农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2019年第1期

• (微)塑料污染对土壤生态系统的影响:进展与思考

  朱永官,朱冬,许通,马军

  塑料已经成为现代社会不可或缺的产品而被广泛应用，塑料污染也成了一个全球性的环境污染问题。近年来，土壤塑料污染的问题也开始受到关注。本文针对近几年来国内外关于塑料污染对土壤生态系统的影响进行综述，主要包括以下几个方面：（1）微塑料对土壤物理化学性质的影响；（2）微塑料对土壤微生物群落的影响；（3）微塑料与土壤动物的相互作用。最后，本文对未来关于土壤微塑料研究的重点方向进行了展望。

• 生物炭老化及其对重金属吸附的影响机制

  吴文卫,周丹丹

  生物炭具有丰富含氧官能团、多孔结构、阳离子交换量、芳香性结构等使其对重金属具有良好的固持作用，进而在重金属污染土壤修复中具有良好的应用前景。生物炭施入土壤中在与土壤接触过程中受物理、化学和生物作用而发生老化现象，致使生物炭特性发生改变。本文综述了原料来源、热解温度和老化方法对老化生物炭特性的影响，以及老化生物炭对重金属吸附的影响机制。老化作用对生物炭特性的改变主要体现在灰分、表面元素组成、含氧官能团、pH、形貌特征、孔隙结构及比表面积。老化生物炭表面含氧官能团、负电荷和CEC含量增加会促进其对重金属的吸附；而比表面积和pH的降低、酚羟基和芳香醚含量增加以及羧基数量减少则抑制其对重金属的吸附。

• 铜胁迫下玉米光谱变化的奇异性诊断指数与污染甄别

  李燕,杨可明,王敏,程凤,高鹏,张超

  通过研究不同程度铜污染胁迫下玉米光谱奇异性变化特征来诊断玉米受Cu2+污染程度。通过设置不同铜胁迫浓度下的玉米盆栽实验，根据实测的SVC高光谱数据和Cu2+含量数据，采用经验模态分解（EMD）与小波变换相结合的方法提取玉米光谱奇异信息，并构建奇异性诊断指数对玉米光谱奇异性进行定性分析，从而实现玉米铜污染程度的甄别。同时与常规的绿峰高度、红边最大值、红边一阶微分包围面积等植被重金属污染信息监测方法进行比较来验证该方法的有效性。结果显示：奇异性诊断指数（SI）与玉米叶片中Cu2+含量存在较强的相关关系，SI随叶片中Cu2+含量的增加而增大，其相关系数达到0.972 4，从而证明光谱奇异性诊断指数能有效地诊断叶片光谱的奇异性变化及其污染程度，为作物重金属污染监测提供参考依据。

• 南方典型稻区稻米镉累积量的预测模型研究

  熊婕,朱奇宏,黄道友,朱捍华,许超,王帅,王辉

  为了更好地指导镉污染稻田土壤修复、管控稻米镉风险，本文以我国镉污染风险较大的南方稻田为研究对象，基于土壤与稻米配对样品，分析稻米镉含量与土壤理化因子的相关关系，并通过逐步回归分析，建立稻米镉累积量的预测模型。结果表明，我国南方稻区稻米镉累积量主要取决于土壤有效态镉含量而非全镉含量，有效铁、有效锰及有机质含量也是影响稻米镉含量的重要因素；在不考虑水稻品种条件下，采用土壤有效态镉含量、有效锰、有效铁及有机质可较好预测稻米镉积累量，模型的预测能力达到极显著水平（P<0.001），决定系数（R2）为0.52；针对常规稻和杂交稻，以上述4个土壤因子分别建立的模型也可实现较好预测（P<0.001），R2分别为0.47和0.67。

• 围场县马铃薯中典型药物污染特征及健康风险评价

  潘寻,苏都,苏佰礼,贲伟伟

  为掌握典型药物在农作物中的污染特征及健康风险，保障农产品质量安全，利用超声萃取-固相萃取-高效液相色谱/串联质谱（LC-MS/MS）技术，对围场县全县马铃薯中5大类（磺胺类、四环素类、氟喹诺酮类、大环内酯类及其他类）25种药物污染水平及富集效果进行了调查，并对健康风险进行了评价。结果表明，有20种目标物被检出，不同目标物检出率差异显著，检出含量范围为0.13~3.67 μg·kg-1，单种污染物最高检出含量为17.0 μg·kg-1。马铃薯对目标污染物的富集系数范围在0.01~39.6之间，最大富集系数为61.8。畜禽粪便是马铃薯中药物残留的主要来源，尽管整体检出水平和健康风险相对较低，但长期摄入与协同作用引发的潜在健康风险不容忽视。因此，仍需严控污染源头，推进畜禽粪便安全资源化利用，确保农田环境质量及农产品安全品质。

