近日，我院资环所在国际环境领域TOP期刊Journal of Hazardous Materials（IF=13.6，Q1）上发表了题为“Effects of polyurethane microplastics combined with cadmium on maize growth and cadmium accumulation under different long-term fertilisation histories”的研究论文。该研究对不同施肥条件下，控释肥的安全利用，以及农业投入品源微塑料与重金属耦合的环境风险、污染防控具有重要意义。

农业生产中长期施用有机肥、有机-无机肥配施等方式能够改良土壤，但不同施肥方式会对土壤生态环境健康造成影响。聚氨酯微塑料（PU MPs）是大田土壤中常见的微塑料类型之一，主要来源于控释肥残膜，但长期不同施肥农田土壤中，PU MPs与镉（Cd）耦合对植物生长、Cd累积的影响及机制尚不明确。因此，本文结合代谢组学方法系统研究了长期不同施肥方式（有机肥/有机-无机配施）、不同土壤类型（红壤/褐土）下，聚氨酯（PU）MPs与Cd耦合后对玉米生长特性、根系代谢物特征、根际细菌群落结构以及Cd生物有效性的影响。

研究结果表明，长期不同施肥方式下PU MPs与Cd复合对玉米生长的影响不同。长期有机肥施用下PU MPs能够促进玉米根系的伸长；长期有机-无机配施下，PU MPs能增加红壤中玉米植株干重。长期有机肥施用下玉米植株Cd的累积高于有机-无机配施，红壤中Cd的累积响应强于褐土。长期有机肥施用下，PU MPs通过降低土壤pH促进Cd活化，同时根系代谢物通过对特定氨基酸的生物合成，芳香族化合物降解，泛酸和辅酶A生物合成来促进根长增加Cd的吸附位点，进而促进根系对Cd的吸收；长期有机-无机肥配施下，PU MPs通过影响根系代谢产物中氨基酸的生物合成，丰富能量代谢途径，促进矿质营养物质的运输和转运，从而放大Cd的“毒性效应”。本研究为不同施肥方式下PU MPs与Cd耦合的风险评估提供了新的见解，提示在施肥中应高度关注肥源带入不可控微塑料、力争做到清洁施肥，防止其形成重金属Cd的植物吸收积累促进效应。

图形摘要

文章第一作者为资环所助理研究员赵萌博士及中国农业科学院茶叶研究所李亦凡博士，通讯作者为邹国元研究员和陈延华高级农艺师。该研究得到财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系（CARS-02-23）、院科技创新能力建设专项（KJCX20240506、 KJCX20240312）、院青年基金（QNJJ202429）的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.134726

作者：赵萌

通讯员：徐子莹

审核员：陈延华 何文天 刘继峰