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微塑料 (MPs) 作为全球主要的环境污染物之一，已在农业生态系统中广泛检测到。然而，关于它们在农田中的分布、归宿以及它们对土壤生态系统的潜在影响的研究是有限的，特别是关于MPs对与碳（C）、氮（N）和磷（P）循环相关酶的影响以及以酶活性为特征的微生物养分限制的研究几乎空白。

在这项研究中，我们调查了中国湖北省恩施州烟田不同连续覆膜年限（3、6、10、15 和 20a）下MPs的特征，并首次揭示了MPs污染对土壤微生物养分限制的机制。

图文摘要

结果表明，MPs 的丰度范围为 647～2840 items/kg。薄膜、纤维和小颗粒（0-1.0 mm）分别是主要的MPs类型和尺寸，其比例随着种植年限的增加而显着增加。

Fig.  1    Type distribution (a) and size distribution (b) of MPs collected in different mulching years.

酶活性的矢量分析表明微生物代谢受到碳和磷的共同限制，而MPs污染和土壤性质与微生物养分限制显著相关。偏最小二乘路径模型（PLS-PM）显示，MPs丰度主要通过直接影响土壤微生物特性加剧微生物限制，其次是土壤物理性质和土壤养分，而MPs大小和形状通过显著影响MPs丰度间接加剧微生物养分限制。

Fig.  2    Partial least squares path modeling (PLS-PM) showed the direct and indirect effects of mulching years, MPs pollution (MPs shapes, sizes, abundance), soil physical properties, nutrient contents and microbial biomass on microbial C limitation (represented by vector length, a and b), microbial P limitation (represented by vector angle, c and d). Blue and red arrows indicate positive and negative flows of causality (P 0.05), respectively. Numbers on the arrow indicate significant standardized path coefficients. R2 indicates the variance of dependent variable explained by the model.

这些结果表明，土壤MPs污染可能对与微生物代谢、养分循环等相关的土壤关键功能产生有害影响。土壤性质和功能的变化会损害植物的生长发育，进而影响作物产量和质量。该研究为土壤微生物代谢对MPs污染的响应提供了新的理论基础，有助于更好地理解与评估农田MPs的环境行为和生态风险。

本文发表在Gondwana Research，影响因子6.051。张志琴为第一作者，张兴昌研究员和方临川研究员为共同通讯作者。本研究由国家自然科学基金项目（No. 41977031和41671406）)和陕西省杰出青年基金资助项目（No. 2020JC-31）资助。