农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2019年第2期

• 基于风险等级的重金属污染耕地土壤修复技术集成体系研究

  王进进,杨行健,胡峥,张玉龙,徐会娟,李永涛

  重金属单项控制技术在我国农田土壤修复中已有很多应用，但是面对复杂的土壤污染现状，缺乏基于不同风险等级的控制技术和治理体系，难以应对污染日益严重的不利局面，因此需要将各种单项修复技术进行合理的集成，形成污染耕地修复处理技术的筛选与集成方法体系。本研究基于适用于农田土壤修复的单项技术，包括植物修复技术、农艺修复技术、间套种技术、土壤淋洗技术和土壤钝化技术等，归纳和总结出不同类型技术的技术特性，形成土壤单项修复技术知识库，根据土壤污染风险等级、土壤理化性质、技术特性和人为因素等提出一种适宜的土壤修复技术筛选与集成的方法，为我国农田土壤修复/安全利用和可持续利用管理提供技术支撑。

• 畜禽粪便中氟喹诺酮类抗生素的生物转化与机制研究进展

  夏湘勤,黄彩红,席北斗,檀文炳,唐朱睿

  氟喹诺酮类抗生素（FQs）是广泛应用于畜牧养殖业的兽药之一，可随畜禽粪便进入环境，危害人类健康与环境安全。堆肥和外源添加高效降解菌剂是高效、绿色的抗生素处理方法，可有效降低FQs在环境中的生态风险。目前，国内相关研究主要集中于FQs生物去除效率方面，而对其生物转化机理与影响因素研究较少。本文概述了国内外FQs的降解条件、降解途径、降解产物及残留抗菌活性等生物转化研究，重点阐述了FQs的生物转化机制，并对FQs生物转化研究进行了展望，为FQs的高效生物降解与转化、畜禽粪便资源化安全利用提供理论基础和技术支撑。

• 聚乙烯地膜降解过程与机理研究进展

  李真,何文清,刘恩科,周经纶,刘勤,严昌荣

  为探讨聚乙烯地膜的降解过程及影响因素，从聚乙烯材料的分子结构与特性入手，结合国内外最新研究进展，系统论述了聚乙烯分子的降解过程、产物、机理与作用因素。文章指出聚乙烯分子较高的结晶度与相对分子质量、较强的疏水性与分子间作用力是导致其难以降解的主要因素；其中，聚乙烯分子间共价键的氧化断裂是整个降解过程的限速反应。环境中较强的光能、热能、机械作用力等能够促进聚乙烯分子键的氧化断裂，使聚乙烯分子非结晶区及小型结晶区域解聚成亲水性低聚物或小分子，并最终在微生物作用下完全分解为CO2、H2O、CH4、生物质等微生物代谢产物。深入系统开展聚乙烯分子降解机理的系统研究，不仅可以科学评价残留地膜对环境的影响，而且能够指导聚乙烯地膜配方改进，降低聚乙烯地膜残留污染。

• 一种基于AHP-E模型的多因子农药残留污染综合评价方法

  陈谊,陈星如,常巧英,范春林

  为了能对某地区不同农产品受农药残留污染程度以及不同时间段受农药残留污染程度进行综合定量评价，提出一种基于层次分析法和熵值法AHP-E模型的多因子农药残留污染综合评价方法。该方法首先根据农药残留侦测结果，综合考虑农药毒性、检出频次、检出含量、超标情况多方面因素，选择评价因子；然后应用层次分析法对不同农产品受农药残留污染的程度进行评价，用熵值法对不同时间段受农残污染的程度进行评价。以2013年3月至6月A市6种农产品中农药残留侦测结果为例进行案例研究，对6种农产品受农残污染程度从高到低排序发现，按农残检出率和超标率两个单因子评价指标进行排序的结果分别为黄瓜、苹果、番茄、青椒、芹菜、韭菜和芹菜、韭菜、黄瓜、苹果、番茄、青椒；而用本文综合评价方法计算得出的排序结果为韭菜、芹菜、黄瓜、青椒、番茄、苹果。对不同时间段受农残污染程度进行排序发现，按农残检出率和超标率单指标进行排序的结果均为5月、4月、3月、6月，与本文方法的排序结果一致。对比单因子和多因子评价排序结果发现他们既有联系又有差异，造成差异的原因是单属性评价方法考虑因素单一，而本文提出的综合评价模型能较全面反映农药残留的污染情况，并有效突出不同农产品之间农药残留污染程度的差距。

