关键词:
微塑料
分布特征
土壤
烤烟
摘要:
本研究以重庆武隆和四川广元的植烟土壤为研究对象,通过密度浮选法,从土壤中提取微塑料,在体式显微镜下观察并记录微塑料的类型、丰度、粒径、面积等,明确重庆武隆和四川广元烟区耕层土壤微塑料分布特征;通过盆栽模拟试验,设置3个处理:不添加微塑料(CK)、添加0.1%的微塑料(T1)、添加1%的微塑料(T2),分析土壤中微塑料不同残留量对烤烟生长发育及土壤性状的影响,探究微塑料对烟草的生态效应。结果如下:(1)重庆武隆和四川广元烟田土壤微塑料丰度范围分别在0.4×10~2pieces·kg-1~37.3×10~2pieces·kg-1和1.20×10~2~8.9×10~2pieces·kg-1之间,平均丰度分别为(7.91±1.06)×10~2pieces·kg-1和(4.81±3.53)×10~2pieces·kg-1,平均面积分别为(11.26±1.96)×10~2mm2·kg-1和(4.45±4.98)×10~2mm2·kg-1。土壤中微塑料有薄膜、碎片、泡沫、纤维四种类型,占比最多的为薄膜类;颜色存在黑色和透明两种,占比最多的为透明。重庆武隆烟田土壤4种微塑料平均粒径分别为1.85、1.48、1.63和2.48 mm,粒径多在[1-2)mm之间,面积多在[0-1)mm2·pieces-1之间;四川广元烟田土壤4种微塑料平均粒径分别为1.18、1.12、1.69和2.14 mm,粒径多在[0.5-2)mm之间,面积多在[0-1)mm2·pieces-1之间,且微塑料面积在[0-1)mm2·piece-1的面积占比为19.05%,显著低于对应范围内微塑料数量占比(70.32%),土壤样品中微塑料数量随其面积减小而增加,微塑料面积减小伴随数量增加。(2)添加微塑料在前期对烟株的生长发育无显著影响,但加重了烟株生长发育后期的病害,提高了叶绿素a/b的值,以及抗氧化系统酶的活性和可溶性蛋白含量,对烟株的生长造成了胁迫,烤烟受胁迫效应随着微塑料添加浓度的增加而增强,但添加微塑料促进了矿质元素在烟株体内的累积。(3)土壤中微塑料相当于为土壤输入了碳源,增加了土壤有机质含量,但对其他土壤养分状况无显著影响;添加微塑料增加了土壤细菌、真菌和放线菌的数量;且增加了根际土细菌和真菌的Chaol指数,提高了土壤微生物多样性和丰度,添加低浓度微塑料(0.1%)的提高程度高于添加高浓度微塑料(1%)的处理;添加低浓度微塑料提高了土壤微生物的碳源利用率,高浓度微塑料降低了微生物的碳源利用率。在细菌门水平上,变形杆菌门(Proteobacteria)、unidentified_Bacteria、Cyanobacteria、厚壁菌门(Firmicutes)为土壤主要优势菌门;在真菌门水平上,子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉门(Mortierel)为土壤主要优势菌门;添加微塑料处理的镰刀菌属大量增加。综合研究结果,土壤中微塑料会对烟株生长产生胁迫而抑制烟株生长,低浓度的微塑料(0.1%)有利于提高土壤微生物群落多样性以及微生物碳源利用率,但高浓度微塑料降低了微生物的碳源利用率且增加了土壤中镰刀菌属的丰度。