Microplastics in Agricultural Systems: Analytical Methodologies and Effects on Soil Quality and Crop Yield

  1. Pérez-Reverón, Raquel
  2. Álvarez-Méndez, Sergio J. 1
  3. Kropp, Rebecca Magdalena
  4. Perdomo-González, Adolfo
  5. Hernández-Borges, Javier 1
  6. Díaz-Peña, Francisco J. 1
  1. 1 Universidad de La Laguna
    info

    Universidad de La Laguna

    San Cristobal de La Laguna, España

    ROR https://ror.org/01r9z8p25

Journal:
Agriculture

ISSN: 2077-0472

Year of publication: 2022

Volume: 12

Issue: 8

Pages: 1162

Type: Review

DOI: 10.3390/AGRICULTURE12081162 GOOGLE SCHOLAR lock_openOpen access editor

More publications in: Agriculture

Author's full text: lock_openOpen access editor

Metrics

Cited by

  • Scopus Cited by: 1 (27-01-2023)
  • Web of Science Cited by: 2 (09-02-2023)

JCR (Journal Impact Factor)

(Indicator corresponding to the last year available on this portal, year 2021)
  • Year 2021
  • Journal Impact Factor: 3.408
  • Journal Impact Factor without self cites: 3.006
  • Article influence score: 0.434
  • Best Quartile: Q1
  • Area: AGRONOMY Quartile: Q1 Rank in area: 20/90 (Ranking edition: SCIE)

SCImago Journal Rank

(Indicator corresponding to the last year available on this portal, year 2021)
  • Year 2021
  • SJR Journal Impact: 0.525
  • Best Quartile: Q2
  • Area: Food Science Quartile: Q2 Rank in area: 119/338
  • Area: Plant Science Quartile: Q2 Rank in area: 167/499
  • Area: Agronomy and Crop Science Quartile: Q2 Rank in area: 115/371

CIRC

  • Social Sciences: A+

Scopus CiteScore

(Indicator corresponding to the last year available on this portal, year 2021)
  • Year 2021
  • CiteScore of the Journal : 3.1
  • Area: Plant Science Percentile: 65
  • Area: Agronomy and Crop Science Percentile: 65
  • Area: Food Science Percentile: 54

Journal Citation Indicator (JCI)

(Indicator corresponding to the last year available on this portal, year 2021)
  • Year 2021
  • Journal Citation Indicator (JCI): 0.99
  • Best Quartile: Q1
  • Area: AGRONOMY Quartile: Q1 Rank in area: 20/124

Abstract

Around one million metric ton of plastics is produced worldwide daily. Plastic contamination is aggravated when the particles reach sizes between 5 mm and 1 μm, giving rise to microplastics, which are omnipresent in the environment, especially in agroecosystems. To appreciate the magnitude of this problem, this review analyzes 177 scientific works to focus on the occurrence and effects of microplastics in agricultural soils. Firstly, the sources, behavior and fate of microplastics in agroecosystems are evaluated. Then, in the absence of a standard methodology for the study of microplastics in farmland soils, the procedures which have been employed for microplastic separation (density and floatation in 73% of the discussed works), identification and quantification (stereomicroscopy, 77%; infrared analysis, 62%) are addressed to provide a practical work guideline. Finally, we highlight the interaction between microplastics and soil microbiota, fauna and vegetation (negative effects reported in 83% of cases), including crop production (decrease in growth parameters in 63% of the reports). From this review, it can be inferred that microplastics may disrupt the biophysical environment of farmland soil, potentially leading to economic losses and to their entrance into the trophic food chain, affecting human feeding and health

