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为解决农业塑料残留导致的土壤微塑料污染问题，研究人员开展可生物降解地膜源微塑料（BDMPs）对土壤健康影响的研究，发现BDMPs通过改变土壤水分、养分循环和微生物活动影响土壤功能，且其效应受黏土矿物学和有机质含量调控，对评估可生物降解地膜的环境风险具有重要意义。
随着塑料在农业生产中的广泛应用，“白色污染”已成为威胁农业生态系统健康的重要问题。传统塑料地膜在使用后难以完全回收，导致大量宏塑料和微塑料（MPs）残留土壤，进而影响土壤物理结构、养分循环和微生物功能。为应对这一挑战，可生物降解地膜（BDM）被推广作为传统聚乙烯地膜的替代品。BDM设计为在作物收获后直接翻耕入土，理论上可在土壤中降解。然而，其降解过程受土壤类型、气候和聚合物组成等多种因素影响，实际降解效果并不稳定，可能导致可生物降解微塑料（BDMPs）在土壤中积累，从而带来与传统微塑料相似的环境风险。
为评估BDMPs对土壤健康的影响，Casandra Leach等人开展了一项为期2个月的室内培养实验，研究了源自聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯（PBAT）基BDM的BDMPs对一系列土壤健康指标的影响，包括物理性质、可提取养分和微生物活性。研究通过制备人工土壤，设置了1%（w/w）的BDMP浓度，并探究了黏土矿物学（膨润土和髙岭石）和有机质（OM）含量（0.5%和5%）对土壤-BDMP相互作用的调控作用。该研究发表于《Applied Physiology Nutrition and Metabolism》，为理解BDMPs在多样化农业环境中的潜在影响提供了重要科学依据。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：使用实验室制备的人工土壤（含沙、粉砂、黏土和有机质）以减少自然土壤的异质性；通过人工切割BDM生成BDMPs（粒径<5 mm）；进行2个月的恒温（20°C）控湿培养实验；利用扫描电子显微镜（SEM）定性评估BDMPs的表面形态变化；监测土壤呼吸和蒸发失水动态；测定水稳性大团聚体（WSA）稳定性、可提取养分（如总无机氮TIN、可氧化碳POXC、溶解性有机碳DOC）和微生物生物量碳（MBC）等指标；采用线性模型和方差分析（ANOVA）进行统计分析。
BDMP降解
通过定性评估，BDMPs在2个月培养后表面形态未见明显变化，但边缘出现轻微撕裂和土壤颗粒附着，表明其降解程度有限，可能在类似环境条件下长期存留。
BDMPs和土壤类型影响物理土壤性质
BDMP处理显著降低了土壤水分含量，增加了蒸发失水，且效应在膨润土土壤中更为明显。此外，BDMPs增加了髙岭石土壤的水稳性大团聚体含量，但略微降低了膨润土土壤的团聚性，表明黏土矿物学是调控BDMPs对土壤结构影响的关键因素。
土壤养分受BDMP处理影响，且效应受土壤组特性调控
BDMP处理增加了溶解性有机碳（DOC），降低了可氧化碳（POXC）和总无机氮（TIN）（5% OM髙岭石土壤除外），且这些效应在低有机质土壤中更为显著。结果表明，BDMPs可能通过提供可溶性碳引发负激发效应，加剧土壤养分限制。
生物功能主要受土壤类型影响
BDMP处理增加了累积基础呼吸，但对微生物生物量碳（MBC）和微生物代谢熵（MMQ）无显著影响。土壤有机质含量和黏土类型显著调控微生物活动，低有机质土壤对BDMPs的响应更为敏感。
研究结论表明，BDMPs可能通过改变土壤水分动态、养分循环和微生物活动影响土壤健康，但其效应高度依赖于土壤有机质含量和黏土矿物学等基线特性。在有机质限制的土壤中，BDMPs可能加剧养分竞争和负激发效应，进而影响土壤肥力和作物生长。此外，BDMPs在短期内降解有限，提示其可能在某些土壤环境中积累，长期效应需进一步研究。这些发现强调了在推广可生物降解地膜时需考虑土壤特异性，并呼吁更多研究关注BDMPs在多样化农业系统中的环境行为与风险。
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