近日,山東省農科院濕地農業與生態研究所在《Nature Communications》期刊上發表題為“Root wounds facilitate the uptake of microplastics in crop plants”的研究成果。該研究是濕地農業與生態所作為第一完成單位發表的Nature子刊類高水平學術論文,實現零的突破。耕作生態與水生蔬菜創新團隊尹靜靜為論文第一作者,徐國鑫博士、青島科技大學王發園教授和美國麻省大學邢寶山教授為論文共同通訊作者。
研究團隊選取玉米、芋頭、小麥、綠豆四種典型作物,以蛭石和農田土壤為基質開展培養實驗,創新開發出“連續切片定量法”,實現了植物可食用部位微塑料的低成本、高分辨率精準定量。
研究證明,淺層根系損傷(僅限于皮層)與未受損根系均能有效抵抗微塑料滲透;相反,深層根系損傷(延伸至中柱)為微塑料進入芋頭和玉米等作物提供了快速通道。在蛭石和土壤培養條件下,微塑料通過傷口暴露的木質部導管快速向上運輸。實驗數據顯示,當20%根系遭受深層損傷并暴露于含50mg/kg聚苯乙烯微塑料的蛭石中時,芋頭球莖中的微塑料積累量分別達到161.1±26.4(1μm)和135.6±24.9(5μm)個/克,而玉米莖稈中則達到503.4±147.4(1μm)和222.3±63.8(5μm)個/克。
該研究為根系損傷促進作物對微塑料的吸收、轉運和富集提供了實質性科學證據,這也為農業生產實踐敲響警鐘--亟需采取科學耕作措施減少作物根系深層損傷,從源頭降低微塑料通過作物進入食物鏈的風險。
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