你吃的米饭,可能藏着看不见的“塑料碎片”!传统塑料薄膜覆盖稻田后,会降解成微塑料(MP,粒径<5 mm),悄悄钻进土壤。可降解塑料薄膜(BF)被当成“环保救星”,但它真的能减少微塑料污染吗?近日,我国科研团队在《Front. Chem. Sci. Eng.》发表研究,通过对南方稻田连续3年采样发现:用BF的稻田里,0.25-0.1 mm的微塑料碎片比无薄膜组多了2倍多(800±193 vs 260±159 个/kg土壤),但这些“小碎片”反而被土壤里的微生物当成“营养餐”,关键降解基因丰度显著提升,为可降解塑料的农田应用给出了科学答案。

稻田里的“隐形污染”:微塑料比头发丝还细

“现在种水稻,十户有八户盖地膜。”农科院专家曾指出,我国稻田薄膜覆盖面积超2亿亩,传统聚乙烯薄膜用一年就碎成“塑料渣”。这些碎片在土壤里越变越小,成了微塑料——有的比头发丝还细(0.1-0.01 mm),会黏附在水稻根须上,甚至通过食物链进入人体。

可降解塑料薄膜(BF)号称“埋土里半年就烂”,但真的这么完美?此前有研究发现,BF降解时可能先碎成微塑料,就像饼干掉渣,反而让土壤里的“塑料碎片”变多。这让农民犯了难:不用薄膜怕减产,用了又怕微塑料污染,到底该咋选?

连续3年采样:可降解薄膜让小碎片变多,但微生物“出手”了

为解开这个疑惑,科研团队在我国南方典型稻田(江苏苏州)设了两组实验:连续3年用可降解薄膜(BF)、完全不用薄膜(CK)。他们像“挖宝藏”一样采集0-15 cm表层土壤,用特殊溶液分离出微塑料,再用红外光谱“验身份”,最后给土壤微生物做了“基因体检”(宏基因组测序)。

结果有点意外:BF组的总微塑料数量和无薄膜组差不多,但0.25-0.1 mm的“中等碎片”明显变多——每公斤土壤有800个,是无薄膜组(260个)的3倍多!“这就像撕纸,可降解薄膜更容易碎成‘指甲盖大小’的碎片,而传统塑料可能碎得慢,但块头更大。”团队成员解释。

但更关键的发现藏在微生物里。通过基因测序,团队找到了26个“微塑料降解基因”,BF组里这些基因的活性显著更高:比如分解邻苯二甲酸酯(DEHP)的pcaC基因、“啃”聚乙烯(PE)的alkR基因,丰度都比无薄膜组高。就像土壤里的“清洁工团队”被激活了,专门盯着这些小碎片“干活”。

“土壤清洁工”是谁?这些微生物专吃微塑料

进一步分析发现,BF组里有几种“明星微生物”特别卖力:Bradyrhizobium(慢生根瘤菌属)专门分解PE,贡献了3%的降解量;Nocardioides(诺卡氏菌属)则擅长“啃”聚苯乙烯(PS),在无薄膜组里它对混合塑料的降解贡献达9%。这些微生物就像“土壤里的分解工”,把微塑料碎片“嚼”成二氧化碳和水,反而减少了长期残留风险。

为啥可降解薄膜能招来这些“清洁工”?原来BF降解时会释放少量有机酸,就像“诱饵”,吸引微生物聚集。而传统塑料碎片化学性质稳定,微生物“不爱吃”,只能在土壤里“躺平”。团队还发现,BF组的薄膜状微塑料(比如PE碎片)比无薄膜组多(1587±242 vs 747±264 个/kg),但这些碎片表面更粗糙,更容易被微生物“附着分解”。

可降解薄膜到底能不能用?研究给出“两面观”

“不能简单说可降解薄膜‘好’或‘坏’。”团队强调,BF确实让稻田里的小粒径微塑料暂时变多了,但通过激活微生物降解功能,这些“小碎片”反而更容易被“消化”,长期看比传统塑料残留更少。比如PE这种难降解塑料,在BF组的降解速度比无薄膜组快了20%。

这项研究给农民提了个醒:选可降解薄膜时,要注意“配套”——它更适合微生物活跃的稻田(比如有机质丰富的土壤),并且建议连续使用,让“分解工”微生物群落越来越壮大。未来,结合秸秆还田等措施,或许能让土壤里的“塑料清洁工”更高效,真正实现“薄膜覆盖不减产,微塑料污染不增加”。

来源: 农业科学与工程前沿