农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2019年第10期

• 近十年中国土壤重金属污染源解析研究进展

  陈雅丽,翁莉萍,马杰,武晓娟,李永涛

  基于不同源解析方法中所采用的数据类型的差异性，归纳总结了常用于土壤中重金属来源解析的源排放清单法以及不同受体模型，结果表明：现阶段我国土壤中的重金属源解析研究仍主要以定性的传统多元统计方法为主，且不同源解析方法得到的源解析结果基本一致，能够相互印证、互相支持。现阶段，我国土壤中的主要重金属污染元素为Cd，同时也普遍存在Cu、Zn、Pb、Hg的污染。其中，Cd、Cu、Zn主要来自于施肥等农业活动，部分地区还来源于工业活动，甚至以其为主； Hg则主要来源于工业活动及其产生的大气沉降，局部地区叠加高Hg农药的贡献； Pb的来源则比较复杂多样； As、Cr、Ni则主要受土壤母质控制。总体看来，源排放清单法具有适用于不同尺度的优势，应加强源排放量数据和重金属土壤淋滤量数据的收集，以便计算重金属浓度在土壤中的动态变化；先进的统计学方法在土壤重金属源解析中的应用研究应进一步开展，以便探讨这些方法的应用前景。将上述多种源解析方法联用并加强污染源贡献的定量研究仍是未来开展土壤重金属源解析工作的方向。此外，大气沉降作为很多重金属的重要来源，应加强对不同区域大气沉降中重金属初始来源的解析研究，为进一步从源头控制土壤重金属污染提供理论支持。

• 我国温室大棚邻苯二甲酸酯（PAEs）污染及综合控制技术研究进展

  冯宇希,涂茜颖,冯乃宪,陈昕,蔡全英,李彦文,莫测辉

  文章综述了我国温室大棚邻苯二甲酸酯（PAEs）的主要来源，包括农膜、化肥农药和污水灌溉等；收集了珠三角、长三角、环渤海和东北地区温室大棚种植系统中土壤和蔬菜PAEs污染调查研究的数据，并与露天种植系统中PAEs含量进行对比统计分析；评价了不同地区的不同年龄人群对蔬菜PAEs的日摄入量和健康风险；总结了温室大棚PAEs污染控制技术，为控制温室大棚蔬菜PAEs污染提供了科学依据。

• 大气CO2浓度和温度升高对水稻籽粒充实度的影响

  袁嫚嫚,朱建国,孙义祥,王伟露,刘钢

  为了明确水稻籽粒充实度对未来大气CO2浓度（[CO2]）和温度相伴升高的响应，应用T-FACE（Temperature and Free AirCO2 Enrichment）试验平台，以优质粳稻南粳9108为试材，研究[CO2]升高（对照+200 μmol·mol-1）和增温（对照+1℃）对水稻灌浆期和收获期不同粒位籽粒充实度和产量的影响。结果表明，与对照（Ambient）相比，高[CO2]增加了水稻产量和有效穗数，高温的结果与之相反。[CO2]和温度升高下，2015年和2016年水稻分别减产4.0%和14.0%，有效穗数相应减少3.5%和5.4%。强势粒千粒质量最大，比饱粒、中势粒和弱势粒千粒质量分别提高了8.0%~11.7%、10.5%~15.0%和38.8%~63.9%。与Ambient相比，[CO2]和温度升高对饱粒、强势粒、弱势粒千粒质量无显著影响，但[CO2]升高显著提高中势粒千粒质量（P<0.05），增温极显著降低了中势粒千粒质量（P<0.01）。收获期，[CO2]升高增加了强、弱势粒穗粒质量，减少了单穗粒质量和中势粒穗粒质量；增温降低了强、中势粒穗粒质量；[CO2]和温度升高降低了水稻单穗粒质量和中势粒穗粒质量。进一步分析，[CO2]或温度升高水稻强、弱势粒占穗质量比例增加，中势粒占穗质量比例减少。[CO2]和温度升高两年弱势粒占穗质量比例平均增加了33.1%，远高于强势粒占穗质量比例的增幅（12.4%），中势粒占穗质量比例平均减少了4.5%。收获期，强、中、弱势粒占穗质量比例分别为9.9%~15.9%、73.2%~84.8%、5.2%~10.6%。因此，中势粒穗粒质量及其比例的减少对产量的影响大于强势粒、弱势粒。2016年单穗粒质量和中势粒穗质量比2015年明显减少，导致2016年产量下降了17.3%~28.6%，增温加剧了产量的降幅，应与2016年水稻开花期高温、灌浆期多雨有关。综上所述，[CO2]和温度升高下弱势粒占穗质量比例的增加及中势粒千粒质量、穗粒质量及其占穗质量比例的减少，导致[CO2]升高不能弥补增温对产量的负效应。

