农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2019年第11期

• 畜禽养殖污染气体监测技术综述

  蒲施桦,李厅厅,王浩,简悦,刘作华,龙定彪,阮蓉丹

  为提升我国规模化畜禽空气污染物监测技术水平，就国内外在采样、检测、通风三个重要监测环节中所采用的方法、技术、设备进行系统的总结对比，为我国自动化、精准化养殖空气污染物检测技术及设备的研发，标准化的规模化畜禽养殖场空气质量监测系统的建立提供参考依据。

• 微囊藻毒素对水稻幼苗营养吸收的影响

  刘洪月,申泽辉,梁婵娟

  为进一步解析作物对水体中微囊藻毒素（MCs）的适应机制，通过水培试验研究MCs对水稻幼苗营养吸收及质膜H+-ATPase基因表达的影响。结果表明：胁迫7 d后，1 μg·L-1 MCs组水稻幼苗根系活力增加。10 μg·L-1 MCs组水稻幼苗根系活力和质膜H+-ATPase活性增加，促进了矿质营养（Mg2+、Fe2+、Zn2+和NO3-）的吸收。其中质膜H+-ATPase活性上升与OSA1、OSA2、OSA3、OSA4、OSA6、OSA8和OSA9表达上调有关。高浓度MCs（100 μg·L-1和1000 μg·L-1）组水稻幼苗根系活力和质膜H+-ATPase活性降低，阻碍了水稻幼苗对矿质营养的吸收，此时质膜H+-ATPase的基因表达呈下调趋势，且降低程度随MCs处理浓度增大而增强。恢复7 d后，10 μg·L-1 MCs组根系活力、质膜H+-ATPase活性和营养元素含量恢复至对照水平。100 μg·L-1 MCs组各指标均优于胁迫期，而1000 μg·L-1 MCs对营养吸收的抑制未恢复。研究表明，MCs胁迫导致的水稻幼苗中营养元素含量的变化受质膜H+-ATPase活性的调控，且调控能力受MCs浓度限制。

• 黑麦草对铀胁迫的光合响应及铀吸收特性研究

  赵继武,罗学刚,王焯,黄强

  为探究铀污染土壤下黑麦草光合特性和体内各部位铀积累分布特征的变化，本研究通过盆栽土培试验，研究了不同外源铀浓度处理（0、25、50、75、100 mg·kg-1）下黑麦草光合气体交换变化参数、光合荧光参数和黑麦草对铀的富集特征的影响。结果显示，铀胁迫会使植物的光合速率（A）和气孔导度（Gs）显著降低（P<0.05），光合性能指数（PIabs）随外源铀浓度的增加呈先增后减的趋势，但未对黑麦草的胞间CO2浓度（Ci）、最大光化学效率（Fv/Fm）和相对可变荧光（Vj）产生显著影响。随外源铀污染浓度的增加，土壤中铀残留量、黑麦草体内地上部和地下部的累积量显著增加（P<0.05），且随着生长时间的增加，土壤中铀残留量显著减小、黑麦草体内地上部和地下部的累积量显著增加。生物富集系数（BCF）和铀总提取量分别在100 mg·kg-1处理下达到最大值。结果表明，黑麦草的光合荧光参数对铀具有较好的耐受性，而光合速率的降低可能是光抑制引起的，黑麦草对铀有较高的富集能力，且随着生长时间和外源处理浓度的增加而增加。

