文章题目：Microbiome dynamics of soils covered by plastic and bioplastic mulches
期刊：Biology and Fertility of Soils
影响因子：5.1
发表时间：2024
参考文献：Santini, G., Probst, M., Gómez-Brandón, M. et al. Microbiome dynamics of soils covered by plastic and bioplastic mulches. Biol Fertil Soils 60, 183–198 (2024). https://doi.org/10.1007/s00374-023-01781-x
研究背景：近年来，农业中塑料地膜的使用量大幅增加，以满足日益增长的食物需求。尽管塑料地膜有助于防除杂草、防止土壤侵蚀和提高土壤温度，但其长期累积对土壤质量的负面影响，尤其是对土壤微生物群落的影响，尚不明确。
研究目的：本研究旨在比较聚乙烯（塑料）和Mater-bi®（生物塑料）地膜对土壤理化性质（如pH、土壤含水量、傅里叶变换红外-衰减全反射光谱）、微生物学和生物化学性质（如微生物呼吸、酶活性、细菌、真菌和微型节肢动物群落的丰度和组成）在6个月和12个月后的影响。
科学问题
1. 塑料和生物塑料地膜覆盖对土壤微生物群落的长期影响如何？
2. 这些地膜如何影响土壤微型节肢动物群落？
试验材料与方法
实验设置与样本收集：使用不同大小的石灰石（直径1-4厘米）放置在中试装置中，覆盖50公斤新鲜土壤。选择聚乙烯塑料作为传统地膜，Mater-bi®作为可降解地膜。实验分为对照组、塑料处理组和生物塑料处理组，持续12个月。
土壤分析：包括傅里叶变换红外-衰减全反射光谱分析、土壤pH值、水分含量、有机碳含量、微生物呼吸、酶活性等。
DNA提取和qPCR分析：用于定量分析细菌、真菌和参与氮循环的特定细菌群。
NovaSeq测序和生物信息学分析：用于表征细菌和真菌微生物群落。
微型节肢动物样本收集与分析：使用MacFadyen方法提取土壤中的微型节肢动物，进行计数和分类。
结果与讨论
微生物群落变化：生物塑料处理的土壤在12个月后显示出细菌丰富度和多样性的增加，特别是Actinobacteriota和Proteobacteria两个门的细菌。生物塑料处理的土壤中，Solirubrobacterales、Vicinamibacterales、Nitrososphaerales、Crenarchaeota和Clostridiales等目细菌的丰度最高。
真菌和微型节肢动物群落：真菌和微型节肢动物群落随时间变化，但不受地膜类型的影响。
长期研究的必要性：需要进一步的长期研究来明确生物塑料和塑料地膜对土壤微生物群落的影响，包括微型节肢动物及其随时间的动态变化。
图 1.1850–700 cm−1 区域，塑料（蓝线）、对照（紫线）、生物塑料（粉红线）处理土壤的 ATR 红外吸收光谱。B 对照（紫色）、生物塑料（珊瑚）和塑料（浅蓝色）处理土壤的平均 （± s.e.） 比率 A1010/A1536;大写字母表示具有统计学意义（方差分析检验;P < 0.05）;图 2 试验初期、6个月和12个月后土壤理化、生物和生态毒理特性（对照：紫星，生物塑料：珊瑚星，塑料：浅蓝色星星）主成分分析的前两个轴（PC1：34.5%，PC2：23.8%）的图形;图 3.土壤细菌组概述 在实验开始时，在6个月和12个月之后暴露于不同处理 （对照：紫色， 生物塑料：珊瑚， 塑料：浅蓝色） 。A 跨时间过程和土壤样本的分类群分布。根据 16S V4 的门注释，对 Illumina Novaseq 测序检测到的扩增子序列变异 （ASV） 进行了总结。B 非公制多维标度 （NMDS） 生物塑料 138 基于样品 ASV 成分之间的 Bray Curtis 差异。基于 Adonis 分析绘制了土壤理化、生物和生态毒理学特性与 ASV 组成的相关性。最低应力为 0.177。迭代在 20 次尝试后收敛。