• 三种修复剂对稻米甲基汞富集的影响研究

  赵家印,王永杰,钟寰

  为降低稻田汞（Hg）污染风险，减少稻米中甲基汞（MeHg）的富集，开展了汞污染修复的田间试验，研究3种低成本修复剂（硒肥、秸秆堆肥和甲壳素）施用降低稻米MeHg累积的效果及其可能的作用机理。结果表明：硒肥和秸秆堆肥均显著降低稻米中MeHg的浓度，分别降低35%和52%。同时，在水稻生长前中期（10~80 d），硒肥显著降低土壤MeHg浓度55%~69%；在40~100 d，秸秆堆肥显著降低土壤MeHg浓度45%~64%。此外，秸秆堆肥施用显著降低土壤中MeHg的植物可利用性。甲壳素对土壤MeHg浓度及水稻中MeHg的累积没有显著影响。研究表明，硒肥与秸秆堆肥施用能够显著降低土壤中MeHg浓度，进而导致稻米中MeHg浓度显著降低，表明硒肥与秸秆堆肥应用于稻田土壤汞污染修复具有现实可行性。

• ‘夏日赞歌’景天(Sedum spurium ‘Summer Glory’)对铅的耐性和富集特征研究

  关海燕,屈琦琦,赵凡,王若鹏,阎尚博,董丽

  为探究‘夏日赞歌’景天（Sedum spurium‘Summer Glory’）对铅（Pb）的耐受及富集能力，利用盆栽试验研究了不同Pb浓度0（CK）、250、500、1000、2000、4000、8000 mg·kg-1对‘夏日赞歌’景天的生长和生理特性的影响。结果表明，Pb处理浓度为0~4000mg·kg-1时，随Pb处理浓度的增加，‘夏日赞歌’景天地上部和根部生物量、丙二醛（MDA）含量和超氧化物歧化酶（SOD）活性呈上升趋势，植物络合素（PCs）含量呈先增后减趋势，且各处理PCs含量均大于CK。当处理浓度为8000 mg·kg-1时，MDA含量显著增加，地上部和根部生物量和SOD活性显著降低。‘夏日赞歌’景天地上部或根部Pb含量与土壤Pb含量均呈显著正相关，且根部Pb含量远大于地上部，根部Pb含量最大为604.13 mg·kg-1。综上所述，‘夏日赞歌’景天对Pb胁迫有较强的耐受和富集能力，可作为Pb污染土壤修复和绿化的候选物种。

• 不同材料生物炭和施用量对小麦和黄瓜种子萌发和根茎生长的影响

  宋婷婷,陈义轩,李洁,于志国,赖欣,张贵龙

  为明确不同生物炭材料和添加量对小麦和黄瓜种子萌发和根茎生长的影响，通过分析4种不同材料制备生物炭[花生壳生物炭（PBC）、玉米秸秆生物炭（MBC）、杨木屑生物炭（ABC）和竹屑生物炭（BBC）]组分特征，及设计发芽培养试验，测定4种生物炭的不同添加量（0、20.0、40.0、80.0、160.0 g·kg-1）对小麦种子（须根系）和黄瓜种子（直根系）发芽率和根、茎生长的影响。结果表明：4种生物炭均呈碱性，孔隙结构明显，表面有-O-、-OH、-C=O等含氧官能团。各生物炭除含有对植物生长有利的营养元素外，其浸提液和施用土壤也测出多种PAHs有机化合物，且不同材料生物炭PAHs含量存在显著差异。与CK相比，生物炭对小麦和黄瓜种子的发芽率无显著影响，但对其根、茎生长影响显著。随着生物炭添加量的增加，两种作物根长和茎长均表现出低添加量促进、高添加量抑制的趋势，达到160.0 g·kg-1生物炭对两种作物的根长和茎长均表现出明显抑制作用。PBC添加量在80.0 g·kg-1时，小麦根长、茎长提高101.67%和173.82%，对黄瓜根长、茎长分别提高了31.58%和85.14%，效果最优；而MBC、ABC和BBC则在添加量为40.0 g·kg-1时达到最优效果，小麦根长、茎长生长率提高了45.26%~83.49%和79.30%~133.17%，对黄瓜根长、茎长生长率提高了18.55%~39.77%和63.14%~84.00%。总体上，各生物炭处理对须根系小麦种子根长和茎长的促进效果优于直根系黄瓜种子。研究表明，不同原料生物炭组分和性质差异显著，其材料种类和投入量均极显著影响小麦和黄瓜根、茎早期生长，且交互作用显著，因此，根据生物炭制备材料，探讨其理化特性，并筛选其最适用量，对生物炭的安全应用具有重要意义。