• 黄土丘陵沟壑区耕层土壤重金属空间分异及影响因素

  张敏,陈海,史琴琴,张行,刘迪,赵岩

  为了解黄土丘陵沟壑区耕层土壤重金属的空间分异及影响因素，以陕西省米脂县高渠乡为研究区，基于地统计学方法，分析耕地土壤表层Pb、As、Cu、Cr、Ni、Zn六种重金属元素的空间分异，并结合地理探测器与统计分析，进一步讨论重金属空间分布的影响因素。结果表明：As、Cu、Cr、Ni含量超过黄绵土背景值的样本率分别为23%、100%、100%和100%，As和Cu元素为中等变异，Pb、Cr、Ni、Zn为弱变异。Ni元素的块金系数最大（0.59），Pb元素的块金系数最小（0.12），Pb和Zn元素有较强的空间相关性，主要以结构性变异为主，As、Cu、Cr、Ni有中等程度的空间相关性，受结构性因素影响，同时也受随机因素影响较大；从空间分布格局上看，六种重金属均存在空间集聚现象，局部有高值区和低值区出现。重金属的空间分布受到地形和种植方式的共同影响，地形对各重金属分布的影响大于种植方式，且坡向与种植类型的交互作用对各重金属空间分布影响最大。研究表明，高渠乡土壤耕层Ni含量普遍偏高，可能对土壤环境和农产品生产的安全构成潜在威胁，且不同重金属由于受到复杂地形和种植方式的交互影响，空间差异明显。

• 基于地理探测器的土壤重金属污染影响因素分析

  齐杏杏,高秉博,潘瑜春,杨晶,郜允兵

  定量分析全国范围内Cd、Pb、Zn、As、Cu和Cr 6种土壤重金属累积量与影响因素的相关程度。通过描述性统计、地累积指数法分析了污染情况和累积量分布情况，并借助地理探测器，定量地揭示了土壤重金属含量的主要影响因素。结果表明：Cd呈现出大面积的连片污染，Pb、Zn和Cu呈现斑块状污染，As和Cr呈现零星污染。各种重金属的主要影响因素为：Cd与地理区划、海拔高度、地势三大阶梯和土壤类型相关性较强；Pb与地势三大阶梯、气候带类型和土壤类型相关性较强；Zn与海拔高度、地理区划和气候带类型相关性较强；As与气候带类型和土壤类型相关性较强；Cu与海拔高度、气候带类型和土壤类型相关性较强；Cr与土壤类型、东中西经济划分和地理区划相关性较强；全国大尺度上6种土壤重金属含量主要受自然因素主导控制，主要为多因素复合作用影响。通过定量化分析各重金属的影响因素，揭示了全国大尺度上6种土壤重金属含量整体趋势和宏观规律。

• 基于DGT技术分析土壤重金属Cd、Ni的老化特征

  张璠,赵玉杰,马秀兰,周其文,刘潇威,张铁亮,郭新蕾,王祖光,宋志廷,王继军

  为明确重金属在土壤中的老化进程，锁定关键影响因子，采用梯度扩散薄膜（DGT）技术探究了外源添加Cd和Ni两种重金属在6种不同类型土壤中的老化特性，并探讨了影响重金属老化过程的关键因子。结果表明：Cd、Ni在不同土壤中的老化过程差异性明显，Ni比Cd更易老化。进入土壤中的重金属老化过程大致分为3个阶段，添加后20~30 d为快速老化阶段，30~60 d为缓慢老化期，除个别高污染土壤外，其余土壤均在60 d后基本达到平衡。数据分析结果表明，6种土壤中Cd、Ni的老化平衡浓度由初始浓度决定，初始浓度、CEC等因子为影响Cd、Ni老化速率的主控因素。DGT作为一种原位、非破坏性、不引入外源离子的监测技术，可以动态展示土壤外源添加重金属在老化过程中的活性变化，对评估土壤重金属污染风险具有重要参考价值。

• 生石灰和钙镁磷肥对晚稻生长及稻米镉含量的影响

  文炯,李祖胜,许望龙,陈鸽,白玲玉,曾希柏,吴家梅

  为研究不同培肥措施对镉污染稻田的修复效果，采用小区试验的方法，研究了生石灰和钙镁磷肥及与化肥、有机肥配施对土壤镉有效性、水稻生长和稻米镉含量的影响。结果表明：施用生石灰、钙镁磷肥可以显著提高土壤pH值，其增幅为10.5%~16.1%，其中耦合石灰、钙镁磷肥和化肥（NPKML）处理增幅最大，达到16.1%，施用生石灰次之、钙镁磷肥增幅最小。有机肥与生石灰、有机肥与化肥和生石灰配施可使土壤有效镉含量降低7.9%~23.5%、使糙米的镉含量降低35.1%~47.5%，其中NPKML对两者的降低效果最佳。施用生石灰、钙镁磷肥等对水稻生长和稻谷品质没有显著影响。研究表明，有机肥、化肥、钙镁磷肥和石灰合理配施，对镉污染稻田修复具有较好的效果。

