De siste tiårene har den raskt økende globale produksjonen av plast og feil avhending og mangel på resirkulering av plastavfall ført til miljøforurensning som har påvirket marine og terrestriske økosystemer ^1,2,3. Plastmaterialer er avgjørende for moderne landbruk, spesielt for å dyrke grønnsaker, liten frukt og andre spesialavlinger. Deres bruk som mulchfilmer, høye og lave tunnelbelegg, dryppbånd og andre applikasjoner tar sikte på å forbedre avlingene og kvaliteten, redusere produksjonskostnadene og fremme bærekraftige oppdrettsmetoder ^4,5. Imidlertid har den voksende bruken av “plasticulture” reist bekymringer om dannelse, distribusjon og oppbevaring av plastbiter i landbruksmiljøer. Etter en kontinuerlig fragmenteringsprosess forårsaket av sprøhet gjennom miljøforringelse i løpet av levetiden, danner større plastfragmenter mikro- og nanoplast (MNPs), som vedvarer i jord eller migrerer til tilstøtende vannveier via vannavrenning og vind ^6,7,8. Miljøfaktorer som ultrafiolett (UV) stråling gjennom sollys, mekaniske vannkrefter og biologiske faktorer utløser plastisk sprøhet av miljødispergert plast, noe som resulterer i nedbrytning av større plastfragmenter i makro- eller mesoplastpartikler ^9,10. Videre defragmentering danner mikroplast (MPs) og nanoplast (NP), som reflekterer partikler av gjennomsnittlig størrelse (nominell diameter; d_p) på henholdsvis 1-5000 μm og 1-1000 nm,¹¹. Imidlertid er den øvre d_p-grensen for NP (dvs. en nedre grense for parlamentsmedlemmer) ikke universelt avtalt, og i flere papirer er dette oppført som 100 nm¹².

MNPs fra plastavfall utgjør en fremvoksende global trussel mot jordhelse og økosystemtjenester. Adsorpsjon av tungmetaller fra ferskvann av parlamentsmedlemmer førte til en 800 ganger høyere konsentrasjon av tungmetaller sammenlignet med omgivelsene¹³. Videre utgjør parlamentsmedlemmer i akvatiske økosystemer flere stressorer og forurensninger ved å endre lyspenetrasjon, forårsake oksygenutarming og forårsake vedheft til forskjellige biota, inkludert penetrasjon og akkumulering i vannlevende organismer¹⁴.

Nylige studier tyder på at MNPs kan påvirke jordgeokjemi og biota, inkludert mikrobielle samfunn og planter^15,16,17. Videre truer NP-er matnettet^17,18,19,20. Siden MNPs lett gjennomgår vertikal og horisontal transport i jord, kan de bære absorberte forurensninger som plantevernmidler, myknere og mikroorganismer gjennom jorda til grunnvann eller akvatiske økosystemer som elver og bekker^21,22,23,24. Konvensjonell landbruksplast som mulchfilmer er laget av polyetylen, som må fjernes fra feltet etter bruk og kastes i deponier. Ufullstendig fjerning fører imidlertid til betydelig opphopning av plastavfall i jord 9,25,26. Alternativt er jordbiologisk nedbrytbare plast mulches (BDM) designet for å bli dyrket inn i jorden etter bruk, hvor de vil nedbrytes over tid. BDM-er vedvarer imidlertid midlertidig i jord og nedbrytes og fragmenteres gradvis til parlamentsmedlemmer og NP-er ^9,27.

Mange nåværende miljøøkotoksikologiske og skjebnestudier benytter idealiserte og ikke-representative parlamentsmedlemmer og NP-modeller. De mest brukte surrogat-MNP-ene er monodisperse polystyrenmikro- eller nanosfærer, som ikke gjenspeiler de faktiske MNP-ene som bor i miljøet ^12,28. Følgelig kan valg av ikke-representative parlamentsmedlemmer og NP-er føre til unøyaktige målinger og resultater. Basert på mangelen på passende modell ΜNPs for terrestriske miljøstudier, var forfatterne motivert til å forberede slike modeller fra landbruksplast. Vi har tidligere rapportert om dannelsen av MNPs fra BDM og polyetylenpellets gjennom mekanisk fresing og sliping av plastpellets og filmmaterialer og dimensjonale og molekylære egenskaper til MNPs²⁹. Det nåværende papiret gir en mer detaljert protokoll for fremstilling av MNPs som kan brukes bredere på all landbruksplast, for eksempel mulchfilmer eller deres pelletiserte råstoffer (figur 1). Her, for å tjene som et eksempel, valgte vi en mulchfilm og sfæriske pellets av den biologisk nedbrytbare polymeren polybutyladipattereftalat (PBAT) for å representere landbruksplast.