• 基于时空不确定性分析的北京市农田土壤重金属镉含量等级划分

  李晓岚,高秉博,周艳兵,潘瑜春,郜允兵,李斌,胡茂桂

  为了从时空角度探讨耕地土壤环境质量的类别划分并为差别化利用和管理土地提供可参考信息，针对多年期采样数据，采用基于时空指示克里金的方法对北京市2013年农田土壤重金属镉含量进行等级划分。其中通过自适应方法确定了等级划分最适宜的概率阈值，并基于等级错划指数估计了等级划分的不确定性。结果表明：相较于基于时空普通克里金的方法，基于时空指示克里金方法划分的等级具有更高的准确率。2013年北京市镉含量等级为超过背景值的农田区域主要分布在昌平大部分地区、平谷中部地区、大兴南部地区、房山南部等靠近城镇中心的地带，等级为低于背景值的农田区域则主要分布在延庆西部地区、怀柔北部等远离城镇中心的地带。镉含量等级的错划指数分布反映了北京市农田土壤重金属镉含量等级划分的不确定性程度。等级划分的不确定性在一定程度上受点位分布及概率阈值的影响。基于时空指示克里金的等级划分方法可为开展耕地土壤环境质量类别划分工作提供辅助支撑。

• 铁矿废弃地复垦土壤重金属来源解析研究

  刘慧琳,葛畅,沈强,黄元仿,张世文

  为探明铁矿废弃地复垦土壤重金属含量特征及其主要来源，以铁矿废弃地复垦土壤为研究对象，采用多元统计分析和地统计学方法，对复垦土壤重金属（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Zn）的主要来源、各来源的贡献量及其贡献量的空间分布特征进行研究。结果表明：研究区6种重金属变异系数在31%~67%，均属中等程度变异。对比当地背景值，除Cr外，其他5种元素均呈现富集现象，且以As、Cu累积明显。由相关性分析、主成分分析及聚类分析结果推测复垦土壤重金属主要有3个来源，PC1（As、Hg、Cu）为矿业活动源，PC2（Cd、Zn）为交通和农业活动源，PC3（Cr）为成土母质自然源。由主成分分析/绝对主成分分数（PCA/APCS受体模型）和地统计分析可知，几种元素受3种源共同作用，其中源1对As、Hg、Cu的贡献率分别为67.10%、46.30%、89.82%，源2对Cd、Zn的贡献率为86.05%、62.26%，而源3对Cr的贡献率为90.56%。Cu、Cd、Cr元素空间分布规律和其最大源贡献量空间分布格局较为一致。

• 多种材料对铅镉污染农田土壤原位修复效果的研究

  王建乐,谢仕斌,涂国权,方战强

  为选取费效比高的铅镉污染农田土壤修复材料，研究比较了黏土矿物和生物炭不同组合：硅藻土（Diatomite，D）、膨润土（Bentonite，BE）、海泡石（Sepiolite，S）、人造沸石（Artificial zeolite，AZ）、羟基磷灰石（Hydroxyapatite，HA）、生物炭（Biochar，B）、硅藻土+生物炭（Diatomite/Biochar，DB）、膨润土+生物炭（Bentonite/Biochar，BEB）、海泡石+生物炭（Sepiolite/Biochar，SB）、人造沸石+生物炭（Artificial zeolite/Biochar，AZB）以及羟基磷灰石+生物炭（Hydroxyapatite/Biochar，HAB）等修复材料对农田土壤中铅镉的原位修复效果并对修复前后铅镉形态分布和土壤理化性质变化进行了跟踪。结果表明，修复21 d后，上述各修复材料对铅修复率大小顺序依次为：HA > D > AZ > BE > S > DB > BEB > AZB > SB > HAB > B，对镉修复率大小顺序依次为：SB > AZB > B > HAB > BEB > D > S > BE > AZ > HA > DB；各修复材料均能提高铅、镉残渣态（RS）的比例。以HA为代表的黏土矿物在原位修复铅污染农田土壤有明显优势，含生物炭的修复材料在原位修复镉污染农田土壤中有明显优势，SB和AZB适合用于铅镉复合污染农田土壤，处理后农田土壤理化性质未发生较大变化。