• 不同土壤环境因素对微塑料吸附四环素的影响

  杨杰,仓龙,邱炜,杨江俐,周东美

  为探究不同土壤环境因素对于微塑料吸附抗生素的影响，选用三种常见的微塑料：聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）和聚酰胺（PA），以四环素（TC）代表抗生素，通过批平衡试验来研究微塑料对TC的吸附行为和机理。研究发现，3种微塑料对TC的等温吸附方程均可用Langmuir方程进行拟合，其吸附能力为PE > PS > PA，最大吸附量分别为0.154、0.086、0.075 mg·g-1。在中性条件下PE对TC的吸附量达到最大，pH对PA吸附TC影响较小，而PS在酸性条件下对TC的吸附量最大，且随着pH增加吸附量逐渐降低。不同浓度的Ca2+和Mg2+会影响微塑料对TC的吸附，且随着浓度的增加，吸附量逐渐降低。富里酸的存在抑制了TC在PE上的吸附，但低浓度的富里酸（<1 mg·L-1）会促进PA和PS吸附TC。结果表明，不同微塑料对TC的吸附存在显著差异，且不同土壤环境因素明显影响了微塑料对TC的吸附行为，该结果为进一步研究和评估微塑料在土壤环境中的吸附行为奠定了基础。

• 外源硒对萘胁迫下车前草生长及土壤修复能力的影响

  朱灿,刘慧刚,顾彦,席颖,任东,黄应平

  为研究土壤多环芳烃植物修复技术，以萘为典型低分子量多环芳烃代表性污染物，选取车前草（Plantago asiatica L.）为潜在的修复治理植物，通过盆栽模拟试验，探讨外源硒的添加（0.2 mg·kg-1）对萘污染（0、50、200、800 mg·kg-1）条件下的车前草生长、生理特征及土壤修复效果的影响。研究结果显示，在不同浓度萘作用下，车前草生物量、根系形态（根表面积、根体积、根尖数、平均直径）和萘的去除率随土壤萘含量的增加而降低，根部丙二醛（MDA）、谷胱甘肽（GSH）含量和过氧化氢酶（CAT）活性则升高。硒的加入缓解了萘的胁迫作用，使得植物生物量和根系形态较无硒组增加了10.7%以上，MDA含量降低了8.4%~15.8%，过氧化氢酶（CAT）活性提高了4.0%~13.4%，谷胱甘肽（GSH）含量增加了13.1%~33.3%，土壤萘的去除率提高了0.5%~11.6%。结果表明，土壤中的萘抑制了车前草的生长，降低了其对萘的修复效率，而适量浓度的硒可以缓解萘对车前草胁迫，提高其对萘的耐受性，从而增强车前草的植物修复效率。

• 生物炭对噻虫胺在土壤中吸附和降解的影响

  邵翼飞,张鹏,刘爱菊

  为探究由不同热解温度和原材料制备的生物炭对噻虫胺在黑土中吸附和降解的影响，以玉米秸秆和猪粪为原材料，分别在300、500℃和700℃下限氧热解制备了六种生物炭，并将其添加到黑土中，研究生物炭对土壤理化性质与噻虫胺在土壤中吸附-降解的影响。结果表明：添加生物炭可显著提高土壤的pH、有效态磷和有机碳含量，降低土壤的H/C。噻虫胺在土壤及生物炭-土壤混合体系中的吸附过程符合Freundlich模型。添加生物炭显著提高了土壤对噻虫胺的吸附，且吸附量随生物炭热解温度的升高而增大。不同热解温度的生物炭对噻虫胺在土壤中降解的影响不同。高温生物炭-土壤混合体系的强吸附能力降低了噻虫胺被微生物降解的速率，但噻虫胺在低温生物炭-土壤混合体系中具有相对较高的微生物降解速率。因此，在利用生物炭修复农药污染土壤时应该充分考虑生物炭的类型和性质。