• 不同水分条件下水稻对硒的吸收与转运

  狄雪荣,管远清,丁永祯,张克强,戴礼洪,冯人伟,王瑞刚,李道贤

  为考察不同水分条件下施加不同形态和浓度的硒（Se）对水稻Se吸收与转运的影响，采用盆栽试验，研究了湿润灌溉和常规灌溉下，土施0、1.0、5.0 mg·kg-1的Na2SeO3[Se（Ⅳ）]和Na2SeO4[Se（Ⅵ）]对水稻Se吸收与转运的影响。结果显示，施Se显著促进水稻生长，秸秆干质量和籽粒产量较CK增幅，湿润灌溉下分别为22.35%~39.76%和35.42%~61.94%，常规灌溉下分别为19.18%~57.23%和4.02%~55.37%。根、茎、叶和籽粒各部位Se含量随Se处理浓度的升高而显著升高。低、高浓度Se（Ⅳ）处理，在湿润灌溉下，根Se含量分别是CK的3.69倍和12.05倍，茎硒含量分别是CK的2.71倍和20.33倍，叶硒含量分别是CK的1.95倍和10.76倍，糙米硒含量分别是CK的6.94倍和29.72倍，精米硒含量分别是CK的6.86倍和31.61倍；在常规灌溉下，根硒含量分别是CK的2.12倍和5.56倍，茎硒含量分别是CK的2.51倍和11.70倍，叶硒含量分别是CK的2.97倍和10.94倍，糙米硒含量分别是CK的4.53倍和23.69倍，精米硒含量分别是CK的5.29倍和23.37倍。Se浓度、Se形态和水分条件对根、茎、叶、糙米Se含量存在显著的交互作用（P<0.05）。根系Se含量在湿润灌溉下表现出Se （Ⅳ）处理显著高于Se （Ⅵ）处理；茎Se含量在高浓度Se处理下，湿润灌溉显著高于常规灌溉，Se（Ⅳ）处理显著高于Se（Ⅵ）；籽粒在湿润灌溉下的Se含量显著高于同浓度下的常规灌溉处理。相对于常规灌溉，湿润灌溉显著增加水稻茎/根、糙米/茎、糙米/叶Se转运系数，增幅分别为40%~158.82%、44.23%~94.73%和6.78%~228.85%。研究表明，相比常规灌溉，湿润灌溉更有利于Se向籽粒转运。

• Zn对水稻吸收转运Cd的影响

  陈仕淼,辛子兵,陆覃昱,郑富海,何冰

  通过探究锌（Zn）对水稻吸收、积累镉（Cd）的影响，为揭示水稻体内Zn、Cd互作机制提供理论依据。通过水培实验，研究Cd胁迫下施加Zn对水稻生物量、Cd含量、Cd积累量、根表铁膜成分、细胞壁组分及吸附解析动力学特征的影响。结果表明：与单Cd处理相比，Cd+Zn处理地上部生物量显著下降；根及地上部Cd含量、积累量显著提高；根表铁膜中Fe含量及Cd含量分别提高18.70%和29.99%；比较单Cd与Cd+Zn的细胞壁组分发现，Zn显著降低了水稻根细胞壁中的果胶及半纤维素1（HCl）成分，导致Cd+Zn处理细胞壁吸附能力下降而解吸能力增强。研究表明，Zn促进Cd在根表铁膜中Cd积累量，降低细胞壁的阻隔作用，进而促进水稻对Cd的吸收及转运。

