你碗里的米饭,可能藏着比头发丝还细的“塑料碎片”!传统塑料地膜覆盖稻田后,会分解成微塑料(MP,粒径<5 mm)污染土壤。可降解地膜(BF)被视为“环保替代方案”,但我国科研团队最新研究发现:连续3年使用BF的稻田,0.25-0.1 mm微塑料丰度达800±193个/kg土壤,是无地膜组(260±159个/kg)的3倍多。不过,这些“小碎片”反而成了土壤微生物的“营养餐”,关键降解基因活性显著提升,相关研究成果发表于《Front. Chem. Sci. Eng.》。
稻田地膜:不用怕减产,用了怕污染
“种水稻盖地膜,能增产20%,但塑料渣子几十年都烂不掉。”这是不少农民的两难。我国稻田地膜覆盖面积超2亿亩,传统聚乙烯地膜破碎后形成的微塑料,会黏附在稻根上,甚至通过食物链进入人体。可降解地膜号称“埋土里半年降解”,但此前研究显示,其降解过程中可能先碎裂成微塑料,就像饼干掉渣,反而让土壤中“塑料碎片”增多。
连续3年采样:小碎片变多,但微生物“清洁工”被激活
为揭开可降解地膜的真实影响,科研团队在江苏苏州稻田设了两组实验:连续3年用可降解地膜(BF)、无地膜覆盖(CK)。他们采集0-15 cm土壤,用密度分离法提取微塑料,红外光谱鉴定类型,还通过宏基因组测序分析微生物“基因活性”。
结果显示,BF组总微塑料量与CK组无显著差异,但0.25-0.1 mm的“中等碎片”显著增加。更重要的是,BF组土壤中26种微塑料降解基因(如分解PE的alkR、降解DEHP的pcaC)丰度显著提升,就像土壤里的“塑料降解工厂”开工了。
微生物“挑食”:这些菌专吃塑料碎片
研究发现,BF组里Bradyrhizobium(慢生根瘤菌属)对PE降解贡献达3%,Nocardioides(诺卡氏菌属)擅长分解PS,而Pseudolabrys则专攻DEHP。这些微生物就像“土壤清洁工”,把微塑料碎片“嚼”成二氧化碳和水。为啥BF组微生物更卖力?原来可降解地膜降解时释放的有机酸,成了微生物的“诱饵”,吸引它们聚集“干活”。
专家建议:可降解地膜要用对方法
研究提示,可降解地膜虽暂时增加小粒径微塑料,但通过激活微生物降解功能,长期看反而减少污染。建议农民选择配套耕作措施,如秸秆还田提升土壤微生物活性,让“塑料碎片”更快被分解。
论文原文链接:2026 / Volume 13 / Issue 1 / 25629,未来或通过筛选高效降解菌,让可降解地膜成为稻田真正的“环保卫士”。
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微塑料增3倍!可降解地膜为何反成稻田环保选择?
“盖地膜怕塑料渣,不盖怕减产”——这是不少稻农的心病。传统塑料地膜覆盖的稻田,会分解出比头发丝还细的微塑料(MP,粒径<5 mm),悄悄污染土壤。可降解地膜(BF)号称“半年降解”,却被我国科研团队发现:连续3年使用后,稻田0.25-0.1 mm微塑料碎片达800±193个/kg土壤,是无地膜组(260±159个/kg)的3倍多。但奇妙的是,这些“小碎片”反而成了土壤微生物的“营养餐”,关键降解基因活性提升,相关研究发表于《Front. Chem. Sci. Eng.》。
稻田间的“塑料困境”:不用减产,用了留渣
我国稻田地膜覆盖面积超2亿亩,地膜能保温保水,让水稻增产20%,但传统聚乙烯地膜用后破碎成“塑料渣”,在土壤中越变越小。这些微塑料有的黏在稻根上,有的被蚯蚓吃进肚子,甚至通过稻米进入餐桌。
可降解地膜(BF)本是“救星”,却引发新疑问:它降解时会不会先碎成微塑料?就像饼干掉渣,反而让土壤里的“塑料碎片”变多?农民王大叔的困惑很有代表性:“去年试了可降解地膜,地里确实没大块塑料了,但会不会藏着更多看不见的小碎片?”
三年追踪实验:小碎片变多,但微生物“分解工”被激活
为揭开真相,研究团队在江苏苏州稻田设了两组实验:连续3年覆盖可降解地膜(BF)、完全不盖地膜(CK)。他们像“土壤侦探”一样,每年采集0-15 cm表层土,用盐水浮选法分离微塑料,再用红外光谱给这些“塑料碎片”“验身份”,最后给土壤微生物做“基因体检”(宏基因组测序)。
结果让人大跌眼镜:BF组总微塑料量和对照组差不多,但0.25-0.1 mm的“中等碎片”数量翻了3倍!不过更关键的发现藏在微生物世界:BF组土壤里,26种微塑料降解基因(比如分解聚乙烯的alkR基因、“消化”邻苯二甲酸酯的pcaC基因)活性显著提高,就像土壤里的“塑料降解工厂”开工了。
微生物“挑食”清单:这些菌专吃塑料碎片
研究发现,BF组里有几类微生物成了“吃塑料冠军”:Bradyrhizobium(慢生根瘤菌属)专门分解聚乙烯(PE),贡献了3%的降解量;Nocardioides(诺卡氏菌属)擅长啃食聚苯乙烯(PS);Pseudolabrys则专攻增塑剂DEHP。这些微生物就像“土壤清洁工”,把微塑料碎片“嚼”成二氧化碳和水。
为啥可降解地膜能招来这些“清洁工”?原来BF降解时会释放少量有机酸,就像在土壤里“撒面包屑”,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”。实验还发现,BF组薄膜状微塑料(如PE碎片)比对照组多(1587±242 vs 747±264 个/kg),但这些碎片表面更粗糙,方便微生物“附着干活”。
专家支招:可降解地膜这样用更环保
“不能只看微塑料数量,更要看‘活性’。”团队负责人解释,BF组微塑料虽小但“易降解”,而传统塑料碎片大却“难分解”。研究建议农民:使用可降解地膜时,配合秸秆还田提升土壤有机质,让微生物“吃得更饱”;选择厚度0.012mm以上的产品,减少降解过程中的碎片产生。
如今,这项研究为稻田地膜选择提供了新思路:可降解地膜虽暂时增加小粒径微塑料,但通过激活微生物降解功能,长期看反而降低污染风险。或许未来,稻田里的“塑料碎片”会成为微生物的“营养餐”,让农业生产和环境保护真正“双赢”。
来源: 农业科学与工程前沿