• EGTA与有机酸联合施用对黄麻修复Cd污染土壤的影响

  夏涓文,徐小逊,卢欣,陈芝吟,唐妍,张世熔

  采用盆栽试验研究了柠檬酸（CA）和酒石酸（TA）分别与螯合剂乙二醇双（2-氨基乙基醚）四乙酸（EGTA）的配施对改进黄麻部分生理特性和Cd提取效率的影响。结果表明，EGTA与有机酸配施能促进黄麻光合色素的合成，增加抗氧化酶活性。各处理均提高了黄麻的株高、根长和各器官的干质量，T2E2处理的总干质量最大，为对照的2.69倍。EGTA与CA和TA的配施不同程度提高了黄麻各器官中的Cd含量和积累量，在E1C1处理中，黄麻具有最大的地上部Cd积累量643.02 μg·plant-1。各处理地上部和地下部富集系数均有所提高，地上部增幅达1.30~2.14倍，地下部增幅达0.11~0.80倍。各处理的迁移系数分别较CK增加了0.64~1.66倍，其中，T1E2处理的迁移系数最高，达3.15。土壤净化率明显提高，在T2E2和C1E1处理中达最大值0.346%。综上所述，EGTA与TA或CA配施能显著改善黄麻对Cd的提取效率。

• 冻融作用对土壤胶体及胶体结合态铅迁移的影响

  王展,邹洪涛,范庆锋,岑佳蓉,张玉龙

  以东北地区棕壤为研究对象，通过人工控温和土柱淋洗试验，研究了不同冻融处理下铅污染土柱中土壤胶体和胶体结合态铅的迁移特征。结果表明：土壤高含水量（田间持水量100%）条件下冻融作用促进土壤胶体的迁移；土壤低含水量（田间持水量10%）条件下冻融作用对土壤胶体的影响减弱。淋洗试验中，土壤胶体在前20 min内大量淋失出土体，随后淋失量急剧减少；且前20 min内的土壤胶体淋失量随着冻融次数的增加先增加后减少。污染土柱中铅主要以胶体结合态的形式迁移，其迁移特征和受冻融作用影响的趋势与土壤胶体类似。冻融处理后滞留在土柱深层的铅含量较高，表明冻融作用能够促进铅向深层土壤迁移。

• 生物炭施用对小麦和玉米幼苗根际和非根际土壤中Pb、As和Cd生物有效性的影响研究

  黄黎粤,丁竹红,胡忻,陈逸珺

  用理化性质不同的废纸、木屑、脱水污泥等原材料在600℃限氧条件下热裂解分别制备了3种生物炭，继而利用根袋法盆栽实验研究了这3种生物炭的施用对生长于矿区重金属污染土壤中的小麦和玉米幼苗的根际和非根际土壤中有效态有害元素以及幼苗根系有害元素富集的影响。结果表明，施用这3种生物炭的小麦和玉米幼苗根际与非根际土壤中CaCl2提取态、EDTA提取态和稀HCl提取态As、Cd和Pb含量均低于未施用生物炭的对照处理组，并且随着生物炭施用量从0.5%增加到5%，3种提取态As、Cd和Pb含量降低更为明显，但生物炭处理对非根际土壤中提取态As、Cd和Pb的降低总体比根际土壤明显。施用3种理化性质不同生物炭的土壤中有效态As、Cd和Pb含量与有效态提取剂（CaCl2、EDTA和稀HCl）和被提元素种类（As、Cd和Pb）相关，但未表现出一致性的规律。小麦和玉米幼苗根际和非根际土壤中CaCl2提取的水溶态As、Cd和Pb无显著差异，而部分EDTA及稀HCl提取的可交换态、碳酸盐结合态有害元素、铁锰氧化物和有机结合态As、Cd和Pb存在显著差异。小麦和玉米幼苗根系As、Cd和Pb的富集量均低于未施用生物炭的对照处理组，并且随着生物炭施用量从0.5%增加到5%，提取态As、Cd和Pb的含量降低更为明显。因而，施用生物炭有助于降低有害元素的植物富集风险。