• 添加金属(氢)氧化物对木质素腐殖化作用的影响机理

  王楠,王帅,徐俊平,王语,窦森

  为研究金属（氢）氧化物在木质素腐殖化作用中的催化作用，采用液体摇瓶培养法，在木质素培养液中添加针铁矿、三羟铝石和δ-MnO2，接种混合菌株悬液后启动110 d的培养试验，动态收集沉淀物质并用H2O2去除氧化物表面的有机成分，应用SEM、FTIR和XRD技术对其结构特征进行分析。结果表明：针铁矿参与木质素腐殖化作用后，小颗粒比例增加且边缘棱角锐化，表面水合羟基与微生物及其转化的木质素间形成氢键，使表面水合羟基（-OH2+）及结晶水O-H的缔合程度增强。Fe-OH的质子化使Fe-O的振动频率增强，配体交换和氢键作用是针铁矿催化木质素腐殖化作用的主要机制；三羟铝石参与木质素腐殖化作用后，晶粒轮廓更加清晰，粒径减小且有聚集趋势，表面Al-OH以氢键形式与微生物及其转化的木质素结合，增加了水合基振动频率，部分OH基团还可被微生物及其转化木质素的羧基取代，弱化了AlO4四面体和AlO6八面体上的Al-O键，水桥键及螯合物的形成使Al-OH2+的振动频率增强；疏水作用是δ-MnO2参与木质素转化的主要机制，反应后颗粒结合更加松散，微纳米球边缘锐化，表面结晶水脱除，Mn-OH的去质子化使O-Mn-O的振动频率增加。研究表明，上述3种金属（氢）氧化物均是通过表面羟基与金属含氧基团来催化木质素的腐殖化作用，而其本身并未发生物相改变。

• 生物炭调节盐化水稻土磷素形态及释放风险研究

  曹殿云,兰宇,杨旭,赫天一,刘遵奇,陈温福,蔡丹丹,温秋香

  为探明生物炭施用对盐化水稻土磷素形态及释放风险的影响，以滨海草甸盐化水稻土为基础，结合室内分析，研究了不同用量生物炭还田方式（CK：0 t·hm-2；B1：20 t·hm-2；B2：40 t·hm-2）条件下土壤磷含量、组分特征及磷素释放风险。结果表明：生物炭能提高土壤全磷、有效磷、总有机磷和总无机磷含量，提高幅度分别为：11.40%~35.70%、28.96%~46.63%、11.30%~29.19%和10.54%~25.98%。生物炭提高了土壤NaHCO3浸提态磷（Ca2-P）、NH4AC浸提态磷（Ca8-P）和NH4F浸提态磷（Al-P）含量，随着施炭量的增加而增大，且各处理间差异显著；当施炭量为20 t·hm-2时，土壤NaOH-Na2CO3浸提态磷（Fe-P）和闭蓄态磷（O-P）含量显著高于其他处理；施用生物炭对H2SO4浸提态磷（Ca10-P）无显著影响。生物炭显著提高了土壤活性有机磷（LOP）和中等活性有机磷（MLOP）含量，但显著降低了土壤中等稳定性有机磷（MROP）含量，当施炭量为40 t·hm-2时，土壤高等稳定性有机磷（HROP）含量最小，且显著低于其他处理。本试验中土壤的活性Al[Al（ox）]和活性Fe[Fe（ox）]均处于较高水平；施用生物炭显著提高了土壤磷吸持指数（PSI），增加了土壤固磷能力；土壤磷吸持饱和度（DPSS）为6.81%~8.34%，土壤磷释放风险指数（ERI）为54.55%~61.67%。综上所述，在本文试验条件下，施用生物炭可以改善盐化水稻土磷素状况，且不会增大土壤磷素释放的风险。