• 缺Ca/Fe及盐分胁迫下番茄Pb吸收转运与关键基因的表达关系

  叶汉杰,王立立,余丹萍,李取生,徐智敏,周初,林欣,吕耀,周婷

  选取台湾黄圣女番茄为供试材料，通过水培试验研究缺Ca/Fe及盐分胁迫三种处理对Pb在番茄中富集的影响，并测定不同处理下根部CNGC1（环核苷酸门控非选择性阳离子通道）和HMA3（P1B-ATPase酶）基因的相对表达量，进而探究CNGC1和HMA3基因的表达对番茄吸收累积Pb的影响。结果表明：与对照相比，缺钙处理显著增强了根对Pb的吸收能力并抑制了Pb往地上部转运过程，缺Fe处理对根吸收能力无显著影响而增加了往地上部转运量，盐分处理同时增强了根部吸收及往地上部转运能力；不同处理下番茄根部单位质量Pb净吸收量与CNGC1离子通道的活性水平呈现出极显著正相关（P<0.01），说明番茄根部CNGC1离子通道在不同处理下Pb的吸收可能起着重要作用；番茄Pb转运系数与HMA3的表达量呈现极显著负相关（P<0.01），说明番茄HMA3的高表达抑制了番茄对Pb的地上转运能力。因此，缺Ca/Fe及盐分胁迫处理对Pb在番茄中富集有不同影响，CNGC1离子通道和HMA3的表达量在一定程度上决定了Pb在番茄中的分布。

• 草鱼幼鱼肝胰脏抗氧化系统对MC-LR胁迫的响应

  隗黎丽,何丽,阮记明,刘毅,付建平,钟其旺

  为了研究微囊藻毒素（MC-LR）对草鱼（Ctenopharygodon idella）幼鱼肝胰脏抗氧化防御系统的影响，本研究通过腹腔注射的方法（剂量为25、100 μg MC-LR·kg-1，分别称为低剂量和高剂量），对草鱼幼鱼进行染毒，于胁迫24、48 h和72 h后分离其肝胰脏，随后采用分光光度法检测了草鱼幼鱼肝胰脏中超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性；同时采用荧光定量PCR方法分析了SOD、CAT、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）和谷胱甘肽还原酶（GR）基因相对表达量的变化。结果显示：高剂量MC-LR诱导24 h和48 h后，草鱼幼鱼肝胰脏SOD活性显著增加（P0.05）；低剂量MC-LR对CAT活性没有显著影响（P>0.05），而高剂量MC-LR诱导24 h后可使草鱼幼鱼肝胰脏CAT活性显著增加（P0.05）。在MC-LR胁迫过程中，SOD、CAT、GPx基因表达在两个剂量组中均显著低于对照组（P0.05），而高剂量组中GR基因在胁迫24 h和48 h后，其表达量被抑制，但不存在显著差异（P>0.05）。进行抗氧化酶活性和基因表达相关性分析发现，SOD和CAT酶活性与SOD和CAT基因表达不相关。上述研究表明MC-LR对草鱼幼鱼肝胰脏抗氧化系统产生了明显的胁迫效应，但MC-LR对机体抗氧化酶活性与基因编码调控之间的相互作用机制还有待更深入的研究。

• Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)在斑马鱼组织中的累积及对抗氧化系统的影响

  马珊珊,赵光辉,常文越,刘智,张依然,陈红星,谢凌天

  以斑马鱼为受试材料，研究了Se（Ⅳ）和Se（Ⅵ）在斑马鱼组织中的累积及对抗氧化系统的影响。试验分3组，分别为对照组、Se（Ⅳ）处理组（500 μg· L-1）和Se（Ⅵ）处理组（5000 μg·L-1），处理28 d后，测定斑马鱼脑、鳃、肝、肠和肌肉组织中硒的累积以及过氧化氢酶（CAT）活性、总抗氧化能力（T-AOC）和Na+/K+-ATPase活性。结果显示，与对照组相比，硒处理组斑马鱼各组织中呈现不同程度的硒累积，肝组织中硒累积量最高，肠组织中CAT活性、鳃和肠组织中T-AOC活性以及鳃和肝组织中Na+/K+-ATPase活性均显著降低。Se（Ⅳ）与Se（Ⅵ）处理组相比，斑马鱼肝和鳃组织中硒累积量显著升高，肝组织中CAT活性显著下降13%，T-AOC活性显著升高1.8倍。研究结果表明Se（Ⅳ）比Se（Ⅵ）生物可利用性更高，硒累积导致斑马鱼组织发生氧化胁迫，试验为进一步从抗氧化系统的角度研究硒暴露对鱼类等水生生物的毒性作用机制奠定了基础。

• 酸、Cd胁迫对宽叶雀稗种子萌发、幼苗生长及亚细胞结构的影响

  赵雅曼,陈顺钰,张韵,姜云,侯晓龙,蔡丽平

  为研究宽叶雀稗（Paspalum wettsteinii）对酸和Cd胁迫可能存在的特殊响应策略，以宽叶雀稗种子为试验材料，采用培养皿滤纸法，设置不同酸（pH为5.5、4.5、3.5）和Cd（5、10、20 mg·L-1）胁迫浓度，测定不同胁迫条件下宽叶雀稗种子萌发、幼苗生长及亚细胞结构等指标。结果表明：酸胁迫对宽叶雀稗种子发芽率具有促进作用，其中pH 4.5具有显著促进作用；pH 3.5处理对宽叶雀稗种子的发芽势、发芽指数、活力指数、根长、芽长和生物量等指标具有抑制作用，其他酸胁迫处理则与对照（纯水处理）无显著差异（P>0.05）；Cd胁迫条件下宽叶雀稗的发芽率、发芽势和发芽指数均与对照无显著差异（P>0.05），活力指数、芽长、根长和生物量均随Cd胁迫浓度的增加呈显著降低趋势（P<0.05）；pH 3.5和10 mg·L-1 Cd胁迫均会对根尖质膜和芽的亚细胞结构造成严重损伤，出现淀粉粒肿胀、断裂，细胞器解体和细胞空泡化等现象。研究表明，宽叶雀稗种子对酸和Cd胁迫有一定的耐性，轻度胁迫会促进种子萌发和幼苗生长。