• 设施番茄和黄瓜田土壤中农药残留及其对蚯蚓的急性风险

  姜林杰,耿岳,王璐,彭祎,刘海军,徐亚平,刘潇威

  为评价设施蔬菜田土壤中残留农药对蚯蚓的急性危害风险，在山东省济阳县蔬菜基地，分别选择番茄和黄瓜连作种植区，于产中、产后及后茬产中三个时期采集耕层土壤，应用超高效液相色谱串联质谱法评估土样中噻虫嗪、噻虫胺、多菌灵、吡虫啉、阿维菌素、噻唑膦、甲基异柳磷、克百威和三羟基克百威的残留，并通过风险商值法评价其对蚯蚓的急性风险。结果表明：在39个设施番茄土壤中，噻虫嗪、噻虫胺和吡虫啉的检出率（检出浓度均值）均较高，分别为90%（0.107 mg·kg-1 dw）、79%（0.100 mg·kg-1 dw）和49%（0.233 mg·kg-1 dw）；在30个设施黄瓜土壤中，噻虫嗪（63%，1.18 mg·kg-1 dw）和吡虫啉（57%，0.126 mg·kg-1 dw）的检出率和检出浓度均值均较高。在95%的番茄土样及97%的黄瓜土样中，目标农药对蚯蚓的急性风险商值小于1。在3例土壤中发现风险商值大于1，包括2例吡虫啉和1例噻虫胺，应用风险商值逆推，吡虫啉和噻虫胺对蚯蚓的土壤安全阈值分别为1.07和0.593 mg·kg-1 dw。研究表明，所调查区域设施蔬菜土壤中目标农药对蚯蚓的急性风险总体较低，对于高风险农药应监测其土壤残留浓度，确保低于安全阈值。

• 转Cry1Ah基因抗虫玉米对无脊椎动物多样性影响研究

  任梦云,陈彦君,关潇

  为探讨转基因玉米对生物多样性的影响，本研究以转基因抗虫玉米（HGK60）（Bt Cry1Ah）及对照常规玉米（郑58）为研究对象，采用五点取样法、直接观察法、陷阱调查法进行转基因抗虫玉米田间昆虫群落、线虫群落调查和田间虫害的影响研究。结果表明：与亲本郑58相比，HGK60对田间昆虫的数量和群落结构没有显著影响（P>0.05）。转基因玉米HGK60与对应的非转基因对照郑58相比，对钻蛀类害虫具有明显抗性。HGK60对土壤中线虫群落结构无显著影响（P>0.05）。研究表明转基因抗虫玉米HGK60的种植对虫害具有抗性作用，对田间昆虫和线虫无显著影响。

• 高锰胁迫对香根草矿质元素吸收及光合系统的影响

  申须仁,董名扬,王朝勇,王杰,周强

  为了探讨高锰（Mn）胁迫对香根草矿质元素吸收、光合系统的影响，揭示香根草对高Mn胁迫的耐受能力、Mn积累特征及生理响应，通过水培试验，研究不同浓度Mn胁迫（15、30、60、120 mmol·L-1）下香根草叶绿素含量SPAD值、光合以及叶绿素荧光指标、K、Mg、Fe元素含量等生理生化指标的变化。在Mn处理下，香根草的SPAD值、叶片含水率、株高、植株干物质质量、K含量、净光合速率（Pn）、潜在最大电子传导率（ETRmax）等参数均呈现出下降的趋势。但在15~60 mmol·L-1Mn处理下，香根草的植株干物质质量为对照的77.6%~88.1%；光系统Ⅱ最大光化学效率（Fv/Fm）、SPAD值等部分参数接近正常水平或降幅较小；且根叶中的Mn含量分别为14 393~18 845 mg·kg-1和4118~4782 mg·kg-1；根中的Mn富集系数也大于1。此外，还发现在30~120 mmol·L-1Mn处理下，根中的Mn含量没有明显差异，但根部的Mn富集系数持续下降；而在15~60 mmol·L-1处理下，叶中的Mn含量和转移系数没有明显差异。在Mn胁迫下，随着光照强度的增加，非调节性被动能量耗散Y（NO）保持稳定，而调节性主动耗散Y（NPQ）增加。高Mn处理下叶中K含量有小幅降低，Mg和Fe的含量基本维持稳定。但根中K和Mg的含量大幅度下降，而Fe则显著增加。香根草对60 mmol·L-1以下的Mn胁迫有较好的耐受和积累能力，具有修复Mn污染环境的潜力。限制Mn离子的吸收和转运、增加PSⅡ调节性能量耗散消耗、维持叶中Mg、Fe的相对稳定是香根草对高Mn胁迫的适应性响应。

• 亚精胺对镉胁迫下杞柳生长和生理特性的影响

  尹泽润,诸葛玉平,娄燕宏,潘红,崔秀敏,王会,冯文杰,樊平,李亚平

  为研究外源亚精胺对镉胁迫下杞柳生长和生理特性的影响，采用营养液培养试验，通过不同浓度（0、10、20、30、40 mg·L-1）的Cd2+胁迫处理，探明Cd2+对杞柳的半抑制浓度；研究在半抑制浓度下施用外源亚精胺（0、0.1、0.2、0.4、0.8、1.6 mmol·L-1）对镉胁迫的缓解效应。结果表明：镉胁迫对杞柳的半抑制浓度为24.50 mg·L-1；施用外源亚精胺可以有效缓解镉胁迫对杞柳生长的抑制作用，外源亚精胺处理相对生长率较对照增加44.97%~102.76%，过氧化氢含量下降54.08%~67.39%；其中0.4 mmol·L-1亚精胺处理下相对生长率、根系节点数、连接数、分叉数的增长幅度均为最高，分别增加102.76%、50.33%、25.20%和25.42%，其总蛋白含量上升43.43%，产生超氧阴离子活力单位与过氧化氢含量分别下降46.35%和67.39%。研究表明，喷施亚精胺能有效缓解杞柳幼苗镉胁迫，其最佳施用浓度为0.4 mmol·L-1。

