微塑料（小于5 mm的塑料）作为一种新兴污染物，广泛存在于土壤中，并不断迁移转化，特别是PE和PP的纤维状和碎片状的小粒径微塑料在土壤环境中最为常见。微塑料对环境的污染已成为全球性挑战，其对土壤健康和生态环境的潜在威胁也引起了广泛关注。微塑料主要通过地膜降解、有机肥施用和塑料垃圾填埋等途径进入土壤，并且可以通过影响土壤微生物群落、土壤结构、土壤养分循环和土壤酶活性等性质影响土壤的健康和功能，影响程度取决于微塑料的形状、聚合物类型、尺寸以及浓度等。作为土壤中的小颗粒，微塑料可以被植物吸收，进而威胁植物的生存和发育。

下面小编精选了4篇“微塑料-土壤-植物”相关研究的高分文章，助于大家更好地了解微生物多样性分析在土壤生态系统领域中的应用方法。

（一）聚乙烯和聚乳酸微塑料对大豆生长和土壤中细菌群落的影响

英文题目：Effects of polyethylene and polylactic acid microplastics on plant growth and bacterial community in the soil

发表期刊：Journal of Hazardous Materials（IF：14.224）

发表时间：2022.05.05

DOI号：10.1016/j.jhazmat.2022.129057

1) 大豆盆栽试验：5个处理，即CK(不含MPs)， 0.1% PEMPs (土壤加0.1% PEMPs)、1% PEMPs、0.1% PLAMPs，1% PLAMPs，每个处理设置4次重复

2) 叶绿素含量和植物生长特性的测定；氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和可溶性蛋白含量测定；Mn和Cu的浓度测定；气相色谱-质谱法测定叶片代谢产物

3) 土壤DNA提取，16S rRNA基因扩增和高通量测序，生物信息学分析

本文研究了聚乙烯MPs (PEMPs)和聚乳酸MPs (PLAMPs)对大豆生理生化性能和代谢组学特征以及土壤中细菌群落的影响。结果表明，与对照相比，0.1%的PLAMPs显著减少了27.53%的根长，但对植株生长无明显的毒性作用。MPs降低了植物叶片过氧化物酶活性，提高了过氧化氢酶活性。代谢组学研究表明，受显著影响的代谢途径是氨基酸代谢。0.1% PLAMPs处理下，根际土壤Shannon和Simpson指数发生变化。参与固氮作用的关键细菌也发生了改变。本研究为不同生物降解率的MPs对土壤-植物系统的潜在影响提供了新的见解，并强调了MPs可能对陆地生态系统有更强的负面影响，需要在未来的研究中进一步探索。

（二）微塑料颗粒改变小麦根际土壤微生物群落组成和功能

英文题目：Microplastic particles alter wheat rhizosphere soil microbial community composition and function

发表期刊：Journal of Hazardous Materials（IF：14.224）

发表时间：2022.05.18

DOI号：10.1016/j.jhazmat.2022.129176

1) 小麦盆栽实验，1例设为对照组，另外3种土壤组分分别加入2% (w/w)的PE、PVC和PS MPs

2) 根际土壤DNA提取、16S rRNA基因扩增和高通量测序、生物信息学分析

本研究探究了聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS)，这三种具有相同粒径的微塑料和不同浓度对根际土壤细菌群落的影响。结果表明，微塑料对根际土壤微生物群落的α多样性(丰富度、均匀度和多样性)均有不同程度的影响，尤其是PE MPs。一些与污染降解有关的门、属的相对丰度增加，表明不同特征的MPs可能具有多种生物降解途径。此外，PICRUSt2分析表明，PS降低了大部分功能分类水平，导致细菌属数量减少，而PE和PVC改善了代谢途径和外源生物的生物降解和代谢。本研究结果为不同特征的微塑料如何影响根际土壤细菌群落及其相关功能提供了重要的知识。

（三）聚乙烯微塑料改变水稻土微生物功能基因丰度，增加一氧化二氮排放

英文题目：Polyethylene microplastics alter the microbial functional gene

abundances and increase nitrous oxide emissions from paddy soils

发表期刊：Journal of Hazardous Materials（IF：14.224）

发表时间：2022.05.17

DOI号：10.1016/j.jhazmat.2022.128721

1) 在国内5个水稻主产区采集水田土壤，每种水稻土分别施入不添加MPs (CK)、1% (w/w)原始PE MPs和1% (w/w)老化PE MPs，各设置3个重复

2) 土壤温室气体排放测量，土壤溶解有机碳(DOC)和矿质氮的测定

3) 土壤DNA提取，高通量定量PCR分析（细菌功能基因），生物信息学分析

本研究通过微观试验分析了聚乙烯(PE) MPs添加对水稻土二氧化碳和氧化亚氮排放及其微生物功能基因的影响。原始和老化PE MPs均不显著影响土壤CO2排放，但显著增加了编码半纤维素和木质素分解酶的微生物功能基因的丰度，表明塑料颗粒具有促进土壤有机碳分解的潜力。PE MPs的存在使N2O排放显著增加了3.7倍，这可能与PE MPs增加了亚硝酸盐还原酶相关的nirS基因丰度有关。此外，与未处理PE MPs相比，人工老化PE MPs对土壤CO2和N2O排放无显著影响。研究结果表明，PE MPs可能导致水稻土N2O排放的高风险，这一因素应在未来估算稻田温室气体排放时予以考虑。

（四）微塑料塑造影响稻田土壤有机质分解的微生物群落

英文题目：Microplastics shape microbial communities affecting soil organic matter decomposition in paddy soil

发表期刊：Journal of Hazardous Materials（IF：14.224）

发表时间：2022.02.26

DOI号：110.1016/j.jhazmat.2022.128589

1) 样本取自中国湖南的亚热带稻田，设置3种处理，M0：无MP；M1：低浓度MPs；M2：高浓度MPs。每个MP处理包括4个子处理：不添加C基质的土壤；土壤+葡萄糖；土壤+稻草；土壤+秸秆+葡萄糖，每个处理重复3次

2) 分析孵育第1、3、5、7、10、15、20、25、30、35、42、 52、65、83和100天的CO2通量率

3) 化学分析（土壤DOC和溶解氮），微生物生物量和5种细胞外水解酶含量测定

4) 土壤DNA提取、16SrRNA基因扩增和高通量测序、生物信息学分析

本研究分析了MPs处理水稻土时土壤有机质分解过程中的细菌群落演替和时间转换。作者观察到MPs在第3天时降低了CO2的流出率，随后在孵化第15天促进了CO2的流出率。MPs处理土壤中CO2排放的增加可能与水解酶活性的增强、Shannon多样性、正群体互动和时间更替率的变化有关。CO2外排与高MPs土壤中Ruminiclostridium_1、Mobilitalea、Eubacterium xylanophilum、Sporomusa、Anaerobacteriu、Papillibacter、Syntrophomonadacea和Ruminococcaceae_UCG_013的丰度正相关，表明这些属在土壤有机C矿化中起重要作用。这些结果说明了微生物对MPs的适应及其对受MPs污染的水稻生态系统C循环的影响。