• 我国长江中下游水稻产区铅污染分区划分方法研究

  程菁靓,赵龙,杨彦,侯红,孙在金,马瑾

  以我国典型水稻产区——长江中下游平原为研究对象，在系统收集文献中20种水稻品种可食部位及其对应土壤中重金属铅（Pb）的协同调研数据基础上，综合考虑了水稻品种和土壤理化性质的影响，探讨了基于物种敏感性分布（SSD）法来划分水稻"宜产、限产、禁产"三区的方法，并以保护不同比例水稻品种反推出了各划分区的土壤Pb含量阈值。研究结果表明：该典型水稻产区的土壤pH与水稻Pb的富集系数间呈负相关，相关系数为-0.46（P<0.05），土壤有机碳（SOC）与水稻Pb的富集系数间呈正相关，相关系数为0.91（P<0.01），同时由pH和SOC两个变量所建立的回归模型可以解释水稻富集系数83.20%的变异；4种典型情景土壤中的水稻品种敏感性顺序分布基本一致；长江中下游平原区划分水稻"宜产、限产、禁产"三区的土壤Pb含量分别为≤ 14.81mg·kg-1，14.81~185.24 mg·kg-1和≥ 185.24 mg·kg-1。"宜产、限产、禁产"划分方法具有较好的科学性、普适性及可操作性，可推广至全国水稻产区的分区划分，将为我国农用地土壤的风险管理提供重要的技术支撑。

• 基于信息扩散理论的广东大宝山地区土壤重金属污染评价

  赵华荣,王迪,朱槟桐,金鑫

  为探讨信息扩散理论在土壤重金属污染评价中的可行性，通过广东大宝山地区24个土壤样品重金属数据，采用信息扩散理论结合地累积指数，评价了该地区土壤Pb、Zn、Cu和Cd的污染现状及发生概率。结果表明：大宝山地区土壤受Cd污染最为严重，其次为Cu污染，Pb和Zn污染较轻。通过信息扩散理论计算的地累积指数发生概率表明：大宝山地区土壤受Cd污染发生轻度-中等污染以上的概率为71.65%，中等污染以上的概率为56.76%，中等-强污染以上的概率为39.76%，强污染以上的概率为25.38%，强-极严重污染以上的概率为15.05%，极严重污染以上的概率为0.02%；Cu污染发生轻度-中等污染以上的概率为55.61%，中等污染以上的概率为38.65%，中等-强污染以上的概率为25.09%，强污染以上的概率为15.88%，强-极严重污染以上的概率为9.27%。综上，信息扩散理论可用于土壤重金属污染评价，评价结果可为土壤重金属污染的管理和治理提供参考。

• 农田土壤重金属空间变异多尺度分析——以北京顺义土壤Cd为例

  刘伟,郜允兵,周艳兵,潘瑜春,戴华阳,高秉博,阎跃观

  为了揭示土壤重金属的空间分异性及其空间结构特征，对2007年北京市顺义区农田土壤采样数据中Cd含量进行多尺度分析，采用半方差分析法和尺度方差分析法定量刻画了土壤Cd空间变异的空间等级结构和特征尺度。结果表明：顺义区土壤Cd含量的变异系数为44.9%，达到中等强度变异，土壤Cd含量具有较强的空间自相关性，且存在空间多尺度结构，3.5、9.6 km左右为土壤Cd的两个特征尺度，其在小尺度上受土地利用强度的影响，大尺度上主要受土壤类型的影响。多尺度分析方法可定量化解析农田土壤重金属空间变异，有效识别不同尺度上的主导因素。

• 浙北某县域耕地土壤重金属空间分异特征、污染评价及来源分析

  吕悦风,孙华

  以浙江省北部某产粮县的267个耕地土壤样本的5种土壤重金属As、Hg、Cr、Cd、Pb为研究对象，综合运用结合GIS手段、单因素、内梅罗综合评价法以及改进模糊综合评价法，分析研究区土壤重金属污染的空间分异、污染评价以及来源分析。结果表明：As、Hg、Cr、Cd、Pb平均含量分别为8.17、0.211、67.03、0.224、37.26 mg·kg-1，均符合国家相应的土壤环境质量二级标准。土壤重金属半方差函数拟合块基比大小顺序为Hg > Pb > Cd > As > Cr，其中Pb、Cd、As、Cr处于中等程度相关，Hg则表现出了较弱的空间相关性，受人类活动影响较大。该县土壤整体清洁，仅少数样点出现污染情况。这部分污染主要分布在县城周边，以Hg-Cd复合污染的形式存在，主要来源于工矿企业长期燃煤导致的粉尘挥发以及当地蓄电池产业发展所带来的负面影响。

