Микропластик снижает плодородие почвы и усиливает выбросы парниковых газов

Более 90% пластиковых отходов попадает в почву, где разлагается на микропластик, невидимый невооружённым глазом. Загрязнение почвы микропластиком представляет серьёзную угрозу для её здоровья, поскольку может наносить вред важным микробным сообществам и снижать урожайность сельскохозяйственных культур. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Environmental Science & Technology, присутствие этих мельчайших частиц пластика также может усугублять изменение климата, усиливая производство парниковых газов.

Большинство предыдущих исследований было сосредоточено на изучении одного вида пластика за раз и его влиянии на функции почвы и круговорот питательных веществ. Однако микропластик редко встречается в изоляции. Исследователи И-Фэй Ван и Дун Чжу из Института городской среды Китайской академии наук вместе с коллегами решили изучить комбинированное влияние различных типов пластика на почву и ключевые функции, такие как азотный цикл.

Чтобы количественно оценить проблему, команда провела лабораторный эксперимент, используя образцы почвы, смешанные с шестью различными типами пластика, включая полиэтилентерефталат (ПЭТ) и поливинилхлорид (ПВХ). Они создали четыре различные группы с разным уровнем содержания пластика — от нулевого содержания (контрольная группа) до пяти различных типов пластика. После 40 дней инкубации они собрали почву и провели несколько тестов, включая измерение свойств почвы, таких как кислотность и активность ключевых ферментов, а также секвенирование ДНК для идентификации бактерий и их функциональных генов.

Анализ команды показал, что увеличение разнообразия микропластика приводит к значительным изменениям в здоровье почвы. Например, смесь пластиков значительно повысила pH почвы (сделав её более щелочной) и увеличила содержание углерода в почве.

Потеря азота

Одним из наиболее важных открытий стало то, что разнообразие микропластика усилило активность бактериальных генов, ответственных за денитрификацию. Это процесс, в ходе которого бактерии преобразуют питательные вещества растений в газообразный азот, который затем выбрасывается в атмосферу. Это не только делает почву менее плодородной, но и высвобождает закись азота — парниковый газ, потенциал глобального потепления которого примерно в 300 раз выше, чем у диоксида углерода. Основной причиной этого ускоренного истощения азота стало семейство бактерий Rhodocyclaceae.

«Наши результаты способствуют более глубокому пониманию экологических эффектов загрязнения микропластиком на здоровье почвы и круговорот питательных веществ, — написали исследователи в своей статье. — Что более важно, они подчёркивают необходимость включения разнообразия микропластика в стратегии управления почвами для смягчения потерь азота и защиты экосистемных услуг почвы».

Больше информации: Tian-Gui Cai et al, Microplastic Diversity as a Potential Driver of Soil Denitrification Shifts, Environmental Science & Technology (2025). DOI: 10.1021/acs.est.5c04981