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我院杨志峰院士团队韩兰芳教授课题组在Soil Biology and Biochemistry发表题为“Polylactic acid microplastics induced negative priming and improved carbon sequestration via microbial processes in different paddy soils”的最新成果，第一作者为2022级博士研究生陈丽莹。

成果简介

可生物降解微塑料（MPs）对土壤有机碳（SOC）矿化过程的影响（激发效应）作为一个新兴问题，其引发的激发效应方向、强度及其微生物驱动机制尚待探究。这项研究基于稳定碳同位素技术，通过向三种具有C3植物特征的稻田土壤（Ferralsol、Alfisol和Mollisol）添加以玉米淀粉（C4植物）为原料制备的聚乳酸（PLA）MPs，探讨PLA-MPs对土壤激发效应的影响。经过180天的室内PLA-MPs-土壤共育实验发现，PLA-MPs显著降低了三种稻田土中SOC的矿化，表现出明显的负激发效应。其中，负激发效应在Mollisol中最为显著，其SOC的CO₂-C释放量减少了210–220 mg kg⁻¹，并且表现出正的净碳平衡，表明PLA-MPs的输入促进了其SOC的积累。

负激发效应的主要机制包括：（1）PLA-MPs对SOC，尤其是溶解有机碳（DOC）的吸附保护作用；（2）PLA-MPs添加后微生物生物量及真菌多样性的显著下降。此外，在Mollisol中，微生物对碳源利用的“基质转换效应”较为突出，即相比于SOC，微生物倾向于利用PLA-MPs。总的来说，PLA-MPs通过改变土壤微生物生物量、多样性及群落组成以推动对PLA-MPs的利用，从而抑制SOC的矿化，进而引起土壤碳库的变化及碳积累。研究结果可为优化可生物降解塑料替代传统难降解塑料的使用，以及指导农业实践管理以提升土壤碳固存提供科学依据。

图1PLA-MPs输入后三种土壤的SOC源CO₂的累积排放量（左图）和累积激发效应（右图）。0.5%和1.0%指的是PLA-MPs的添加量为0.5%（w/w）和1.0%（w/w）。

图2PLA-MPs输入后三种土壤的净碳平衡。

图3PLA-MPs诱导负激发效应的微生物过程概念图。