• 某铅锌尾矿库周边农田土壤重金属污染状况及风险评价

  梁雅雅,易筱筠,党志,王琴,高双全,唐婕,张政芳

  为研究广东省某铅锌尾矿库周边农田土壤重金属污染状况及评价重金属污染对农田土壤的风险，测试分析了土壤中重金属元素Pb、Zn、Cu、Cr、Cd、Ni和As的含量，并采用内梅罗综合污染指数法、潜在生态危害指数法和模糊综合评价法3种评价方法对土壤重金属污染进行风险评价。结果表明，稻田土壤中的重金属含量高于蔬菜地土壤，部分土壤样品中的Pb、Zn、Cu、Cd、Ni、As含量已超过土壤环境质量标准二级标准值，Cr含量均未超标，重金属超标率顺序为：Cd > Zn > As > Pb > Ni > Cu。相关性分析表明农田土壤中各重金属含量之间都有极显著的相关性，主成分分析表明Pb、Zn、Cu、Cd、As是当地农田土壤环境质量的主要影响因子。3种评价方法的结果存在差异，内梅罗综合污染指数法和模糊综合评价法的结果显示农田土壤重金属污染处于重度污染程度；而潜在生态危害指数法评价结果表明土壤重金属污染处于中等潜在生态危害程度。根据分析和评价结果认为农田土壤受到多种重金属的复合污染，其中Cd污染最严重，重金属对农田存在某种程度的风险，评价方法各有其侧重点，人们在评价重金属污染土壤时要根据评价目的选择合适的评价方法。

• 腐植酸和Cd2+对黏土胶粒在饱和多孔介质中迁移的影响

  唐章,杨新瑶,闫馨予,张海燕,杨悦锁

  为探究地下水中腐植酸（HA）和Cd2+复合污染物对黏土胶粒在饱和多孔介质中迁移的影响，本文选择蒙脱石和高岭石两种黏土胶粒作为研究对象，采用同步注射柱实验，在饱和石英砂柱中分别同步注射黏土胶粒与腐植酸、Cd2+或腐植酸+Cd2+混合液，来研究腐植酸和Cd2+与黏土胶粒的共迁移。结果显示：高岭石在石英砂柱中的沉降速度依次为：无Cd2+无腐植酸（3.72 min-1） > 仅有Cd2+（2.82 min-1） > Cd2+与腐植酸共存（2.01 min-1） > 仅有腐植酸（0.46 min-1）；蒙脱石在石英砂柱中的沉降速度依次为：无Cd2+无腐植酸（1.02 min-1） > 仅有Cd2+（0.97 min-1） > Cd2+与腐植酸共存（0.85 min-1） > 仅有腐植酸（0.30 min-1）。研究结果表明，腐植酸和Cd2+对蒙脱石和高岭石胶粒的迁移效果比较一致，它们均能促进两种黏土胶粒的迁移，促进作用腐植酸最强而Cd2+较弱；腐植酸和Cd2+之间存在拮抗作用，即二者的加合作用反而小于腐植酸单独作用。通过对黏土胶粒的粒径和Zeta电位进行测试分析，可推测腐植酸和Cd2+是通过不同的机理来促进黏土胶粒的迁移：腐植酸通过改变黏土胶粒表面的电性来抑制黏土胶粒的沉降，而Cd2+通过促使黏土胶粒聚凝来降低其沉降。这些发现有助于更好地理解天然土壤胶粒在环境中的迁移和浓度分布。

• 秸秆炭化物长期还田下农田镉风险研究

  朱文彬,王慎强,赵旭,汪玉

  以中国科学院常熟农业生态试验站宜兴基地秸秆及生物质炭连续还田试验作为研究对象，研究该农艺措施进行7年后对麦季土壤及小麦不同器官中镉（Cd）含量的影响。结果表明，与不添加秸秆源的BC0处理相比，秸秆和生物质炭还田增加了土壤中总Cd浓度（均低于国家土壤环境质量二级标准），但与7年前相比无显著性差异。相较于对照处理（BC0处理），添加2.25 t·hm-2的秸秆（Straw2.25处理，1/3秸秆全量还田量）与11.25 t·hm-2的生物质炭（BC11.25处理，5倍秸秆全量还田量制备生物质炭）对小麦中Cd吸收量无显著影响；但添加22.5 t·hm-2的生物质炭（BC22.5处理，10倍秸秆全量还田量制备生物质炭）的小麦籽粒、秸秆和根部中Cd含量比BC0处理分别显著降低了88.7%、75.3%和52.8%（P<0.05）。Straw2.25处理、BC11.25处理和BC22.5处理中土壤DGT-Cd含量与不添加秸秆源的BC0处理相比分别降低了71.2%、74.6%和83.4%（P<0.05）；且DGT-Cd含量与小麦Cd吸收量呈显著正相关性（P<0.01）。该研究结果表明在清洁农田中秸秆资源还田下土壤总Cd短期内环境风险较小，土壤Cd的生物有效性显著降低。

• 生物炭对矿区农田土壤及大豆安全种植的影响研究

  蒋少军,刘峻光,刘玲玲,刘悦弘,黄仁龙,舒月红

  采用大田试验，以荔枝树枝生物炭为稳定剂，大豆作为供试作物，研究生物炭的添加（T1，10 t·hm-2；T2，20 t·hm-2；T3，30 t·hm-2）对受As、Pb中度污染的矿区酸性农田土壤中大豆安全种植的影响。通过分析生物炭添加后对土壤基本理化性质的改变，以及对土壤中As和Pb含量及形态分布的影响，探讨大豆的生长及其对As，Pb的吸收情况。结果表明，生物炭的添加能够显著提高土壤pH（P<0.01）以及土壤CEC和有机质含量（P<0.05），与对照组相比，分别提高了7.0%~27.4%、0.7%~4.9%、21%~44%。随着生物炭添加量的增加，土壤中As（T1除外）、Pb总量及有效态含量逐渐降低。生物炭添加能显著提高大豆产量（T3处理组大豆产量为对照组的9.44倍），并降低了大豆对As（T1除外）和Pb的吸收，T3处理组能保证大豆的安全种植。本研究结果对矿区农田作物的安全种植具有借鉴意义。