Funding information

Funders

Bibliographic References

  • 10.1126/science.abc4428
  • 10.1126/sciadv.1700782
  • Plastic Pollution https://ourworldindata.org/plastic-pollution
  • The Facts 2021. An Analysis of European Plastics Production, Demand and Waste Data https://plasticseurope.org/knowledge-hub/plastics-the-facts-2021/
  • 10.1016/j.ancene.2016.01.002
  • 10.1016/j.scitotenv.2019.07.209
  • Hayes, (2019), Biodegrad. Mulch Perform. Adopt., pp. 1
  • 10.1071/EN18150
  • 10.1016/j.trac.2018.10.006
  • 10.1016/j.scitotenv.2017.08.086
  • 10.1016/j.scitotenv.2017.01.190
  • 10.1016/j.envpol.2020.115653
  • (2021)
  • 10.1080/10643389.2019.1694822
  • 10.1016/j.apsoil.2022.104486
  • 10.1016/j.jhazmat.2021.126288
  • 10.1021/acs.jafc.1c07849
  • 10.1186/s40538-021-00278-9
  • 10.1016/j.scitotenv.2018.06.004
  • 10.1016/j.ecoenv.2020.110521
  • 10.1016/j.scitotenv.2020.138609
  • 10.1021/acs.est.8b02212
  • 10.1016/j.envpol.2021.118647
  • 10.1016/j.coesh.2021.100311
  • 10.1016/j.scitotenv.2019.02.382
  • 10.1016/j.envres.2022.113213
  • 10.1016/j.scitotenv.2021.149326
  • 10.1021/acs.est.8b01517
  • 10.3389/fsufs.2018.00081
  • 10.1016/j.envpol.2020.114096
  • 10.1016/j.envpol.2021.118227
  • 10.1016/j.scitotenv.2021.152572
  • 10.1016/j.envpol.2021.117943
  • 10.1016/j.envpol.2020.116028
  • 10.1016/j.scitotenv.2020.143615
  • 10.1016/j.scitotenv.2020.144581
  • 10.1016/j.envpol.2005.04.013
  • 10.1126/sciadv.aap8060
  • 10.1016/j.envpol.2019.113837
  • 10.1016/j.scitotenv.2019.03.368
  • 10.1016/j.marpolbul.2020.111211
  • 10.1016/j.scitotenv.2021.152830
  • 10.1016/j.scitotenv.2021.150620
  • 10.1016/j.jhazmat.2019.121814
  • 10.1016/j.chemosphere.2021.130574
  • 10.1016/j.chemosphere.2019.03.161
  • 10.1016/j.scitotenv.2020.142653
  • 10.1016/j.envpol.2022.118915
  • 10.1016/j.envpol.2022.118945
  • 10.1016/j.envpol.2020.114198
  • 10.1016/j.envpol.2021.118520
  • 10.1016/j.scitotenv.2020.138334
  • 10.1016/j.envpol.2019.113449
  • 10.1016/j.envpol.2020.116199
  • 10.1016/j.scitotenv.2020.141917
  • 10.1016/j.envpol.2021.116939
  • 10.1016/j.scitotenv.2021.152174
  • 10.1016/j.envpol.2022.119162
  • 10.1016/j.jhazmat.2021.127806
  • 10.1016/j.scitotenv.2019.03.149
  • 10.1016/j.scitotenv.2022.154989
  • 10.15354/si.19.re102
  • 10.1016/j.scitotenv.2021.148774
  • 10.1016/j.envpol.2019.03.092
  • 10.1016/j.envpol.2021.116833
  • 10.1016/j.scitotenv.2018.08.178
  • 10.1038/s41561-019-0335-5
  • 10.1021/acs.est.7b06003
  • 10.1016/j.scitotenv.2019.135091
  • 10.1016/j.envpol.2017.03.009
  • 10.1016/j.envint.2019.02.067
  • 10.1038/s41598-017-01594-7
  • 10.1016/j.envpol.2016.09.096
  • 10.1038/s41598-017-14588-2
  • 10.1016/j.envint.2019.104937
  • 10.1038/s41598-021-92405-7
  • 10.1016/j.envint.2019.105263
  • 10.1021/acs.est.6b04140
  • 10.1016/j.scitotenv.2018.12.047
  • 10.1016/j.jhazmat.2021.127578
  • 10.1021/es302011r
  • 10.1016/j.scitotenv.2022.155125
  • 10.1016/j.scitotenv.2022.155619
  • 10.1016/j.chemosphere.2021.130967
