继Nature子刊后，中国农业大学副教授又在一区top期刊（IF=14.3）发表重要研究成果
学术
2025-01-01 12:15
英国
近日，中国农业大学土地科学与技术学院王祥教授课题组联合资源与环境学院汪杰副教授在国际权威期刊《前沿科学》（Advanced Science）在线发表了题为《微塑料输入减弱土壤碳的矿物保护作用，增加二氧化碳排放》( Microplastics Generate Less Mineral Protection of Soil Carbon and More CO2 Emissions )的研究论文。这项研究采用了溶解性有机物质的质谱分析方法，从分子水平上探讨了微塑料衍生有机碳（MP-DOM）与天然有机物质（NOM）在分子构成上的区别，并解析了微塑料衍生有机碳具有较低矿物亲和力及较高微生物可利用性的潜在机制。研究结果强调了微塑料衍生有机碳在土壤环境中易于矿化的特性及其对大气中碳含量的影响，为理解由微塑料影响的土壤碳循环提供了新的视角。实验结果显示，在存在或不存在高岭石(Kao)和针铁矿(Goe)的情况下，相较于NOM，MP-DOM会释放更多的二氧化碳，并且形成较少的矿物关联有机碳(MAOC)。通过质谱分析发现，MP-DOM主要由不稳定的分子组成，其H/C比值大于等于1.5，而NOM则富含如木质素和芳香族化合物等较为稳定的分子（见图1）。图1 MP-DOM和NOM分子组成。PE-DOM a), PVC-DOM b), PLA-DOM c), PBAT-DOM d), SRNOM e), and PPHA f)吸附动力学研究表明，MP-DOM对矿物的亲和力低于NOM，表现为较低的最大吸附量（见图2）。图2 MP-DOM和NOM与高岭石（Kao）和针铁矿（Goe）的吸附动力线（a-c）.Kao和Goe对DOM的最大吸附量（d和e）综合以上信息，可以得出结论：MP-DOM主要由小分子量、含氧官能团较少且不稳定的分子构成，而NOM则以大分子量、多含氧官能团和高稳定性的分子为主。由于矿物更倾向于吸附含有较多含氧官能团和较大分子量的分子，因此导致了MP-DOM与矿物之间的低亲和力和较高的生物可及性，从而使得MP-DOM更容易被矿化。中国农业大学土地科学与技术学院博士研究生石佳为论文的第一作者，土地科学与技术学院王祥教授和资源与环境学院汪杰副教授为论文的通讯作者。Trent University的Andrew J.Tanentzap教授，中国农大资环学院孙源泽博士，中科院南京湖泊所王建军研究员，University of Massachusetts的邢宝山教授，Freie Universität Berlin的Matthias C. Rillig教授，香港理工大学的李常超博士和金灵助理教授，中科院南土所王芳研究员，RMIT University的Tanveer M. Adyel助理教授，中国农大土地学院商建英教授参与了本研究工作。![]()