• BS-DTAB复配修饰红壤对苯酚的吸附

  张洋,孟昭福,李文斌,任爽,王腾,刘伟,田凯

  为了探究复配修饰后，可变电荷类型的红壤与恒电荷土壤对苯酚的吸附差异，以红壤作为供试土样，在两性表面活性剂BS-12（十二烷基二甲基甜菜碱）修饰的基础上，以阳离子型表面活性剂DTAB（十二烷基三甲基溴化铵）复配修饰制备两性-阳离子复配修饰红壤，采用批处理法研究在单一苯酚及Cd2+复合条件下供试土样对苯酚的吸附效果，并分析不同修饰比例、温度、离子强度和pH的影响。结果表明，DTAB复配修饰增强了BS-12两性修饰红壤对苯酚的吸附能力，单一苯酚表现出在总修饰比例小于150% CEC时吸附量随着修饰比例的增加而递增；各修饰土对苯酚的吸附具有增温负效应；苯酚吸附量随着pH的升高而降低；随着离子强度的增大，苯酚单一处理时供试土样对苯酚吸附量减少，但苯酚和Cd2+复合处理时，则呈现先降低后升高的趋势。Henry模型能较好地拟合各修饰红壤对苯酚吸附的等温吸附数据，吸附以分配机制为主；供试土样对苯酚的吸附属于自发的物理吸附过程。复配修饰红壤的苯酚吸附量低于恒电荷土壤，其黏土矿物成分决定的低CEC是主要影响因素。

• DNA-SIP鉴定甘蔗//大豆间作土壤15N-DNA富集位置的氮循环功能基因qPCR方法

  苟永刚,余玲玲,许霞,王建武

  为筛选有效鉴定甘蔗//大豆间作系统的稳定性同位素核酸探针技术（DNA-SIP）中超高速离心后15N-DNA富集位置的指示功能基因，利用实时荧光定量PCR技术（qPCR），检测6个氮素循环功能基因在不同浮力密度离心液DNA中的相对丰度分布，通过对氮素循环功能基因相对丰度作图分析，nifH和amoA基因在甘蔗//大豆间作和大豆单作种植模式中15N标记组与对照组基因丰度峰发生偏移，chiA基因丰度峰仅在大豆单作种植模式下存在偏移，而nirS、nirK、nosZ等3个基因的丰度峰值在两种种植模式下均不发生偏移。结果表明nifH和amoA基因可作为指示基因，能够有效鉴定甘蔗//大豆间作系统中DNA-SIP技术15N-DNA位置。

• PBAT型全生物降解地膜对南疆棉花和玉米产量及土壤理化性质的影响

  王斌,万艳芳,王金鑫,孙九胜,王新勇,槐国龙,孔立明

  为探讨聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）材料的全生物降解地膜的降解过程和对作物产量及土壤环境的影响，以PBAT型全生物降解地膜和普通聚乙烯塑料（PE）地膜为处理，在南疆四地州主要棉区和玉米种植区，开展降解地膜大面积应用试验与示范，系统分析了降解地膜的降解性能以及对作物产量、土壤温湿度和土壤养分的影响。结果表明：降解地膜的降解过程为先出现裂纹，然后出现孔洞，最后破碎成小块，中间伴随着地膜变薄、变脆。巴州棉花降解地膜出现碎裂期的时间较阿克苏提前4 d，喀什玉米出现大裂期的时间较和田地区提前7 d；但同一作物不同地区之间降解时间差异均不显著（P>0.05）。降解地膜降解处于诱导期之前，除巴州棉花降解地膜膜下5 cm的平均土温低于PE地膜外，四地州棉花和玉米降解地膜膜下5 cm和10 cm的土壤温湿度均高于PE地膜，但两种地膜的土壤温湿度差异均不显著（P>0.05）。同一地区，降解地膜覆盖下作物收获期和播种前土壤养分略有不同，但差异不显著（P>0.05）。巴州和阿克苏地区降解地膜覆盖下的棉花产量分别较PE地膜提高8.33%和6.48%，喀什与和田地区玉米分别较PE地膜提高3.67%和14.97%，但两种地膜的作物产量差异均不显著（P>0.05）。降解地膜降解性能良好，对土壤水分和温度及作物产量的影响与PE地膜相当，以PBAT型全生物降解地膜代替PE地膜应用于南疆农业生产具有可行性，对作物和土壤环境无显著影响。

• 艾比湖湿地土壤水分-盐分-养分空间异质性分析

  方丽章,李艳红,李发东,朱海强

  为了解艾比湖湿地土壤水分-盐分-养分空间异质性，在环湖一周160 km范围内，以湖心质点为中心，将艾比湖湿地划分为东北、西北、西南、东南4个区域，于2014-2015年5、8月采样，对表层（0~20 cm）土壤含水量、盐分、养分、pH值空间异质性进行研究，结果表明：不同区域土壤盐分、养分、pH值8月高于5月，土壤含水量则相反，其中土壤含水量、盐分、养分属于中等变异，土壤pH值为弱变异；5、8月不同区域土壤盐渍化在中度盐化与盐土化水平之间，pH值呈碱性或强碱性，土壤养分等级较低，总体较为贫瘠。球状模型、指数模型、高斯模型能较好地描述艾比湖湿地土壤空间变异特征，决定系数变化范围为31%~96%；不同区域土壤含水量块金系数小于34%；除5月西南部土壤pH和东北部土壤养分外，不同区域土壤盐分、pH、养分块金系数均小于25%；土壤盐分、pH、养分的Moran's I（莫兰）系数波动均较大，表明空间相关性较强。从空间上看，5、8月土壤含水量呈带状分布，高值区出现在西北部与西南部，低值区主要在东南部与东北部；土壤盐分高值区主要在西北与东南部，低值区在西南部与东北部；土壤pH高值区主要在西北部及湖周围；土壤有机质、全氮高值区都出现在西北部、西南部，土壤全磷呈无规则斑点状分布，高、低值区较为分散。研究发现，影响艾比湖湿地空间异质性的因素中，土壤盐分、pH、养分主要受结构性因素影响，土壤含水量受结构性因素和随机性因素共同影响。

