山东省农业科学院徐国鑫Nat. Commun.|根系损伤促进作物吸收微塑料

3月5日，山东省农业科学院徐国鑫助理研究员、青岛科技大学王发园教授和美国麻省大学邢宝山教授（共同通讯）在Nature Communications在线发表了题为“Root wounds facilitate the uptake of microplastics in crop plants”的研究论文，以芋头、玉米、绿豆、小麦为研究对象，探究了根系损伤对作物吸收微塑料的影响。

微塑料（尺寸小于5毫米）在海洋和陆地生态系统中无处不在。据估算，全球农业土壤中的微塑料存量已达150万至660万吨。在中国，表层土壤（0-15厘米）中的微塑料浓度中位数达到79.81毫克/千克。微塑料会改变土壤的理化性质和生物特性，对土壤健康乃至生态系统多功能性构成潜在威胁。越来越多的证据表明，微塑料会对植物产生一系列不利影响，包括氧化应激、抑制根系伸长和阻碍养分吸收。在环境相关浓度下，多种聚合物类型的微塑料已被证明会降低生菜、小麦、玉米和水稻等多种作物的生物量。微塑料可被植物根系吸收并进入食物链。在植物生命周期中，根系常遭遇各种物理损伤。然而，这些普遍存在的损伤是否构成微塑料进入植物的关键途径尚不明确。

本研究证明，浅层根系损伤（仅限于皮层）与未受损根系均能有效抵抗微塑料渗透；相反，深层根系损伤（延伸至中柱）为微塑料进入芋头（Colocasia esculenta）和玉米（Zea mays）等作物提供了快速通道。在蛭石和土壤培养条件下，微塑料通过伤口暴露的木质部导管快速向上运输。当20%根系遭受深层损伤并暴露于含50毫克/千克聚苯乙烯微塑料的蛭石中时，芋头球茎中的微塑料积累量分别达到161.1±26.4（1微米）和135.6±24.9（5微米）个/克，而玉米茎秆中则达到503.4±147.4（1微米）和222.3±63.8（5微米）个/克。研究为根系损伤促进作物对微塑料的吸收、转运和积累提供了实质性证据，强调亟需采取适当耕作措施以防止根系损伤，从而保障食品安全。

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