• 施用凹凸棒石对Cd污染农田土壤养分的影响

  赵廷伟,李洪达,周薇,代允超,吕家珑

  为研究凹凸棒石黏土矿物对Cd污染农田土壤的影响，以及对植物吸收Cd的阻控作用，通过大田试验，以凹凸棒石作为化学修复剂，以Cd污染土壤为研究对象，研究了凹凸棒石修复Cd污染土壤的效果以及对作物吸收Cd的影响。结果表明：适量添加凹凸棒石对土壤速效养分无显著影响，但过量施用时（1.25 kg·m-2），导致土壤碱解氮、有效磷含量分别降低6.76 mg·kg-1和7.34mg·kg-1；添加凹凸棒石会显著提高土壤pH和CEC含量，凹凸棒石添加1.25 kg·m-2时，土壤pH最高可增加0.51个单位、CEC升高6.29 cmol·kg-1；添加凹凸棒石会显著降低土壤有效态Cd含量，随其添加量的增加有效态Cd含量最高可降低27.66%（添加量1.25kg·m-2）；添加凹凸棒石能显著降低作物籽粒中Cd含量，添加量为1.25 kg·m-2时，油菜籽粒中Cd含量可降低35.19%，小麦籽粒中Cd含量可降低37.29%。由于凹凸棒石的过量施用会导致土壤肥力下降，因此，在耕种农田上利用凹凸棒石进行Cd污染的化学修复，一定要控制施用量和施用频次，在修复的同时尽量不要使土壤肥力水平降低。

• 长期定位施肥下设施土壤重金属积累及生态风险的研究

  沃惜慧,杨丽娟,曹庭悦,李军

  为了了解在长期不同施肥处理下改良设施土壤的同时，设施土壤中重金属的含量与污染状况，本文以长期定位施肥的设施土壤（建于2009年）为供试土样，研究了不同施肥处理对设施土壤中重金属（Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn）积累的影响，并对其进行重金属污染及潜在生态风险评价。结果表明，不同施肥处理下，土壤中除Cd以外的其他5种重金属在土壤中的含量均未达到污染水平。Cd、Cr、Zn在鸡粪、秸秆、K2SO4、生石灰与复合肥共同施入时积累速率最大，Cu、Ni、Pb在鸡粪、秸秆与复合肥同时施入时积累速率最大。目前，Cd仅在CK处理下无污染，其他处理均产生污染，其中在鸡粪、秸秆、K2SO4、生石灰与复合肥5者共同施入时污染最严重，且20年后污染将加剧。同时该处理下的土壤Zn将于近20年后超标，造成污染。该处理下土壤的综合污染状况也最为严重。而不同施肥处理均可增加土壤重金属生态风险，其中5者同时施入时生态风险最强。研究表明，鸡粪、秸秆、K2SO4、生石灰与复合肥不同组合的长期施入可导致设施土壤重金属不同程度的积累，产生污染，增加其生态风险。

• 土壤筛选值在镉污染稻米产地环境评价与分类适用性探讨

  王祖光,周其文,赵玉杰,刘潇威,张铁亮,王夏晖,李志涛

  为科学地进行农用地土壤环境质量评价及环境质量类别划分，以稻田镉（Cd）污染为例，以全国典型稻米产区土壤与稻米Cd含量对应样点数据为基础，以土壤Cd与稻米Cd非对应性超限值情况即误判率为判定参数，分析土壤污染风险筛选值对稻米产地环境质量评价及类别划分的适用性。结果表明，在湖南长株潭、广东北部等区域采用筛选值评价产地环境质量存在较多误判情况。在高误判区，采用实地采样多参数分析混合线性建模的方式筛选影响稻米富集Cd的关键因子，结果表明，除土壤Cd全量及pH等因子外，土壤钙（Ca）也对稻米富集Cd有重要影响。因此在产地环境安全评价及类别划分时，对于以筛选值为依据误判率较高的区域，应加入其他土壤关键因子进一步研究，以避免误判。

