤环境,破坏土壤结构,对土壤生态系统产生一系列不良影响,因其难以降解,微塑料污染现已引起了科研工作者的关注。秸秆还田作为一种新型培肥方式,现已被广泛运用与农田生产中。微塑料以及秸秆进入土壤后会对土壤碳氮循环产生一定的影响。本研究探究微塑料和秸秆输入对不同土壤产生的环境效应,就应对全球温暖化及预防土壤污染研究具有一定的指导意义。为明确微塑料进入土壤后对不同土壤CO2、N2O排放以及氮淋溶的影响,选用湖北当阳黄棕壤(S1)和河南新乡潮土(S2),分别进行了以下室内培养试验,主要结果如下:(1)黄棕壤的CO2、N2O累积排放量显著高于潮土,黄棕壤在对照(未添加秸秆和微塑料)处理下CO2、N2O累积排放量分别为潮土中的2.60、1.18倍。添加秸秆促进了土壤CO2、N2O排放,在黄棕壤和潮土中仅添加秸秆(1%w/w)较对照CO2累积排放量增加了4.13、3.18倍,N2O累积排放量分别增加了1.76、1.80倍。PLA微塑料输入会显著提高土壤CO2排放,降低N2O排放,高量PLA(聚乳酸)微塑料(7%w/w)单独输入在黄棕壤和潮土中相比对照CO2累积排放量分别增加了71.49%、98.96%,而N2O累积排放量在高量PLA输入下分别降低了30.09%、66.30%,另一方面,高量微塑料和秸秆共同添加处理两种土壤的CO2累积排放量均高于仅添加秸秆处理,但两种土壤的N2O累积排放量却表现出相反趋势。(2)高量微塑料输入会显著增加土壤DOC、SOC含量,黄棕壤中较对照分别增加了80.57%,1.88倍,潮土中分别增加了1.57、1.02倍,但高量微塑料输入会显著降低土壤矿质氮含量。微塑料添加降低了土壤β-葡萄糖甘酶活性,中量微塑料(2%w/w)处理显著降低了土壤β-葡萄糖甘酶活性,但微塑料输入提高了土壤脲酶活性,对过氧化物酶影响不显著。微生物丰度在单独添加微塑料和秸秆处理下均有所增加,但高量微塑料和秸秆输入各功能基因拷贝数均有所下降,其中AOB基因拷贝数在黄棕壤和潮土中分别降低了7.49%、10.27%。(3)不同类型土壤氮淋溶特征不同,秸秆添加后显著增加了TN累积淋失量,但微塑料和秸秆输入会降低TN淋失量,高量微塑料和秸秆输入在黄棕壤中TN累积淋失量相比单独添加秸秆降低了14.16%。微塑料和秸秆添加均会降低淋出液铵态氮含量,硝态氮含量在黄棕壤中微塑料输入后累计淋失量有所降低,在中量微塑料输入下未添加秸秆和添加秸秆下分别降低了17.33%、73.47%,但在潮土中硝态氮含量在微塑料输入后累计淋失量增加,低、中、高量微塑料添加相比对照分别增加了68.35%、87.40%、118.01%。(4)土壤总磷淋失量在黄棕壤中秸秆添加下相比于对照增加了0.54倍,但潮土中秸秆添加降低了TP累积淋失量,下降了44.74%。微塑料输入在未添加秸秆下降低了淋出液总磷淋失量,中量微塑料输入在黄棕壤和潮土中分别降低了33.33%、20.82%,而添加秸秆后微塑料输入增加了总磷淋失量,中量微塑料和秸秆输入在黄棕壤和潮土中较仅添加秸秆分别增加了50.00%,7.13%。
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