  • Zaman, (2019), Adv. Sci. Technol., 13, pp. 22
  • 10.3389/fenvs.2021.675803
  • 10.1016/j.envpol.2022.119016
  • 10.1016/j.coesh.2021.100297
  • 10.1016/j.envint.2022.107096
  • 10.1016/j.chemosphere.2022.133645
  • 10.1016/S1002-0160(21)60060-7
  • 10.1016/j.chemosphere.2020.127947
  • 10.1016/j.envpol.2019.112983
  • 10.1016/j.envpol.2018.07.051
  • 10.1016/j.jece.2022.107421
  • 10.1038/s41598-018-36172-y
  • 10.1016/j.scitotenv.2018.10.321
  • 10.3390/ijerph17030845
  • 10.1016/j.scitotenv.2019.133798
  • 10.1126/sciadv.aax1157
  • 10.1007/s11356-020-10527-3
  • 10.1007/s11368-020-02759-0
  • 10.1007/s11356-017-9674-1
  • 10.1039/D0AY02086A
  • 10.1016/j.scitotenv.2017.10.213
  • 10.1016/j.scitotenv.2020.137525
  • 10.1007/s00216-015-8850-8
  • 10.1021/acs.analchem.8b00355
  • 10.1016/j.jenvman.2021.112997
  • 10.1016/j.scitotenv.2021.148694
  • 10.3390/environments8040036
  • 10.3390/agriculture11040330
  • 10.1016/j.scitotenv.2020.143860
  • 10.1016/j.chemosphere.2017.07.064
  • 10.1021/acs.est.9b03304
  • 10.1038/s41467-020-16235-3
  • 10.1016/j.jhazmat.2021.126221
  • 10.1007/s42832-021-0092-4
  • 10.1016/j.jhazmat.2021.127364
  • 10.3390/microorganisms9091876
  • 10.1016/j.jhazmat.2021.127944
  • 10.1007/s00128-020-02900-2
  • 10.1016/j.ecolind.2020.106698
  • 10.1016/j.envres.2021.111495
  • 10.1016/j.envpol.2019.113174
  • 10.1016/j.envpol.2019.113227
  • 10.1016/j.jhazmat.2021.128176
  • 10.1016/j.envpol.2021.118194
  • 10.1016/j.apsoil.2022.104469
  • 10.1016/j.envpol.2017.12.058
  • 10.1016/j.soilbio.2017.10.027
  • 10.1016/j.scitotenv.2019.134841
  • 10.1021/acs.est.7b00635
  • 10.1016/j.envpol.2016.09.092
  • 10.1088/1755-1315/61/1/012148
  • 10.1016/j.envpol.2020.114689
  • 10.1007/s11356-018-3317-z
  • 10.1021/acssuschemeng.9b05450
  • 10.3389/fenvs.2016.00068
  • 10.1071/EN18161
  • 10.1016/j.scitotenv.2017.11.103
  • 10.1242/jeb.067199
  • 10.1016/j.envpol.2019.05.027
  • 10.1016/j.envpol.2019.04.066
  • Barreto, (2020), SOIL Org., 92, pp. 109
  • 10.1016/j.envpol.2019.01.097
  • 10.1016/j.scitotenv.2021.147716
  • 10.1038/srep46687
  • 10.1016/j.scitotenv.2022.154269
  • 10.1021/acs.est.9b01339
  • 10.3390/agronomy12051219
  • 10.1002/ppp3.10071
  • 10.1021/acs.est.0c01051
  • 10.1016/j.scitotenv.2021.148750
  • 10.3390/w14071020
  • 10.1021/acs.est.8b06984
  • 10.3390/plants11030340
  • 10.3390/nano11112935
  • 10.3390/agronomy11081528
  • 10.1016/j.rhisph.2022.100542
  • 10.1016/j.scitotenv.2018.09.105
  • 10.1016/j.jclepro.2021.128571
  • 10.1016/j.scitotenv.2020.142516
  • 10.1016/j.ecoenv.2020.111718
  • 10.1016/j.scitotenv.2021.147133
  • 10.1016/j.scitotenv.2021.148166
  • 10.1016/j.scitotenv.2018.07.229
  • 10.1016/j.soilbio.2021.108179
  • 10.1016/j.jhazmat.2021.127238
  • 10.1007/s11356-020-09349-0
  • 10.1016/j.scitotenv.2021.147016
  • 10.1016/j.ecoenv.2021.112480
  • 10.1016/j.envpol.2020.115159
  • 10.1016/j.agee.2022.108023
  • 10.1016/j.envpol.2020.115779
  • 10.1016/j.jhazmat.2021.125614
  • 10.1016/j.envres.2020.109677