通常将粒径小于5 mm的塑料颗粒定义为微塑料。微塑料是一种新兴的污染物,能长期存在于土壤环境中,对土壤生态系统产生影响。土壤团聚体是土壤的基本组成单元,具有显著异质性,影响土壤环境微生物分布和功能。土壤环境中微塑料的存在会影响土壤团聚体的物理化学性质,改变土壤团聚体中微生物群落结构,进而影响土壤的生态系统功能。因此,研究微塑料对土壤团聚体性质及微生物多样性影响具有重要意义。本研究采用干筛法将土壤分为>250μm、53~250μm和<53μm三种粒径土壤团聚体,选用<100μm的聚乙烯微塑料(PE-MPs)进行土壤培养实验。通过测定土壤pH、阳离子交换量(CEC)、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、全钾(K)、有效磷、溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)等理化指标和过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶、锰过氧化物酶、漆酶和β-葡萄糖苷酶等酶活性,分析微塑料对土壤团聚体性质的影响,采用高通量测序技术分析土壤团聚体中微生物多样性。通过相关性分析方法探讨土壤团聚体性质变化与微生物多样性变化的相关性,利用结构方程模型推断土壤团聚体性质对微生物多样性的影响途径。结果表明:(1)聚乙烯微塑料使土壤团聚体中土壤pH、CEC、TOC、有效磷、DOC、DON、TN、TP、TK等理化指标含量降低。团聚体粒径不同对于理化指标的变化趋势是不同的,在<53μm团聚体中理化指标下降的趋势更显著。理化性质的变化说明微塑料使土壤产生酸化的趋势,改变土壤团聚体团粒结构,降低土壤碳、氮、磷、钾等营养元素含量,影响土壤功能水平。(2)聚乙烯微塑料对土壤团聚体中过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶、锰氧化物酶、漆酶和β-葡糖苷酶等酶活性均具有抑制作用,抑制程度随着团聚体粒径的不同而呈现不同变化。其中过氧化氢酶和脲酶活性在>250μm团聚体被显著抑制,多酚氧化酶和β-葡萄糖苷酶活性在53~250μm团聚体中被显著抑制,锰氧化物酶和漆酶活性在<53μm团聚体中被显著抑制。土壤酶活性受到抑制说明微塑料可能会影响土壤系统中的酶促反应,进一步抑制土壤养分C、N、P的循环,降低土壤肥力和土壤质量。(3)聚乙烯微塑料显著降低了土壤团聚体中细菌的多样性和丰富度,改变了土壤团聚体中的优势菌门,放线菌门替代变形菌门成为优势菌门。在>250μm团聚体中,放线菌门相对丰度显著增加;在53~250μm团聚体中,酸杆菌门相对丰度显著增加;在<53μm团聚体中,变形菌门相对丰度显著降低。这些结果表明微塑料对不同细菌(门水平)具有选择性,团聚体粒径也是影响细菌群落结构的一个重要影响因素。土壤团聚体中细菌与团聚体性具有显著的相关性,在>250μm团聚体组分中,拟杆菌门与DOC和过氧化氢酶呈显著正相关,与DON和β-葡糖苷酶呈显著负相关,放线菌门与DOC呈显著负相关;在53~250μm团聚体中,拟杆菌门与CEC、多酚氧化酶、过氧化氢酶和DOC呈显著正相关,变形菌门与过氧化氢酶呈显著正相关;在<53μm团聚体中,放线菌门、拟杆菌门与DOC和有效磷呈显著正相关。说明土壤团聚体理化指标可以直接作用于细菌菌门,也可以通过作用于酶活性间接作用对细菌的多样性产生影响。(4)聚乙烯微塑料显著降低了土壤团聚体中真菌多样性和丰富度,改变了土壤团聚体中真菌的群落结构。在>250μm和53~250μm团聚体中,子囊菌门相对丰度显著升高,在<53μm团聚体中,担子菌门相对丰度显著降低。说明团聚体粒径也是影响真菌群落结构的一个重要影响因素;真菌(门水平)与土壤理化性质和酶活性之间呈显著的相关性。在>250μm团聚体中,子囊菌门与TN、过氧化氢酶、多酚氧化酶及漆酶呈显著负相关性;在53~250μm团聚体中,子囊菌门与DOC、有效磷和葡萄糖苷酶等呈显著负相关性;在<53μm团聚体中,子囊菌门与DOC和多酚氧化酶呈显著正相关性,与CEC、TN呈显著负相关性。说明土壤团聚体理化指标可以直接作用于真菌菌门,也可以通过作用于酶活性间接作用对真菌的多样性产生影响。