喀斯特地区设施菜地土壤微塑料和固氮菌群落特征
来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：
作者：赵辉,张露露,白彬,王喜英,李德燕,谭智勇
单位：铜仁学院经济管理学院, 铜仁 554300,铜仁学院乡村振兴研究中心, 铜仁 554300,贵州省高等学校山地国土空间智能监测与政策仿真工程研究中心, 铜仁 554300,铜仁学院农林工程与规划学院, 铜仁 554300,铜仁学院经济管理学院, 铜仁 554300,铜仁学院乡村振兴研究中心, 铜仁 554300,贵州省高等学校山地国土空间智能监测与政策仿真工程研究中心, 铜仁 554300,铜仁学院大健康学院, 铜仁 554300,安顺学院农学院, 安顺 561000,铜仁学院经济管理学院, 铜仁 554300,铜仁学院乡村振兴研究中心, 铜仁 554300,贵州省高等学校山地国土空间智能监测与政策仿真工程研究中心, 铜仁 554300
摘要：近年来，微塑料（MPs）在农业生态系统中不断富集，对土壤质量和植物生长造成的不利影响已引起人们的广泛关注. 生物固氮是土壤氮素的重要来源，在土壤肥力维持方面发挥着重要作用. 然而，关于喀斯特地区设施菜地土壤微塑料和固氮微生物特征及其相互关系的研究较少. 以喀斯特地区不同种植年限（1、5、10和12 a）设施菜地土壤为研究对象，对土壤微塑料和固氮微生物分布特征进行研究. 结果表明，随种植年限延长，土壤全氮（TN）、铵态氮（NH4+-N）和硝态氮（NO3--N）含量递增；脲酶（URE）和蔗糖酶（SUC）活性先增加后减少；土壤pH、有机碳（SOC）、速效钾（AK）含量、C/N和过氧化氢酶（CAT）活性不断降低. 在所有种植年限设施菜地土壤样品中均检测到微塑料，微塑料丰度介于（286.67±72.23）~（2 454.33±309.73）n·kg-1之间，整体平均丰度为（1 518.58±174.03）n·kg-1. 随设施菜地种植年限的延长，土壤微塑料丰度显著增加. 设施菜地土壤微塑料粒径以0~1 mm为主，占比为55.59%，且随种植年限延长而增加. 纤维、碎片和薄膜是设施菜地土壤微塑料主要形状，占比分别为40.81%、27.34%和23.72%. 颜色以透明为主，占比为24.78%. 聚合物类型以聚丙烯（PP）为主，占比为20.83%. 随设施菜地种植年限延长，土壤nifH基因丰度和α多样性指数有显著变化，种植5 a内对二者有促进作用，种植5 a后对其有抑制作用. 土壤固氮菌群落的优势门为假单胞菌门（48.60%）和热脱硫杆菌门（44.54%）. 脱硫单胞菌属、慢生根瘤菌属、Citrifermentans和氮单胞菌属为优势菌属. 种植5 a显著提高了假单胞菌门，脱硫单胞菌属、慢生根瘤菌属和Citrifermentans相对丰度，但随种植年限延长相对丰度显著降低. 土壤pH、SOC、NO3--N、C/N、AK、NH4+-N、CAT和MPs是影响固氮菌群落结构的主要环境因子. PLS-PM分析表明，设施菜地种植年限延长，导致土壤微塑料富集，对固氮菌群落产生显著抑制作用. 综上，合理的种植年限和减少微塑料输入，将有利于提高固氮微生物活性，实现喀斯特地区设施菜地的可持续健康利用.
关键词：喀斯特地区,设施菜地,微塑料（MPs）,固氮微生物,nifH基因,群落结构,
