突破!学院本科生张国豪在权威杂志以第一作者身份发表文章

时间:2023-03-08

编辑:20140007

学院本科生张国豪在权威杂志Soil Biology and Biochemistry上,以第一作者身份发表题为“Priming effect induced by degradable microplastics in agricultural soils”(可降解微塑料对农田土壤激发效应的影响)的学术论文。

微塑料(MPs)由于其普遍存在和持久性有可能导致环境和人类健康风险,特别是在农田土壤中的。可降解MPs可通过激发效应(priming effect, PE)显著改变土壤有机碳的分解。然而,可降解MPs对农田土壤有机质分解的PE幅度和方向仍不确定。我们通过在草莓、蓝莓和水稻-油菜轮作种植的三种农田土壤中分别添加聚羟基烷酸酯(PHA)、聚丁二酸丁二酯(PBS)和聚乳酸(PLA)三种可降解MPs,并设置22˚C进行56天室内培养实验来解决这一问题。利用天然13C同位素示踪技术区分可降解MPs和土壤有机碳来源碳,结合二元混合模型探讨不同微塑料诱导的土壤有机碳分解的PE差异。

实验结果表明:

(1)MPs降解性越强,诱导的PE越大。PHA诱导的PE值最高,其范围可达552~1744%,其次是PBS和PLA诱导的PE,分别为44~179%和-29~43%。(图1)。

图1相对激发效应和绝对激发效应的动态变化

(2)可降解MPs增加了土壤中MBC和DOC含量(图2),这表明可降解MPs可以同时加速微生物同化和土壤有机质转化为可溶性有机质。由于添加的MPs并不含氮元素,因此,在更长时间尺度上,微生物挖氮作用可能会导致更多稳定性土壤有机碳分解。

图2土壤培养结束时微生物碳(MBC)和溶解性有机碳(DOC)(P<0.05)

综上所述,MPs的降解性越高,其诱导的PE越大。此外,由于MPs中不含氮元素,微生物的氮挖掘作用可能在长期的PE中发挥重要作用。总的来说,本研究首次通过天然13C示踪技术证明了MPs诱导的农田土壤PE的大小和方向。这些发现提高了我们对可降解MPs对土壤生物地球化学循环影响的认识,有助于更准确地预测区域和(或)全球农田生态系统碳收支。

本研究于2022年3月2日以“Priming effect induced by degradable microplastics in agricultural soils”为题发表在Soil Biology and Biochemistry杂志上。重庆三峡学院本科生张国豪为论文第一作者,重庆三峡学院林俊杰教授和北京大学朱彪研究员为论文共同通讯作者,重庆三峡职业学院刘丹教授、南京信息工程大学于志国教授和Amit Kumar教授等为论文共同作者。本研究受到国家自然科学基金项目(31988102)、重庆市教育委员会科技攻关计划项目(KJZD-K202001203、KJZD-K202003501)和重庆市科学技术委员会(cstc2020jcyj-msxmX0095)


论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038071723000688

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