• 种植业结构调整对化肥施用量的影响

  刘静,连煜阳

  1978年至2015年中国农用化肥施用量持续增长，2016年首次出现负增长，但化肥施用强度并未有实质性下降，单位耕地面积的化肥施用折纯量仍然高达443.53 kg·hm-2，极大超过了发达国家为防止化肥对环境造成危害所设置的225 kg·hm-2的安全上限。本研究利用1994-2016年26个省份的面板数据，采用描述性统计分析和计量经济模型，科学剖析种植业结构调整，特别是蔬菜、水果面积增加同化肥施用强度增长之间的关系。结果表明，蔬菜、瓜果等经济作物的种植面积增加是化肥施用强度高、化肥施用量增长的重要原因，此外，地区经济发展水平、农作物总面积对农用化肥施用量增加有显著正向影响，化肥生产价格对化肥施用量有显著负向影响。

• 普者黑河流-湖泊湿地表层沉积物磷素时空分布及影响因素

  刘鹏,张紫霞,张超,王妍,杨波,张叶飞

  应用四步连续提取法和冗余分析（RDA），对总磷（TP）时空分布及各形态磷的环境影响因素进行深入探讨。结果表明：河流和湖泊湿地表层沉积物TP含量分别为415~1903、244~2474 mg·kg-1，均为中度污染水平，响水河与中段湖区为高含磷区域，枯水期TP含量较丰水期和平水期要高；两类湿地表层沉积物中各形态磷含量排序为：铁铝氧化态磷（NaOH-rP） > 难溶性磷（Res-P） > 有机质结合态磷（NaOH-nrP） > 可还原态磷（BD-P） > 钙磷（HCl-P） > 弱吸附态磷（NH4Cl-P）。其中，NaOH-rP、Res-P两者之和占TP比例达55.4%，而HCl-P、NH4Cl-P占TP均不足3%，潜在环境风险较高；从影响因素来看，NH4Cl-P受环境因子影响较大，BD-P、NaOH-rP与pH为负相关关系，与氧化还原电位（OPR）为正相关，总有机碳（TOC）的附着作用对NaOH-nrP的固定产生很大干扰，HCl-P与pH负相关，Res-P则相对稳定。

• Fe(Ⅲ)对不同来源溶解性有机质的光化学活性的影响

  刘砚弘,李威,韩建刚

  为研究水环境中普遍存在的Fe（Ⅲ）对溶解性有机质（DOM）的光化学活性的影响，分别以糠醇（FFA）、对氯苯甲酸（pCBA）和2，4，6-三甲基苯酚（TMP）作为1O2、·OH和3DOM*的分子探针，研究了不同光源和pH条件下，Fe（Ⅲ）对不同DOM产生1O2、·OH的稳态浓度和TMP降解的反应速率的影响。结果表明：汞灯照射下DOM产生活性物种的能力显著高于氙灯照射条件下，说明光强越大，DOM产生的活性物种越多；不同光源和pH条件下，不同DOM产生活性物种的能力是不同的，总体上表现为Suwannee河腐植酸（SRHA）和Suwannee河天然有机物（SRNOM）具有更高的1O2和·OH生成效能，而污水处理厂二级出水有机物（EfOM）具有更高的3DOM*生成效能。低浓度的Fe（Ⅲ）（10 μmol·L-1）对DOM产生活性物种的能力无显著影响，高浓度的Fe（Ⅲ）（25~50μmol·L-1）则会抑制DOM产生活性物种的能力，且随Fe（Ⅲ）浓度的增加，抑制效应增强。DOM/Fe溶液的E2/E3值随Fe（Ⅲ）浓度的增加而逐渐减小，其与单一DOM/Fe体系产生的1O2、·OH的稳态浓度以及TMP的光降解反应速率常数具有正相关关系。在实际水体中，Fe（Ⅲ）的存在可能会抑制DOM的光化学活性，进而抑制水体中有机污染物的光化学转化，导致有机污染物的生态风险提高。

