Einjahres-POLYETHYLEN-Mulchen reduziert Cadmiumaufnahme in Reis, stört jedoch die Stabilität der rhizosphärischen Mikrobengemeinschaft: Ein zweischneidiges Schwert

Polyethylen (PE)-Mulchen wird seit Jahrzehnten in der Landwirtschaft weit verbreitet praktiziert, doch die kurzfristigen Auswirkungen auf die Dynamik von Schwermetallen und die Lebensmittelsicherheit unter Feldbedingungen sind bislang wenig verstanden. In dieser Studie wurde ein einjähriges Feldexperiment in cadmiumkontaminierten Reisfeldern durchgeführt, um zu bewerten, wie PE-Mulchen die rhizosphärischen Mikrobengemeinschaften, die physikochemischen Eigenschaften des Bodens und die Cadmiumakkumulation im Reis beeinflusst. Die Ergebnisse zeigten, dass PE-Mulchen die Reiserträge verbesserte, das Trockenmassegewicht der Körner um 14,47 % und das Tausendkorngewicht um das 1,10-fache erhöhte, während die Cadmiumkonzentration in den Körnern von 0,2307 auf 0,1727 mg/kg gesenkt wurde, unterhalb des nationalen Sicherheitsgrenzwerts von 0,2 mg/kg. Diese Effekte standen in engem Zusammenhang mit einem erhöhten Boden-pH, einem gesenkten Redoxpotenzial und der Anreicherung metalreduzierender (Geobacteraceae, Desulfuromonadia) und sulfatreduzierender (Desulfosporosinus, Methanospirillum) Taxa, die die Cadmiumimmobilisierung in weniger bioverfügbare Formen förderten. Ein strukturelles Gleichungsmodell (SEM) bestätigte zudem, dass die mikrobielle Abundanz und die Cadmiumspezifizierung Schlüsselfaktoren waren, die mit der Cadmiumaufnahme von Reis in Verbindung standen. Allerdings reduzierte das PE-Mulchen auch die mikrobielle Vielfalt und funktionale Redundanz, störte Ko-Existenznetzwerke und schwächte potenziell die Stabilität und Resilienz des rhizosphärischen Ökosystems kurzfristig. Diese Studie liefert feldbasierte Beweise dafür, dass PE-Mulchen die Risiken für die Lebensmittelsicherheit verringert und die Erträge verbessert, jedoch die Bodenmikroben-Gemeinschaften destabilisiert, was die kurzfristigen, zweischneidigen ökologischen Effekte und die Notwendigkeit eines ausgewogenen Managements zur Aufrechterhaltung der Produktivität und Gesundheit des Bodens unterstreicht.