长期施用有机肥对土壤微塑料赋存及迁移特征的影响

来源：环境科学杂志2024年第1期北京时间：

作者：王长远,马啸驰,郭德杰,刘新红,马艳,罗佳

单位：江苏省农业科学院农业资源与环境研究所, 南京 210014,国家农业环境六合观测实验站, 南京 210014,江苏大学环境与安全工程学院, 镇江 212013,江苏省农业科学院农业资源与环境研究所, 南京 210014,国家农业环境六合观测实验站, 南京 210014,江苏省农业科学院农业资源与环境研究所, 南京 210014,国家农业环境六合观测实验站, 南京 210014,江苏省农业科学院农业资源与环境研究所, 南京 210014,国家农业环境六合观测实验站, 南京 210014,江苏省农业科学院农业资源与环境研究所, 南京 210014,国家农业环境六合观测实验站, 南京 210014,江苏大学环境与安全工程学院, 镇江 212013,江苏省农业科学院农业资源与环境研究所, 南京 210014,国家农业环境六合观测实验站, 南京 210014,江苏大学环境与安全工程学院, 镇江 212013

摘要：为探明设施土壤中微塑料的赋存特征与施肥模式、种植年限及土壤深度之间的响应关系,通过现场采样、显微镜观察、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）等方法,对长期施用有机肥土壤中微塑料丰度、形状、粒径、颜色、种类和表面形貌特征及有机肥中微塑料的丰度、粒径和种类进行分析.结果表明,设施土壤中不同种植年限下（2016~2021年）表层土壤中微塑料的平均丰度随着种植年限的升高而升高,化肥（CF）、有机肥（OF）和生物炭+有机肥（BOF）处理中微塑料丰度不同,其中每年OF处理微塑料的丰度最高,2021年长期施用OF的表层土壤微塑料丰度最高,为543.33 n·kg-1.3种施肥处理土壤中微塑料平均年增长速率分别为11.16%、12.61%和9.17%.微塑料丰度在不同深度土层中表现为随土层深度的增加而显著降低,且BOF处理中微塑料向深层土壤迁移效率最高.微塑料形状主要为纤维状、碎片状、颗粒状和薄膜状,在0~40 cm深度土壤中,纤维状微塑料在3种施肥类型土壤中均占主导地位.在40~60 cm土壤中CF处理无纤维状和薄膜状微塑料,颗粒状微塑料占比最高（57.14%）；OF处理无薄膜状微塑料,颗粒状微塑料和纤维状微塑料占比最高（36.00%）；BOF处理中占比最高的为颗粒状微塑料（41.18%）,占比最少的为薄膜状微塑料（5.88%）.3种施肥处理土壤中小尺寸（<0.5 mm）微塑料占比最高,在CF、OF和BOF这3种处理土壤中PE为主要微塑料种类,且在微塑料表面均呈现多孔、撕裂、裂痕和磨损等特点.有机肥中微塑料平均丰度高达577.78 n·kg-1.长期施用有机肥的设施土壤中微塑料丰度与有机肥密切相关,且微塑料迁移也与施用肥料种类密切相关.研究对于明晰不同长期施肥模式下设施土壤中微塑料的分布特征和迁移具有重要意义.

关键词：微塑料,有机肥,土壤深度,设施农田,迁移,