• 叶面肥与不同类型钝化材料组合施用对水稻累积镉效应研究

  李嘉琳,梁金明,陈波华,李永涛,王进进

  为应对复杂的重金属污染来源与现状，采用叶面肥与钝化措施组合技术进行重金属污染农田的安全利用田间验证。结果表明，单独施用叶面肥对水稻各部位中Cd的累积效应无显著影响，而“改性钼矿”“叶面肥+改性钼矿”“叶面肥+石灰”“叶面肥+羟基磷灰石”等组合修复技术在不影响水稻产量的前提下，均能显著降低水稻各部位中Cd的累积，其中根系Cd含量下降幅度为23.1%~47.9%，茎叶Cd含量下降幅度为37.5%~64.3%，籽粒Cd含量下降幅度为25.2%~48.8%。除单施叶面肥处理外所有修复处理后水稻籽粒Cd含量均低于国家食品安全标准限量值。改性钼矿的作用主要是通过降低土壤浸提态Cd含量及根系Cd含量，即通过减少Cd从土壤中向水稻体内的迁移过程来实现水稻籽粒降Cd的目的；而含有叶面硅肥的处理能够显著影响Cd在水稻体内的分配，其主要作用机理是减少Cd从水稻地下部位向地上部位的迁移。叶面肥+改性钼矿组合处理相比单施叶面肥处理表现出显著的应用优势，但是相比改性钼矿处理无显著差异，这可能与当地的低污染风险等级以及叶面肥的施用时期有关。研究表明，叶面肥+改性钼矿是一种适合于珠三角地区重金属Cd污染农田安全利用技术。

• BS+DT和BS+SDS复配修饰红壤对Cd2+吸附的比较

  张凌恺,张洋,YEK Sambath,孟昭福,任爽,路浩源

  为了比较两性-阳离子和两性-阴离子复配修饰可变电荷土壤对Cd2+吸附的差异，采用阳离子型表面修饰剂十二烷基三甲基溴化铵（DT）和阴离子型表面修饰剂十二烷基磺酸钠（SDS）分别对十二烷基二甲基甜菜碱（BS）两性修饰红壤进行复配修饰，以批处理法研究各供试土样的等温吸附及热力学特征，并对比了修饰比例、温度、pH和离子强度对吸附的影响。结果表明：阳、阴离子对两性修饰红壤的复配修饰具有相反的效应，BS+DT复配修饰红壤对Cd2+吸附量随DT修饰比例的增加而减小，BS+SDS复配修饰红壤对Cd2+的吸附量随SDS修饰比例的增加而增加。供试土样对Cd2+饱和吸附量呈现出BS+SDS > BS > CK（红壤） > BS+DT的规律，Sips模型能够较好地描述Cd2+在各供试土样上的吸附机制。各供试土样对Cd2+的吸附均呈现出吸热、熵增、自发的特征，低离子强度和高pH有利于Cd2+的吸附。可变电荷土壤表面负电荷数量较少是造成阳、阴离子复配修饰对Cd2+吸附差异的关键因素。

• 2株邻苯二甲酸酯高效降解菌的筛选鉴定及其降解性能

  潘琪,孙淑,周震峰

  为获得用于修复邻苯二甲酸酯（PAEs）污染的高效降解菌，通过富集培养的方法从土壤中筛选出2株PAEs降解菌（RXX-2、RXX-3），经形态观察、生化鉴定和16S rDNA序列分析对菌株进行了鉴定，并对其降解性能进行了分析。结果表明：菌株RXX-2和RXX-3初步鉴定为食异源物鞘氨醇菌（Sphingobium xenophagum）和鳗败血假单胞菌（Pseudomonas anguilliseptica）。菌株RXX-2降解PAEs的最佳条件为pH 8、温度30℃、转速175 r·min-1、接种量1.5%；菌株RXX-3降解PAEs的最佳条件为pH 7、温度30℃、转速175 r·min-1、接种量1.0%。在最佳降解条件下，经过5 d的培养，菌株RXX-2对邻苯二甲酸二丁酯（DBP）和邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）的降解率分别达到71.43%和52.85%，RXX-3对DBP和DEHP的降解率分别达到98.98%和62.96%，表明2株降解菌在PAEs污染环境的生物修复方面具有良好的应用前景。

