The emergence of microplastics (MPs) as pollutants in agricultural soils is increasingly alarming, presenting significant threats to soil ecosystems. Given the widespread contamination of ecosystems by various types of MPs, including polystyrene (PS), polyvinyl chloride (PVC), and polyethylene (PE), it is crucial to understand their effects on agricultural productivity. The present study was conducted to investigate the effects of different types of MPs (PS, PVC, and PE) on various aspects of sunflower's (Helianthus annuus L.) growth with the addition of rice straw biochar (RSB). This study aimed to examine plant growth and biomass, photosynthetic pigments and gas exchange characteristics, oxidative stress indicators, and the response of various antioxidants (enzymatic and non-enzymatic) and their specific gene expression, proline metabolism, the AsA–GSH cycle, cellular fractionation in the plants and post-harvest soil properties. The research outcomes indicated that elevated levels of different types of MPs in the soil notably reduced plant growth and biomass, photosynthetic pigments, and gas exchange attributes. Different types of MPs also induced oxidative stress, which caused an increase in various enzymatic and non-enzymatic antioxidant compounds, gene expression and sugar content; pertinently, a significant increase in proline metabolism, AsA–GSH cycle, and pigmentation of cellular components was also observed. Favorably, the addition of RSB significantly increased plant growth and biomass, gas exchange characteristics, enzymatic and non-enzymatic compounds, and relevant genes' expression with a decrease in oxidative stress. In addition, RSB amendment decreased proline metabolism and AsA-GSH cycle in H. annuus plants, resultantly enhancing cellular fractionation with an improvement in post-harvest soil properties. These results open new vistas for sustainable agriculture practices and show great potential for resolving the urgent issues caused by microplastic contamination in agricultural soils.

Abstract Background The button mangrove ( Conocarpus erectus L.) is regarded as a peripheral species within mangrove communities. This particular species has the ability to thrive in regions that are arid or semiarid, where there is limited availability of nutrients. This study provides evidence of the ecological dominance of Conocarpus erectus across various habitats, highlighting its adaptability and success throughout the country of Pakistan. We collected twelve populations from four distinct ecological regions, including artificial forest plantations, agricultural fields, roadsides, and wastelands, offering a comprehensive assessment of C. erectus adaptability across diverse environmental contexts. Results Forest plantation populations exhibited impressive shoot growth and moderate root lengths, with plants generally tall and well-weighted. Physiologically, they had moderate chlorophyll content and low carotenoid levels, with a balanced chlorophyll a/b ratio, indicating stable photosynthetic activity. Anatomically, these populations had thicker epidermal and cortical root layers but smaller vascular bundles and phloem regions. Stem and leaf structures were generally moderate in size, with thicker midribs and cortical layers in the leaves. Agricultural field populations showed robust shoot and root systems with balanced fresh and dry biomass. They exhibited high chlorophyll and carotenoid levels, indicating strong photosynthetic capacity. Root and stem anatomy revealed larger root areas, thicker cortex, and wide vascular bundles, reflecting enhanced structural development. Leaves from these populations had moderate midrib and cortical thickness, with larger stomatal areas, promoting efficient gas exchange. Roadside populations displayed deeper roots and reduced biomass production. These populations adapted to environmental stress through leaf expansion, with high leaf numbers and areas. Physiologically, populations had high chlorophyll content, with a high chlorophyll a/b ratio. Root and stem anatomy showed compact structures with smaller vascular bundles, indicating adaptation to harsher conditions. Leaf anatomy was moderate, with smaller vascular bundles and reduced water transport capacity. Wasteland populations exhibited poor growth and high shoot biomass despite small leaves. Physiologically, these populations had the highest total soluble protein and proline contents, reflecting stress adaptation. Anatomically, root and stem structures were variable, with some populations showing reduced cortical cell areas and smaller vascular bundles, indicating limited resource transport. Leaf structures had thicker lamina, thinner epidermal layers, and lower stomatal densities, reflecting adaptation to nutrient-poor soils. Conclusion This study reveals the adaptability and thriving potential of Conocarpus erectus across varied habitats, providing key insights into its resilience and survival strategies. Understanding these adaptive traits can support habitat restoration, conservation planning, and improve species management in diverse environmental conditions, especially in response to climate change and habitat degradation.