• 典型季节规模化猪场氨排放特征研究

  纪英杰,沈根祥,徐昶,周忠强,王振旗,钱晓雍,王晶璐,叶贤满

  为探求典型季节规模化猪场主要污染环节的氨排放特征，通过高分辨率在线监测设备对上海典型某规模化猪场的肉猪养殖棚舍与堆粪棚的氨浓度进行连续监测，获取主要环节典型季节的氨排放通量水平。研究结果表明，肉猪养殖棚舍夏秋两季平均氨浓度水平分别为3.31±0.31 mg·m-3和4.91±0.56 mg·m-3，而堆粪棚夏秋两季氨浓度水平分别为6.26±1.57 mg·m-3和3.19±0.61 mg·m-3。肉猪棚舍夏秋两季氨浓度日小时范围分别为2.9~3.7 mg·m-3和3.8~5.5 mg·m-3，即夏季肉猪棚舍氨浓度呈先上升后下降的趋势，主要受温度、畜禽活动强度的影响；秋季肉猪棚舍氨浓度变化趋势为先下降后上升，主要受9：00-15：00机械通风运行模式的影响。肉猪养殖棚舍夏秋两季的氨排放通量分别为10.12±0.96 g·d-1·头-1和7.07±1.58 g·d-1·头-1，堆粪棚夏秋两季氨排放通量分别为2.99±0.69 g·d-1·头-1和0.89±0.31 g·d-1·头-1。相关性分析表明，在夏季，通风量是影响肉猪养殖棚舍氨排放通量的主导因素，而在秋季，氨排放通量则更多地受到温度与湿度的影响。

• 我国主要粮食作物秸秆还田替代化学氮肥潜力

  柴如山,王擎运,叶新新,江波,赵强,王强,章力干,郜红建

  基于最新农业统计资料和文献数据，分析了2013-2017年我国不同省份和不同农区主要粮食作物秸秆氮养分资源量及还田当季替代化学氮肥的潜力，为秸秆还田条件下的化学氮肥替代和减施提供科学依据。结果表明，我国主要粮食作物种植区域水稻、小麦和玉米秸秆年均产量分别为2.3亿、1.7亿t和3.9亿t，所含氮养分资源量分别为209万、108万t和356万t。三大粮食作物秸秆氮养分资源主要分布在华北、长江中下游和东北农区，分别占全国总量的31.6%、25.4%和24.2%。其中，水稻秸秆氮养分资源主要分布在长江中下游农区（120.9万t）；小麦秸秆氮养分资源主要分布在华北农区（66.6万t），玉米秸秆氮养分资源集中分布于华北农区（142.1万t）和东北农区（132.5万t）。水稻秸秆还田化学氮肥可替代量较大的省份为江苏、湖北、浙江、湖南、辽宁和安徽，为34.6~46.5 kg·hm-2；小麦秸秆还田化学氮肥可替代量较大的省份为河南、河北、山东、安徽、江苏和新疆，为22.2~27.4kg·hm-2；玉米秸秆还田化学氮肥可替代量较大的省份有吉林、辽宁、内蒙古、宁夏、黑龙江、山东、江苏、新疆、湖南和安徽，为54.3~70.7 kg·hm-2。在秸秆全量还田的情况下，我国水稻、小麦和玉米秸秆还田当季化学氮肥可替代总量分别为99万、54万t和192万t，化学氮肥可替代量分别为33.6、23.4 kg·hm-2和51.2 kg·hm-2。我国主要粮食作物秸秆氮养分资源量巨大，在秸秆还田化学氮肥替代潜力较大的地区，合理利用秸秆氮养分资源是实现化学氮肥减量的重要途径。