• 固定化混合菌修复冻融土壤PAHs污染的研究

  普聿,苏丹,王鑫,王天杰,刘伟

  从石油污染冻融土壤中筛选出1株细菌（Pseudomonas sp.）和1株真菌（Mortierella alpina），以玉米芯为载体对混合菌进行固定化，研究低温冻融环境下，固定化混合菌对菲（Phe）和苯并[b]荧恩（BbF）污染土壤的生物强化修复作用。通过高效液相色谱法（HPLC）分析Phe和BbF的降解动态，用Michaelis-Menton与Monod动力学方程将结果进行拟合，采用高通测序分析修复过程中微生物群落的变化。结果表明，处理前，冻融土壤中Phe、BbF的浓度分别为（105.4±4.8）、（6.12±1.1） mg·kg-1，60 d修复试验后，固定化混合菌可降解土壤中（56.62±3.21）%的Phe和（38.21±1.82）%的BbF，固定化混合菌对冻融环境有较好的抗性，其降解能力优于游离菌。修复试验中，稳定前期降解速率均高于稳定期降解速率。固定化混合菌的投加，提高了Phe、BbF的降解速率，缩短了Phe、BbF降解的半衰期，反应速率分别提高至2.02、0.65 d-1，半衰期分别缩短至50.17 d和82.12 d；改变了土壤中微生物的群落结构及多样性，其中细菌的多样性和均匀度均降低，多环芳烃（PAHs）的降解与细菌的群落多样性和均匀度呈现负相关；细菌变形杆菌门（Proteobacteria）和真菌鞭毛菌门（Mortierellomycota）成为主要的优势菌门，相对丰富度分别为88.72%和81.15%；细菌假单胞菌（Pseudomonas sp.SDR4）和真菌高山被孢霉菌（Mortierella alpina.JDR7）相对丰度分别上升至80.03%和81.15%，形成了显著的降解真菌-细菌共生优势菌株体系，明显提高了低温土壤中的PAHs污染的修复效果。固定化混合菌可广泛应用于冻融环境下土壤PAHs污染的生物强化修复。

• 新农药三氟苯嘧啶在土壤中的吸附

  彭家慧,欧晓明,欧将,杨志富,吴道新

  为杀虫剂三氟苯嘧啶合理使用准则的制定和环境安全性评价，本文选择湖南红壤、北京潮土和吉林黑土等3种代表性土壤，采用批量平衡法研究了三氟苯嘧啶在土壤中的吸附。试验结果表明：三氟苯嘧啶在土壤中的吸附可用Freundlich吸附等温方程很好地拟合，其在湖南红壤、北京潮土和吉林黑土中的吸附系数KF值分别为1.24、2.02和6.63，其ΔG变化绝对值分别为0.093、1.642和4.438，均小于10 kJ·mol-1，说明三氟苯嘧啶在土壤中的吸附以物理作用为主。三氟苯嘧啶在土壤中的吸附与土壤理化性质和药剂本身结构有关，其中以土壤有机质含量和黏粒含量对吸附的影响最显著，沙粒的影响次之，而土壤pH值和粉粒含量对吸附的影响最小，说明有机质含量和黏粒含量是三氟苯嘧啶在土壤中吸附的主导支配因素。

• Na2S2O8、H2O2在氧化处理石油污染土壤中的持续有效性研究

  杨冰,陈坷铭,李沁蔓,刘宇程

  以过氧化氢（H2O2）和过硫酸钠（Na2S2O8）为氧化剂，通过室内模拟实验，研究不同氧化剂及分次添加方式（1次或分3次）、外源添加零价铁（ZVI）处理对石油污染土壤中石油烃类污染物的去除能力，探讨了不同处理下氧化剂的持续性和去除污染物的有效性。结果表明：在氧化剂初始浓度为21、63、105 mmol·L-1的处理中，H2O2在反应第2 d均已检测不到，Na2S2O8剩余量在反应10 d后分别为11、35、60 mmol·L-1；反应10 d后，总石油烃类（TPH）总去除率在氧化剂初始浓度为63、105 mmol·L-1的Na2S2O8处理中显著高于H2O2处理（P<0.05），分别高出12.41%、14.21%；在第4~10 d Na2S2O8和TPH剩余浓度的降低均非常缓慢，表明土壤中能活化Na2S2O8的物质不足；加入ZVI显著提高了TPH总去除率（P<0.05），尤其促进了第4~10 d TPH的持续降解（分别增加了8.46%、8.49%、12.26%）。总量相等的H2O2分3次在第0、24、48 h投加，反应10 d后TPH降解率比一次性投加分别提高了17.26%、25.43%、28.11%。通过对反应体系有机组分的GC-MS图谱分析，反应10 d后H2O2分3次添加、ZVI活化Na2S2O8处理中石油烃类总峰值分别降低了56.64%和57.60%，且部分长链烷烃被降解为相对较短的烷烃组分。研究表明： Na2S2O8在石油污染土壤中持续性优于H2O2，但Na2S2O8去除TPH的有效性随反应时间增加而降低；添加ZVI提高了Na2S2O8去除TPH的有效性；分批次投加H2O2提高了石油污染土壤中的TPH降解率。

