El biochar mitiga los efectos negativos de los microplásticos en el crecimiento de la caña de azúcar al alterar los nutrientes del suelo y la estructura y función de la comunidad microbiana
Autores: Wu, Qihua; Zhou, Wenling; Chen, Diwen; Tian, Jiang; Ao, Junhua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
El biochar mitiga los efectos negativos de los microplásticos en el crecimiento de la caña de azúcar al alterar los nutrientes del suelo y la estructura y función de la comunidad microbiana
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Contaminación por microplásticos
áreas de caña de azúcar
Biochar
Remediación del suelo
Biomasa
Comunidad microbiana
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
La contaminación por microplásticos en las áreas de caña de azúcar de China es severa, y reducir los riesgos ecológicos es crítico. El biochar se ha utilizado ampliamente en la remediación del suelo. Este estudio tiene como objetivo explorar los efectos y mecanismos de los microplásticos combinados con o sin biochar en la biomasa de caña de azúcar y las propiedades bioquímicas del suelo en suelos rojos a través de un experimento en macetas. Los resultados muestran que, en comparación con el control (CK), los tratamientos con microplásticos solos redujeron la biomasa seca de la caña de azúcar, el pH del suelo y los contenidos de nitrógeno (N) y fósforo (P) en un promedio de 8.8%, 2.1%, 1.1% y 2.0%, respectivamente. Curiosamente, los microplásticos combinados con biochar podrían aliviar los efectos negativos de la acumulación de microplásticos en el crecimiento de la caña de azúcar y la calidad del suelo. Hubo diferencias significativas en los índices de diversidad alfa de la comunidad bacteriana y en las composiciones entre los diferentes tratamientos. En comparación con CK, los tratamientos con microplásticos solos disminuyeron notablemente las unidades taxonómicas operativas observadas (OTUs) y los índices de Chao1 y Shannon de las bacterias totales del suelo (bacterias basadas en el gen 16S rRNA) mientras que los aumentaron en las bacterias. Los tratamientos con microplásticos combinados con biochar aumentaron significativamente la abundancia del gen 16S rRNA y los tratamientos con microplásticos solos aumentaron significativamente la abundancia relativa del gen en comparación con CK. Además, en comparación con los microplásticos solos, los tratamientos con microplásticos combinados con biochar aumentaron la abundancia relativa de , , en las bacterias totales del suelo, y y en las bacterias, la mayoría de las cuales pueden inhibir bacterias dañinas y promover el crecimiento de las plantas. Adicionalmente, los diferentes tratamientos también cambiaron la abundancia de genes funcionales microbianos potenciales. En comparación con CK, otros tratamientos aumentaron la abundancia de oxidación aeróbica de amoníaco y desnitrificación, pero disminuyeron la abundancia de respiración de nitratos y respiración de nitrógeno; mientras tanto, estos cuatro genes funcionales involucrados en los procesos de ciclo del N fueron notablemente más altos en los tratamientos con microplásticos combinados con biochar que en los tratamientos con microplásticos solos. En conclusión, los microplásticos combinados con biochar podrían aliviar los efectos negativos de la acumulación de microplásticos en la biomasa de caña de azúcar al alterar los nutrientes del suelo y la estructura y función de la comunidad microbiana.
Descripción
La contaminación por microplásticos en las áreas de caña de azúcar de China es severa, y reducir los riesgos ecológicos es crítico. El biochar se ha utilizado ampliamente en la remediación del suelo. Este estudio tiene como objetivo explorar los efectos y mecanismos de los microplásticos combinados con o sin biochar en la biomasa de caña de azúcar y las propiedades bioquímicas del suelo en suelos rojos a través de un experimento en macetas. Los resultados muestran que, en comparación con el control (CK), los tratamientos con microplásticos solos redujeron la biomasa seca de la caña de azúcar, el pH del suelo y los contenidos de nitrógeno (N) y fósforo (P) en un promedio de 8.8%, 2.1%, 1.1% y 2.0%, respectivamente. Curiosamente, los microplásticos combinados con biochar podrían aliviar los efectos negativos de la acumulación de microplásticos en el crecimiento de la caña de azúcar y la calidad del suelo. Hubo diferencias significativas en los índices de diversidad alfa de la comunidad bacteriana y en las composiciones entre los diferentes tratamientos. En comparación con CK, los tratamientos con microplásticos solos disminuyeron notablemente las unidades taxonómicas operativas observadas (OTUs) y los índices de Chao1 y Shannon de las bacterias totales del suelo (bacterias basadas en el gen 16S rRNA) mientras que los aumentaron en las bacterias. Los tratamientos con microplásticos combinados con biochar aumentaron significativamente la abundancia del gen 16S rRNA y los tratamientos con microplásticos solos aumentaron significativamente la abundancia relativa del gen en comparación con CK. Además, en comparación con los microplásticos solos, los tratamientos con microplásticos combinados con biochar aumentaron la abundancia relativa de , , en las bacterias totales del suelo, y y en las bacterias, la mayoría de las cuales pueden inhibir bacterias dañinas y promover el crecimiento de las plantas. Adicionalmente, los diferentes tratamientos también cambiaron la abundancia de genes funcionales microbianos potenciales. En comparación con CK, otros tratamientos aumentaron la abundancia de oxidación aeróbica de amoníaco y desnitrificación, pero disminuyeron la abundancia de respiración de nitratos y respiración de nitrógeno; mientras tanto, estos cuatro genes funcionales involucrados en los procesos de ciclo del N fueron notablemente más altos en los tratamientos con microplásticos combinados con biochar que en los tratamientos con microplásticos solos. En conclusión, los microplásticos combinados con biochar podrían aliviar los efectos negativos de la acumulación de microplásticos en la biomasa de caña de azúcar al alterar los nutrientes del suelo y la estructura y función de la comunidad microbiana.