• 中国农田畜禽粪尿磷负荷量及环境风险分析

  刘晓永,王秀斌,李书田

  准确掌握不同地区畜禽粪尿和磷负荷量及其环境风险，为畜禽养殖总量控制、合理布局和还田利用提供决策依据。基于统计数据和文献资料，利用磷的猪粪当量（P）估算了我国畜禽粪尿量和各类畜禽粪尿比例的时空变化，分析和评价了当前各省份畜禽粪尿和磷资源量及其土地负荷量和污染风险，并根据畜禽粪尿还田率估算了当前各省份畜禽粪尿及其磷还田量，并进行环境风险评价。结果表明：中国畜禽粪尿猪粪当量（P）及其磷量1978年至2005年快速增加，2006年至2016年保持稳定。截止2016年，猪粪当量（P）约21.23亿t，磷量约545万t，比1978年均增长123%，华北地区畜禽粪尿猪粪当量（P）及其磷量最大，约占全国总量的23%和9%。区域水平上，按耕地面积计算，东南和西南地区负荷量较大，为Ⅴ级，有严重污染风险，按农作物种植面积计算，东南和西南地区较大，为Ⅳ级，有较严重污染风险，按农用地计算，东南、长江中下游和华北地区负荷量较大，为Ⅳ级，有较严重污染风险。省级单元上，湖南负荷量最大，其次是北京、广东和河南，这些省份为Ⅴ级，有严重污染风险。全国畜禽粪尿猪粪当量（P）及其磷还田量分别为11.51亿t和295万t，折合成单位农用地面积分别为3.1 t·hm-2和8.0 kg·hm-2。区域上东南地区还田最多，分别为10.3 t·hm-2和26.3 kg·hm-2，为Ⅲ级，有污染风险，其次是华北和长江中下游地区，为Ⅱ级，稍有污染风险，而东北、西南和西北地区相对较低，为Ⅰ级，无污染风险。省级单元上湖南和北京还田较多，为Ⅳ级，有较严重污染风险，华北、长江中下游、东南地区的多数省份和部分西南地区省份农用地畜禽粪尿磷还田量接近或大于50%单位土地面积畜禽粪尿磷的年施用限量，具有较高的污染风险。研究表明，不同区域和省份畜禽粪尿磷负荷量和还田量污染风险具有较大差异，但多数省份尤其华北、长江中下游、东南地区的畜禽粪尿磷污染风险较大。

• 海南省畜禽养殖环境承载力及有机肥替代化肥潜力分析

  杨旭,黄艳艳,刘海林,茶正早,罗微,林清火

  为评价海南省各地区农用地环境污染风险程度，分析海南省有机养分替代化肥潜力，基于海南省2017年养殖数据，采用排泄系数法和农作物籽粒比，计算海南省畜禽粪尿和秸秆中氮磷钾养分总量；分析海南省各市县畜禽养殖承载力和环境污染风险系数，计算不同还田比例有机养分替代化肥潜力。结果表明：海南省2017年畜禽粪尿总量为1 110.9万t。畜禽粪便全部还田时，海南省养殖承载力为6 751.5万头猪当量。定安县和海口市农用地污染风险较大，分别为0.98和0.81；海南省秸秆和畜禽粪便氮磷钾养分总量为14.5万t，当还田比例分别为1/3、2/3和100%，有机肥替代潜力分别为4.2%、7.1%和14.1%。研究表明，海南省大部分地区暂无污染风险，且具有较大养殖空间和替代化肥潜力。

• 鸡粪与农林废弃物共热解对生物炭中残留重金属和抗生素的影响

  田仁强,谢胜禹,李春星,曹志洪,余广炜,汪印

  为了消减畜禽粪污资源化利用过程中面临的重金属和抗生素污染风险，利用不同农林废弃物（竹屑、木屑、米糠和稻壳）在600℃下共热解的方式对鸡粪进行安全处置。结果表明：鸡粪与农林废弃物共热解所得生物炭的产率、灰分和挥发分降低，N和S的含量减少，固定碳、C和H的含量增加；随着农林废弃物添加比例的升高，共热解所得生物炭的pH、电导率和阳离子交换量降低。鸡粪与竹屑、木屑、米糠和稻壳共热解可以显著降低生物炭中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb（除鸡粪木屑炭中的As和Pb之外）的含量，其中Cu和Zn的下降最为显著；鸡粪与竹屑共热解可以促进As向残渣态转化，鸡粪木屑炭中Ni和Cd的生物可利用态比例降低，鸡粪米糠炭中Cu和鸡粪稻壳炭中Zn的残渣态比例升高；共热解所得的生物炭中所有重金属的浸出浓度都远低于标准USEPA 1993的浓度限值，不会产生浸出毒性；鸡粪与农林废弃物共热解的中试试验结果与实验室结果相似。中试共热解所得的生物炭中4种典型抗生素泰乐菌素（TYL）、四环素（TC）、磺胺嘧啶（SDZ）和磺胺甲恶唑（SMX）的去除率均达到了100%。