• 模拟氮沉降对贝加尔针茅草原土壤氮转化微生物的影响

  刘红梅,张海芳,秦洁,王慧,张艳军,杨殿林

  草地土壤是温室气体重要的源和汇，认识草地生态系统氮转化过程有助于预测氮循环对未来氮沉降增加的响应与反馈机制。依托于2010年在内蒙古贝加尔针茅草原设置的长期模拟氮沉降增加的氮添加试验，共设置了8个氮添加水平（0、15、30、50、100、150、200、300 kg N·hm-2·a-1）。应用荧光定量PCR方法，研究氮转化功能基因丰度对不同氮添加水平的响应。2015年8月取样分析结果表明：固氮微生物（nifH）基因丰度随着氮添加水平的升高，表现为先升高后降低的趋势。低于200 kg N·hm-2·a-1硝酸铵处理有利于固氮菌生长。低氮添加（N15、N30和N50）对氨氧化细菌（AOB-amoA）和氨氧化古菌（AOA-amoA）基因丰度无显著影响。高氮添加（N100、N150、N200和N300）显著提高了AOB基因丰度，降低了AOA基因丰度。高氮添加（N150、N200和N300）显著降低了nirK基因丰度。随着氮添加量的增加，高氮添加促进了AOB主导的氨氧化过程，而反硝化微生物丰度的减少提高了氨氧化产物硝酸盐的积累，继而提高了土壤硝酸盐含量。

• 五种挺水植物腐解过程及其对湿地水质的影响

  胡红伟,刘盼,吴俊峰,梁峰,徐晓琴,郭一飞,刘彪

  为研究5种挺水植物腐解对湿地水质的影响，通过为期60 d室内模拟试验，选取5种挺水植物海寿花、白菖蒲、美人蕉、再力花和风车草，研究其腐解过程及对水质的影响。结果表明： 5种挺水植物腐解速率趋势相似，初期（0~6 d）快速分解，随后缓慢分解，试验结束时，5种植物质量损失率大小依次为菖蒲（69.40%） > 美人蕉（68.42%） > 海寿花（46.72%） > 风车草（34.33%） > 再力花（33.73%）。在整个试验周期内，植物残体TN窄幅波动，植物残体TP在试验初期（0~6 d）快速下降，随后窄幅波动。不同种类植物腐解过程对水质的影响存在差异，但均在试验初期引起水质较大变化。水体pH和DO在试验初期快速下降，随后缓慢上升，试验结束时均低于初始值，其中水体pH与植物腐解速率呈显著负相关（P<0.01）。不同处理组水体TP和无机氮（NH4+-N、NO3--N和NO2--N）含量变化也存在一定差异，水体TP与pH负相关，但仅有菖蒲组和风车草组具有显著性（P<0.01）。研究表明：挺水植物腐解对湿地水质的影响具有时效性，应在植物衰亡初期进行有计划地收割，避免引起水质剧烈波动。

• 不同来源腐植酸对二氧化钛纳米颗粒的聚凝行为的影响

  张华,赵天慧,方梦园,赵晓丽,汤智

  为了探讨不同来源腐植酸对二氧化钛纳米颗粒（TiO2 nanoparticles，TiO2 NPs）在水体环境中悬浮/沉降行为的影响，考察了不同溶液pH条件下，两种不同来源腐植酸（风化褐煤腐植酸，HAL；河水腐植酸HAS）在TiO2 NPs表面的吸附。结果表明，HA在TiO2 NPs表面的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温线模型，吸附量随pH的上升呈现下降趋势，在溶液pH=3.0条件下，HAL和HAS的吸附量分别为99.01 mg·L-1和63.46 mg·L-1。两种HA在TiO2 NPs上的吸附动力学都满足二级动力学方程，HAL的初始吸附速率高于HAS；研究了pH、HA对TiO2 NPs在溶液中的悬浮/沉降行为的影响，结果表明溶液pH值越接近等电点TiO2 NPs越容易沉降，而HAL由于吸附量更大，其对TiO2 NPs的悬浮性能影响更加显著；傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱研究结果表明HA中的芳香族和羧酸能够与TiO2 NPs表面的羟基相互作用。因此，在含有不同组分的腐植酸的水体中，TiO2 NPs的环境行为存在一定的差异性，其对水生生态系统的潜在影响不容忽视。

