Impacto do estresse combinado de microplásticos PLA e cádmio na estequiometria ecológica total de C, N, P do solo e na homeostase

HUANG Yao-hao ,  

LI Fu-peng ,  

QIU Shi-chen ,  

ZHANG Zhen-ming ,  

HONG Jiang ,  

YAN Qiu-xiao ,  

摘要

Para investigar o impacto da poluição composta por microplásticos de ácido polilático (PLA) e cádmio (Cd) sobre os ciclos de carbono, nitrogênio e fósforo no solo e a limitação de nutrientes microbianos, foi realizado um experimento em vaso com tratamentos isolados e combinados de diferentes concentrações de PLA e Cd. Após 30 e 60 dias de cultivo, foram determinadas as propriedades físico-químicas do solo, o teor de carbono, nitrogênio e fósforo e a atividade das enzimas extracelulares relacionadas, combinadas com um modelo vetorial enzimático estequiométrico para analisar a dinâmica da limitação de nutrientes microbianos. Os resultados indicaram que o PLA induziu uma acidificação significativa dependente do tempo no solo, com uma tendência de acidificação persistente sob tratamento combinado. Como fonte externa de carbono, o PLA aumentou significativamente o teor de carbono orgânico do solo (SOC), com aumento de 5,26% a 26,32% após 30 dias, e sob tratamento combinado após 60 dias, o aumento do SOC atingiu 148,87% a 267,50%. O tratamento isolado não afetou significativamente o nitrogênio total (TN), mas o tratamento combinado aumentou significativamente o TN em 20,00% a 27,15%, e o fósforo total (TP) também aumentou sob tratamento combinado; simultaneamente, as razões C/N e C/P continuaram a aumentar com a concentração de PLA, atingindo máximos de 6,97 e 18,40, respectivamente, sob tratamento combinado após 60 dias. Em termos de atividade enzimática, o Cd inibiu a longo prazo as enzimas de aquisição de carbono e nitrogênio, enquanto o PLA induziu uma alta expressão de lipase, que aumentou 315,50% em comparação ao controle sob tratamento combinado de alta concentração após 60 dias. O modelo vetorial indicou que os microrganismos estavam geralmente limitados por nitrogênio, alcançando níveis muito elevados sob tratamento combinado aos 60 dias; enquanto o PLA de alta concentração forneceu carbono continuamente na fase tardia do cultivo, aliviando efetivamente a limitação de carbono.

关键词

Microplásticos PLA;cádmio;estequiometria;homeostase;C, N, P totais

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