• 室内培养条件下两种氨挥发监测方法的比较

  谢威,王盈盈,孙婷,王慎强,赵旭

  为探索一种简单、快捷的氨挥发监测体系，采用室内静态密闭土壤培养方法，对氨气检测管法与目前常用的硼酸吸收-标准酸滴定法所监测的氨挥发结果进行对比研究。结果表明：加入200 mg N·kg-1尿素态氮的条件下，硼酸吸收-标准酸滴定法和氨气检测管法所测氨挥发累积损失量分别为3.29 mg N·kg-1和3.05 mg N·kg-1，累积氨挥发损失率分别为1.26%和1.15%；加入氮量增加至400 mg N·kg-1时，两种方法所测氨挥发累积损失量分别是7.20 mg N·kg-1和7.16 mg N·kg-1，累积氨挥发损失率分别为1.61%和1.59%。两种方法的氨挥发损失动力学过程和累积氨挥发损失量具有良好的一致性。研究表明，氨气检测管法适用于室内静态密闭培养过程氨挥发监测。

• 太湖地区有机与常规种植方式下稻麦轮作农田温室气体短期排放特征

  陈秋会,王磊,席运官,田伟,金淑,张弛,李妍,肖兴基

  为探明有机种植模式对农田温室气体排放的影响，以太湖地区有机与常规种植模式下稻麦轮作农田为研究对象，采用静态箱-气相色谱法监测农田温室气体（CO2、CH4和N2O）排放的动态变化特征，并运用温室气体增温潜势（GWP）和排放强度（GHGI）进行温室效应估算。结果表明：在稻麦轮作季，有机与常规种植模式下温室气体排放通量整体动态变化趋势基本一致。在稻季，有机种植土壤CH4排放总量为195.56 kg·hm-2，显著高于常规种植（119.77 kg·hm-2），而CO2和N2O排放总量与常规种植无显著差异；在麦季，有机种植土壤CO2、N2O和CH4排放总量分别为12 554.92、1.44 kg·hm-2和7.02 kg·hm-2，常规种植土壤分别为8 096.61、2.67 kg·hm-2和6.74 kg·hm-2。稻季有机种植土壤温室气体GWP和GHGI显著高于常规种植，而在麦季常规种植较高。在整个稻麦轮作季，有机种植模式下温室气体GWP和GHGI分别为6 501.69 kg CO2-eq·hm-2和0.44 kg·kg-1，显著高于常规种植模式（4 745.38 kg CO2-eq·hm-2和0.37 kg·kg-1）。有机种植模式在稻季温室气体减排方面无明显优势，但是有利于麦季农田土壤温室气体的减排。

• 施用生物炭对干旱区玉米农田碳足迹的影响

  王冠丽,孙铁军,刘廷玺,程功

  为粮食稳定增产的同时降低农田生态系统的温室气体排放和碳足迹。本研究在科尔沁沙丘-草甸梯级生态系统中的玉米农田设置施入不同含量生物炭的对比试验，其施用生物炭量分别为：0（CK）、15（C15）、30 t·hm-2（C30）和45 t·hm-2（C45），就各处理生命周期内温室气体（CO2、CH4及N2O）通量进行观测，对其农资投入进行统计，并进行碳足迹的计算。结果表明：施用生物炭会有效降低玉米农田生态系统的温室气体累计排放总量，处理C15、C30、C45与对照CK相比，其温室气体累计排放量分别降低21.4%、14.2%、16.8%；碳足迹及单位产量碳足迹则随着生物炭添加含量的增加而明显增大，处理C15、C30、C45与对照CK相比，其碳足迹分别增大73.1%、149.1%、227.8%，其单位产量的碳足迹分别增大59.8%、121.2%、195.9%。相比对照C15，处理C30和C45分别提高了玉米产量的4.2%和2.2%，但增幅均并不显著。因此综合经济效益和环境因素考虑，建议科尔沁地区玉米农田在生产过程中施用15 t·hm-2生物炭，在保证增加产量的同时将农田生态系统的碳足迹控制在较低范围内。