Microplastics Verminderen Bodemvruchtbaarheid en Verhogen de Productie van Een Krachtig Broeikasgas
Meer dan 90% van het plastic afval komt in de bodem terecht, waar het afbreekt tot microplastics die met het blote oog niet zichtbaar zijn. Microplasticvervuiling van de bodem vormt een ernstige bedreiging voor de bodemgezondheid, omdat het schadelijk kan zijn voor essentiële microbieel gemeenschappen en de gewasopbrengsten kan verminderen. De aanwezigheid van deze kleine plastics kan ook de klimaatverandering verergeren door de productie van broeikasgassen te verhogen, volgens een nieuwe studie.
Meest eerdere onderzoeken richtten zich op één type plastic tegelijk en hun effect op bodemfunctie en nutriëntenkringloop, maar microplastics komen doorgaans niet in isolatie voor. Yi-Fei Wang en Dong Zhu van het Instituut voor Stedelijke Milieu van de Chinese Academie van Wetenschappen, samen met hun collega’s, besloten het gecombineerde effect van verschillende soorten plastics op de bodem en belangrijke functies, zoals de stikstofcyclus, te bestuderen.
Om het probleem te kwantificeren, voerde het team een microcosm-experiment uit in het laboratorium, met bodemmonsters gemengd met zes verschillende soorten plastic, waaronder polyethylene terephthalate (PET) en polyvinylchloride (PVC). Ze creëerden vier onderscheiden groepen met variërende niveaus van plastic, van geen plastic (de controlegroep) tot vijf verschillende soorten plastic. Na 40 dagen incubatie verzamelden ze de bodem en voerden verschillende tests uit, waaronder het meten van bodemkenmerken, zoals zuurgraad en belangrijke enzymactiviteit, evenals DNA-sequencing om bacteriën en hun bijbehorende functionele genen te identificeren.
De analyse van het team onthulde dat toenemende diversiteit aan microplastics leidt tot significante verschuivingen in de bodemgezondheid. Bijvoorbeeld, de plasticmix verhoogde de bodem pH aanzienlijk (waardoor de bodem alkalischer werd) en verhoogde het koolstofgehalte in de bodem.
Stikstofverlies
Een van de belangrijkste bevindingen was echter dat de diversiteit aan microplastics de activiteit van bacteriële genen die verantwoordelijk zijn voor denitrificatie verhoogde. Dit is het proces waarbij bacteriën plantaardige nutriënten omzetten in stikstofgas, dat vervolgens in de atmosfeer wordt vrijgegeven. Dit maakt de bodem niet alleen minder vruchtbaar, maar stoot ook lachgas uit, een broeikasgas dat ongeveer 300 keer krachtiger is in het opwarmen van de aarde dan kooldioxide. De belangrijkste oorzaak van dit versnelde stikstofverlies was een familie van bacteriën die bekend staat als Rhodocyclaceae.
“Onze bevindingen dragen bij aan een dieper begrip van de ecologische effecten van microplasticvervuiling op bodemgezondheid en nutriëntenkringloop,” schreven de onderzoekers in hun paper. “Belangrijker nog, ze benadrukken de noodzaak om de diversiteit van microplastics op te nemen in bodembeheerstrategieën om stikstofverlies te beperken en de diensten van het bodemecosysteem te beschermen.”
