En los últimos años, los plásticos biodegradables se han considerado una alternativa potencial a los plásticos tradicionales. Sin embargo, los investigadores siguen siendo inciertos sobre la diferencia de impacto en el sector agrícola y si es más beneficioso que los plásticos tradicionales.
El equipo de investigadores investigó estas preguntas al examinar dos tipos de microplásticos: microplásticos tradicionales, polipropileno (PP) y poliecheno (PE) y microplásticos biodegradables, poligolactona (PCL) y ácido tereftálico de polibutileno (PBAT).
Un equipo dirigido por el Dr. Tidag de la Universidad de New Jiang y la Universidad de Nimbo seleccionó a Peas como el cultivo experimental. Este cultivo agrega plástico al suelo a dosis de 0%, 0.1%y 1%.
Los investigadores observaron el estado de crecimiento de los guisantes en tres etapas de crecimiento importantes: plántulas, floración y maduración, analizando los cambios en los nutrientes del suelo, la actividad microbiana y la comunidad.
La agricultura tiene un número creciente de contaminación plástica.
La contaminación plástica se ha convertido en un problema ambiental reconocido a nivel mundial, y la agricultura ha funcionado cada vez más como un importante depósito microplástico debido al uso generalizado de películas de plástico.
Estos pequeños fragmentos de plástico pueden alterar la estructura del suelo, destruir la actividad microbiana, interferir con la absorción de nutrientes vegetales y, por lo tanto, amenazar la salud de los ecosistemas agrícolas.
Los microplásticos biodegradables muestran muchos más beneficios para la salud del suelo
Los resultados experimentales mostraron diferencias significativas en el crecimiento de los guisantes en los efectos de los diferentes tipos y dosis de microplásticos.
En particular, el PBAT microplástico biodegradable exhibió una ventaja específica en la etapa de plántulas, ya que los suelos con 0.1% de PBAT mostraron un aumento del 35.3% en la biomasa de la raíz en comparación con el grupo de control. Esto puede estar relacionado con la capacidad de PBAT para estimular el crecimiento microbiano, lo que permite que las raíces «extraan» más nutrientes disponibles.
Por el contrario, los efectos de PP y PE microplásticos tradicionales en las partes del suelo del PEA fueron más complicados. Las plántulas tratadas con PP al 1% tuvieron una disminución del 43.4% en la biomasa en el suelo, mientras que el 0.1% PP condujo a un aumento del 126.1% en la biomasa durante la etapa de floración.
Del mismo modo, el tratamiento con 0.1% y 1% de PE aumentó el aumento del 88.0% y el 68.7% en la biomasa del suelo durante la floración, respectivamente.
Estas diferencias pueden atribuirse a las propiedades físicas de los microplásticos tradicionales y su impacto en la estructura del suelo.
Impacto potencial en la función ecológica
Desde una perspectiva de ecología del suelo, los microplásticos biodegradables como fuentes de carbono degradables pueden aumentar el contenido de carbono, nitrógeno y fósforo dentro de los microorganismos del suelo, promoviendo la degradación y el ciclo de nutrientes de la materia orgánica.
Los microplásticos tradicionales, que son más difíciles de degradar, proporcionan hábitat adicional para los microorganismos a través de la agregación del suelo, pero sus efectos sobre la biomasa microbiana no son estables.
Además, todos los tratamientos microplásticos aumentaron la complejidad de las redes bacterianas y fúngicas sin alterar significativamente el intercambio de materiales entre los microorganismos. Sin embargo, esto podría afectar el funcionamiento ecológico.
Este estudio encontró que cuando los microorganismos usan el carbono fácil de descomponer de los microplásticos, el carbono fresco secretado por las raíces de los guisantes es insuficiente para aliviar la «inanición del carbono» de los microorganismos.
En este punto, los guisantes y los microorganismos competirán por los recursos limitados de nitrógeno y fósforo en el suelo.
Investigación a largo plazo necesaria para determinar los verdaderos efectos de los microplásticos en la agricultura
El experimento reveló los efectos a corto plazo de los diferentes microplásticos en el sistema de pisos de guisantes, pero los investigadores enfatizaron que debido al período experimental más corto, la toxicidad a largo plazo de los microplásticos aún no se ha manifestado por completo.
La investigación futura incluye experimentos de campo a largo plazo que se centran en los cultivos de leguminosas que dependen específicamente de la fijación de nitrógeno biológico, y evalúan aún más los riesgos potenciales de los microplásticos a los agroecosistemas.
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