• 一次性施肥稻田田面水氮素变化特征和流失风险评估

  王强,姜丽娜,潘建清,马军伟,叶静,邹平

  为评估单季稻一次性施肥模式中氮素径流损失风险，通过田间试验研究了一次性施肥模式中缓释氮肥类型、施用比例和氮肥施用量对田面水氮素含量的影响。结果表明：与尿素分次施肥处理（225 kg N·hm-2）相比，不同缓释氮肥（180 kg N·hm-2）一次性施肥后田面水铵态氮浓度为稳定性肥料（NIU） > 常规分次施肥（Urea） > 树脂包膜尿素（RCU） > 聚氨酯包膜尿素（PCU）；氮肥施用量为180 kg N·hm-2时田面水铵态氮浓度随缓释氮肥施用比例增加而下降，但180 kg N·hm-2和144 kg N·hm-2处理间田面水铵态氮含量没有明显差异。尿素分次施肥和一次性施肥处理的稻田氮素径流损失风险都在施基肥后5 d。研究表明，一次性施肥模式通过缓释氮肥的应用和氮肥减量等措施，虽然基肥用量大于尿素分次施肥处理，但没有增加稻田氮素径流损失风险。

• 不同植物类型复合垂直流人工湿地根系微生物群落结构的研究

  蒋旭瑶,吉喜燕,黄德英,张继彪

  为探讨湿地植物种类及季节变化对复合垂直流人工湿地根系微生物群落结构的影响，采用微生物多样性测序技术对菖蒲（Acorus calamus L.）湿地、美人蕉（Canna indica L.）湿地和水葱（Scirpus validus Vahl）湿地根系微生物群落结构进行研究。结果表明，三种湿地植物根系微生物丰富度秋季 > 夏季 > 冬季。水葱湿地上、下行池根系微生物丰富度差异不大，菖蒲湿地和美人蕉湿地（除10月份外）下行池丰富度比上行池高。不同池子的微生物群落成员相似，且上行池样本相似性比下行池样本相似性高。从属水平上，被检测到的硝化细菌有Nitrospira和Candidatus Nitrosophaera。反硝化细菌有Dechloromonas、Flavobacterium和Pseudomonas等。除美人蕉湿地下行池外，秋季的菖蒲湿地和水葱湿地根系硝化细菌相对丰度均高于夏季和冬季。研究结果可为人工湿地的运行优化提供参考。

• 中美淡水生物对氨氮的物种敏感度对比分析

  张天旭,孙金生,张秋英,凌郡鸿,闫振广,何欢祺

  参照美国水生生物基准制定技术指南，搜集、筛选了氨氮对我国和美国淡水水生生物（包括鱼类、溞类和贝类等）的急性和慢性毒性数据，并补充开展了氨氮对我国本土贝类——河蚬和中华圆田螺的急性毒性试验，统一将氨氮毒性数据调整至标准水质条件下（T=20℃，pH=7.0），对中美淡水生物对氨氮的物种敏感性进行了比较，计算了中美氨氮水质急性基准阈值。结果表明：我国物种相比美国物种对氨氮的敏感性整体较弱，但标准水质条件下中美两国的氨氮基准阈值接近（中国为0.84 mg·L-1，美国为0.79 mg·L-1）。贝类在各淡水生物类群中对氨氮的物种敏感性最高，大致排序为贝类 > 鱼类 > 溞类，我国鱼类和贝类的敏感性比美国相对较弱，溞类差异不明显。贝类幼体对氨氮的敏感性远高于成体，建议氨氮基准研究中使用贝类幼体进行测试。

• Fe2+/过氧化物体系氧化活性及其处理生活污水效果比较

  吴桐,黄雪,刘伟,刘大会,蔡建波,朱端卫

  为了加快对分散性生活污水的有效治理，利用过氧化钙、过氧化镁及过氧化锌与Fe2+形成不同类芬顿体系，通过亚甲基蓝溶液在被氧化过程中的色度变化，考察了体系的氧化能力，在此基础上比较了体系对于生活污水中COD的去除效果。结果表明，在Fe2+/过氧化物为1：2的最佳摩尔比下，pH越低，Fe2+/过氧化物的氧化能力越强；同时，过氧化物氧化亚甲基蓝过程可用一级反应动力学模型来拟合，比较过氧化钙、过氧化镁和过氧化锌，Fe2+/CaO2体系的氧化反应速率最大，其速率常数k可达2.55 min-1。用修正的Gompertz模型拟合表明，3种过氧化物在生活污水中释氧速率也是Fe2+/CaO2体系最快。摩尔比为1：2的Fe2+/过氧化物体系在污水初始pH为3时，CaO2对污水COD的去除效果最好，COD的去除率达到74.9%；随着溶液pH的提高，MgO2、ZnO2对COD的作用受pH影响比CaO2更明显；Fe2+/过氧化物体系在自然酸度条件下对COD的去除表现为Fe2+的絮凝作用为主，当初始酸度调节至pH=5时，这一体系对COD的氧化作用明显加强。通过对Fe2+/过氧化物类芬顿体系作用与性能之比较，明确了Fe2+/CaO2更适合用于生活污水中COD的去除。