• 微生物发酵床不同深度垫料的细菌群落多样性

  陈倩倩,刘波,朱育菁,刘国红,车建美,王阶平,郑雪芳,张海峰

  为了解微生物发酵床不同深度垫料细菌的多样性，明确不同深度的细菌群落组成，采用五点采样法，收集了发酵床表层10 cm、中层30 cm、深层50 cm的垫料，分别进行垫料宏基因组DNA的提取，原核生物16S rDNA基因V3~V4区的扩增及Illumina高通量测序。试验共获得1 045 225条序列，共包含32门、303科、609属和1834类OTUs。表层垫料细菌数量最多，中层垫料细菌种类最多。微生物发酵床不同深度垫料的细菌群落有所差异，在表层垫料中，变形菌门（25.9%）和放线菌门（10.2%）相对含量高；中层垫料中拟杆菌门（27.8%）、变形菌门（25.1%）和厚壁菌门（17.0%）相对含量高。发酵床垫料表层和中层细菌多为有机物降解菌，主要为异常球菌——栖热菌门的特吕珀菌科、变形菌门的黄单胞菌科和拟杆菌门的黄杆菌科细菌。随着垫料深度增加，拟杆菌门（33.3%）和螺旋体门（9.2%）含量升高，厌氧菌如螺旋体门的螺旋体科、拟杆菌门的腐螺旋菌科在深层垫料中达到峰值。研究表明，表层垫料中微生物含量最高，代谢最为活跃，是主要的有机质降解层；深层垫料厌氧菌含量高。

• 降水和冻融循环对大兴安岭沼泽湿地温室气体交换的影响

  李彦沛,黄俊翔,岳泓宇,刘春岩,江长胜,郑循华

  以大兴安岭北坡沼泽湿地为研究对象，通过采集原状土柱、实验室内模拟降水年际变化（R80和R130： 80 mm和130 mm降水处理）和春季土壤冻融循环过程（培养温度：-15~5、-10~10℃和-5~15℃），评估降水和冻融对该沼泽湿地冻融期二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）交换及温室气体净收支的影响。结果表明，相对于R80处理，R130处理减少CO2排放（P<0.05）、促进N2O（P<0.05）和CH4排放，冻融期生态系统总呼吸主导温室气体净收支，148 d培养期R80和R130处理温室气体净收支分别为2 955.8±258.9 kg CO2-eq·hm-2和1 951.1±317.3 kg CO2-eq·hm-2，因此，丰沛降雨有利于减少冻融期该沼泽湿地对气候变化的正反馈效应。R80处理代表的常规降水条件下，冻融期CH4和N2O交换对该沼泽湿地温室气体净收支的贡献可忽略不计； R130处理代表的丰沛降水条件下，土壤冻融会激发N2O排放，使该沼泽湿地在冻融期表现为强N2O排放特征。未来对沼泽湿地土壤冻融和综合温室效应评估应特别关注降水量年际变异的影响。

• 控释氮肥配施对不同覆盖旱作农田CO2排放的影响

  周君玺,翟晓芳,孙浩然,唐靓,沈玉芳

  为探讨黄土高原旱作不同覆盖下控释氮肥配施对春玉米农田二氧化碳（CO2）排放的影响，2016—2018年在长武农业生态试验站进行了田间定位试验，采用静态暗箱－气相色谱法研究了地膜覆盖（FM）与秸秆覆盖（SM）条件下不施氮肥（N0）、100%普通尿素（N1）、树脂尿素和普通尿素比例1∶2（N2）三种施氮处理农田CO2排放的动态变化特征。结果表明：旱作春玉米农田土壤CO2排放通量的变化幅度在3.62~248.45 mg CO2-C·m-2·h-1，且呈先增加后降低的趋势。不同处理农田CO2排放通量与0 cm和10cm土壤温度均呈极显著正相关。与不施肥相比，施用氮肥均显著增加农田CO2排放通量和累积排放量。与施普通尿素相比，控释氮肥配施显著减少生长季和全年CO2累积排放量达7.3%~10.12%。施氮处理CO2排放通量与NO3--N和NH4+-N呈显著正相关。在相同施氮条件下，秸秆覆盖处理CO2累积排放量均高于地膜覆盖处理。上述结果说明，控释氮肥配施处理有利于减少旱作不同覆盖春玉米农田CO2排放。