• 糖厂滤泥堆肥发酵过程中可培养芽孢杆菌种群动态变化研究

  刘波,陈倩倩,王阶平,陈峥,邓文琼,刘欣,肖谦,唐国梁

  为了揭示糖厂滤泥堆肥发酵生产生物有机肥过程中芽孢杆菌种群变化动态，本研究以糖厂滤泥堆肥发酵加工不同阶段的样品为研究对象，对各样品中的芽孢杆菌进行分离鉴定，研究糖厂滤泥堆肥发酵过程中芽孢杆菌种群数量和结构的变化动态，并分析其与本土芽孢杆菌的关系。结果表明，糖厂滤泥堆肥发酵加工过程中芽孢杆菌种类比较丰富，从糖厂滤泥堆肥发酵加工6个阶段样品中分离到64株芽孢杆菌，分属于7个属27种，其中芽孢杆菌属占绝对优势，有16种；研究发现有6种芽孢杆菌为我国新纪录种，它们是：大豆发酵芽孢杆菌（Bacillus glycinifermentans FJAT-47935、FJAT-47944、FJAT-47907）、外村尚芽孢杆菌（Bacillus hisashii FJAT-47926）、科研中心哈格瓦氏菌（Bhargavaea cecembensis FJAT-47948）、苯乙酮赖氨酸芽孢杆菌（Lysinibacillus acetophenoni FJAT-47912、FJAT-47934、FJAT-47919）、巴伐利亚鸟氨酸芽孢杆菌（Ornithinibacillus bavariensis FJAT-47915）和拾蛤鸟氨酸芽孢杆菌（Ornithinibacillus scapharcae FJAT-47951）。在糖厂滤泥不同发酵加工阶段，芽孢杆菌种类结构不同，堆肥发酵初期（1 d）以大豆发酵芽孢杆菌（Bacillus glycinifermentans FJAT-47935）为优势种，总含量为114万cfu·g-1，发酵中期（30 d）以蓼蓝大洋芽孢杆菌（Oceanobacillus polygoni FJAT-47932）为优势种，总含量为237万cfu·g-1，发酵后期（60 d）以淤泥大洋芽孢杆菌（Oceanobacillus caeni FJAT-47952）为优势种，总含量为37.6万cfu·g-1，加工成产品后以耐温芽孢杆菌（Bacillus thermotolerans FJAT-47921）为优势种，总量为43万cfu·g-1；可培养芽孢杆菌种类和数量差异显著，数量变化范围在-80%~+100%；种类的变更率在62%~84%。本土芽孢杆菌对糖厂滤泥堆肥发酵的影响较小，其发酵过程中出现的芽孢杆菌主要来源于自带种类，因此，糖厂滤泥堆肥发酵全过程不外加芽孢杆菌接种剂，自带的芽孢杆菌就能发挥作用。综上所述，糖厂滤泥堆肥发酵加工过程中不仅有种类丰富的芽孢杆菌，而且其种群数量和结构差异显著。

• 藻-菌耦合系统对猪场沼液的净化效果及其影响条件研究

  罗龙皂,曾凡健,田光明

  针对猪场沼液中氮磷含量高且碳氮比严重失调不利于生化处理这一问题，选用对养猪废水净化效果好的近具刺链带藻和有机物降解效率高的商业化菌剂构建藻-菌系统，探讨其对猪场沼液的净化效果及其运行条件。结果表明，添加有机物降解菌不仅有助于促进微藻的生长，使微藻生物量最大值达到1.47 g·L-1，较未添加菌剂处理提高了23.53%，还能促进废水中碳氮磷的去除效果，其中总有机碳、氨氮和总磷的去除率分别提高了13.40%、3.39%和5.90%。藻-菌系统在不同温度条件下对猪场沼液中碳氮磷的净化效果差异明显。温度为30℃时最利于藻菌系统中微藻的生长，且对总有机碳和总磷的去除效果最好，此时微藻生物量最高值能达到2.21 g·L-1，总有机碳和总磷去除率为72.64%和26.66%；而最利于氨氮去除的温度为40℃，这与高温条件下氨氮易挥发有关。不同光照强度下藻-菌系统对污染物净化能力也不同。随着光照强度的增加，系统中微藻生长速度和光合产氧能力逐渐增加，系统对碳氮磷的去除效果也增强，而当光照强度从400 μmol photons·m-2·s-1增加到600 μmol photons·m-2·s-1时系统中微藻的生长速度和污染物的去除效果并没有提高，可见将光照强度控制在400 μmol photons·m-2·s-1时系统中微藻生物量、总有机碳、氨氮和总磷去除率最高，分别为2.35 g·L-1、57.03%、68.01%和59.66%。研究表明，添加有机物降解菌可以促进微藻的生长，从而促进其对猪场沼液的净化效果，该藻菌系统运行的适宜温度和光照条件分别为30℃和400 μmol photons·m-2·s-1。

• EDTA、皂素及其混剂淋洗去除猪粪中Cu、Zn的研究

  李振东,刘东方,黄文力,魏孝承,孙瑜

  为了解皂素、EDTA用作淋洗剂对畜禽粪便中重金属的去除效果，以某规模化养殖场的猪粪为研究对象，进行振荡提取实验，研究了单一和混合淋洗剂在不同淋洗剂浓度、pH、液固比、反应时间等条件下对猪粪中Cu、Zn的浸出效果，并对处理前后的重金属形态和农用性能进行了分析。结果表明：EDTA和混剂对重金属的去除效果较好，EDTA在浓度为0.1 mol·L-1，液固比25：1，反应时间30 h，淋洗液原始pH值的条件下，对Cu、Zn去除率分别为75.28%和89.26%；0.05 mol·L-1 EDTA和2%皂素组成的混剂在液固比25：1，反应时间为12 h，淋洗液原始pH时，对Cu、Zn去除率分别为81.44%和91.27%。皂素主要去除离子可交换态和部分碳酸盐结合态，EDTA和混剂可以有效去除离子可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态。淋洗后猪粪中有机质、全氮、全钾、全磷的平均含量分别为897.93、20.15、0.64、8.66 g·kg-1。研究表明：EDTA和混剂对猪粪中Cu、Zn的去除效果非常好，可以实现非稳定形态的高效去除，处理后猪粪中Cu和Zn的含量远低于限量标准，毋需后续固化处理，且淋洗后的猪粪仍有很高的营养价值和肥力。

• 不同光质条件及NH4+-N、Cu2+浓度对栅藻处理沼液的影响

  秦羽枫,陈方博,张桂林,程鹏飞,肖鹏,李守淳

  将筛选所得耐污能力强的栅藻作为研究对象，研究不同光质条件对栅藻处理沼液的影响，并且以实际沼液废水中NH4+-N、Cu2+浓度为参照设置不同浓度，分别考察NH4+-N、Cu2+对栅藻生长的影响。结果表明：在白光、蓝光、红光3种光质下，栅藻生物产率分别是0.21、0.04、0.03 g ·L-1·d-1，白光条件下栅藻生长相对较好。50 mg·L-1低浓度NH4+-N下栅藻生长较好，其生物产率优于BG 11培养基，分别为0.20、0.18 g·L-1·d-1；500、2000 mg·L-1高浓度NH4+-N下，藻细胞生长缓慢，生物产率仅为0.12、0.11 g·L-1·d-1。在Cu2+浓度分别为0.5、1.0、2.0 mg·L-1的培养液中，藻细胞生物产率分别为0.18、0.15、0.13 g·L-1·d-1。一定浓度NH4+-N存在下，栅藻能耐受较高的Cu2+浓度。

• 甲酸盐和葡萄糖对两种土壤N2O排放的刺激作用

  马舒坦,颜晓元

  为初步探究某些根系分泌物对土壤N2O排放的影响，采用室内培养的方法，以甲酸盐和葡萄糖为外加碳源（0、0.5、1 μmolC·g-1），测定了其对菜地和稻田土壤N2O排放的影响。结果表明，无外加有机碳源情况下，菜地土壤的N2O-N（2.65~2.69 μg·kg-1）排放量显著小于稻田土壤（6.19~11.79 μg·kg-1）（P<0.01）；添加葡萄糖的情况下，菜地土壤的N2O-N（2.47~3.44 μg·kg-1）排放量也显著小于稻田土壤（9.55~13.34 μg·kg-1）（P<0.01）；但在甲酸盐（1 μmol C·g-1）的刺激下菜地土壤N2O-N排放量（54.86 μg·kg-1）显著高于稻田土壤（42.40 μg·kg-1）（P<0.01）；增加施氮量并没有显著增加土壤中N2O排放。荧光定量PCR结果表明，稻田土壤微生物拷贝数（包括真菌、细菌、反硝化细菌）是菜地的3~8倍。进一步通过高通量测序分析发现，反硝化真菌在菜地中的相对丰度（53.8%），远远高于其在稻田土壤中的丰度（6.6%）。有报道指出，反硝化真菌能够有效地利用甲酸盐产生N2O，我们的研究也发现小分子有机物质的微量添加可以显著刺激土壤N2O排放；微生物群落结构可以显著地影响土壤N2O排放对不同有机碳源添加响应；甲酸盐添加下的菜地土壤中，大量反硝化真菌很可能是N2O的主要贡献者。

• 超高效液相色谱串联质谱法测定番茄和土壤中咯菌腈残留量

  张一汀,井乐刚,张晓波,董见南,刘峰,陈国峰

  建立了超高效液相色谱串联质谱（UPLC-MS/MS）法测定番茄和土壤中咯菌腈残留的检测方法。用乙腈水溶液提取样品中的咯菌腈，经PSA（N-丙基乙二胺）和硅镁型吸附剂净化后，以C18柱为分析柱、乙腈-甲酸水溶液为流动相，采用超高效液相色谱串联质谱多反应监测，电喷雾负离子源，外标法定量。咯菌腈在0.01~2.00 mg·L-1范围内与峰面积呈良好的线性关系，线性方程为y=3 412.6x+163.95，r2=0.999 5。向对照番茄果实和对照土壤中分别添加咯菌腈标样，添加水平分别为0.01、0.10、2.00 mg·kg-1时，平均回收率分别为95.96%~103.17%和88.21%~106.88%，相对标准偏差分别为1.8%~4.6%和1.1%~6.2%。番茄和土壤中咯菌腈的检出限均为0.4 μg·kg-1，定量限分别为1.4 μg·kg-1和1.3 μg·kg-1。该方法简单、快速，准确度和灵敏度都较高，适用于番茄和土壤中咯菌腈的残留分析。