• 贵州遵义松林Ni-Mo多金属矿区土壤Ni污染及农作物健康风险评价

  张迪,周明忠,熊康宁,顾秉谦,杨桦

  为研究贵州遵义松林Ni-Mo多金属矿区采矿活动对周围土壤和农作物的影响，以小竹流水和团山堡矿点为研究区域，采集矿点周围表层土壤（旱地土和水稻土）和农作物样品共51个，分析其Ni含量特征，并分别采用地累积指数法和危险商法对土壤Ni污染程度和农作物Ni健康风险进行评价。结果显示：矿区旱地土和水稻土Ni平均含量分别为157.1 mg·kg-1和197.0 mg·kg-1，两种类型土壤均具有高Ni含量特征；6种农作物（水稻、玉米、甘薯、白菜、辣椒和萝卜）样品Ni含量范围为0.36~59.97 mg·kg-1，除玉米外其余农作物平均含量均超过《食品卫生理化检验标准手册》收入的Ni标准限量。地累积指数法评价结果显示，矿区旱地土和水稻土均受到不同程度的Ni污染，污染程度主要为轻度污染至中度污染-重度污染，部分土壤达到重污染。农作物Ni健康风险指数表明，各农作物的Ni摄入量均小于暴露参考计量，对应的健康风险指数均小于1，表明单独食用其中一种农作物对成人和儿童造成的Ni健康风险较小。如果同时食用这6种农作物，成人和儿童的Ni健康风险指数均大于1，存在一定的健康风险。本研究的评价结果表明，矿区土壤中Ni受到牛蹄塘组底部黑色页岩风化及Ni-Mo矿开采的影响，存在一定程度的Ni污染，并对周围居民造成了一定的健康风险。

• 环境因素对红壤模拟泥浆体系中紫外光(300~400 nm)降解邻苯二甲酸二丁酯的影响

  帅文娟,方国东,周东美,高娟

  土壤pH、硝酸根离子浓度、土壤外源性Cu2+污染、土壤中草酸或柠檬酸浓度等环境因素可能会影响邻苯二甲酸二丁酯（DnBP）在土壤中的化学降解行为，为研究这些环境因素如何影响DnBP的降解，采集江西鹰潭红壤，加入DnBP老化30 d，在光照（300~400 nm）和暗环境下分别研究环境因素对DnBP在土壤泥浆中降解的影响。结果表明：当土壤中目标污染物DnBP浓度为100 mg·kg-1时，在土壤pH为3.5、草酸浓度为50 mmol·L-1的条件下，DnBP降解率为95%。草酸浓度过高或过低均不利于DnBP的降解。柠檬酸对DnBP降解的影响次于草酸。低pH的酸性环境下草酸有利于红壤中DnBP的光降解。以Cu2+污染为例的复合污染，无论在有或无草酸存在的条件下均对DnBP的降解无显著影响。在纯水溶液中，25 mmol·L-1的NO3-有效地利用300~400 nm的紫外光降解DnBP，然而在土壤泥浆中NO3-的存在并不影响DnBP降解。研究表明，在表层红壤接受光照的情况下，有机污染物DnBP可以在红壤中发生光催化降解。

• 稻田土壤古菌群落组成对秸秆还田的响应

  王宁,赵亚慧,艾玉春,张永春,汪吉东,于建光

  为探讨秸秆还田下稻田土壤古菌群落的演替规律及其驱动因子，本研究开展室内稻田土壤淹水培养试验，利用高通量测序技术，研究了淹水培养第0、15、30 d和60 d时不同量小麦秸秆（0、1%、2%和5%）施用下两种类型的稻田土壤（高砂土和黄泥土）古菌群落组成的动态变化及其影响因子。结果表明：秸秆还田导致土壤pH显著降低，而土壤电导率（EC）、总碳（TC）、总氮（TN）、碳氮比（C/N）以及土壤孔隙水中溶解性有机碳（DOC）、还原性亚铁[Fe（Ⅱ）]和总铁（Fe）含量显著增加，并且当秸秆还田量为5%时，上述土壤指标改变量最大。基于高通量测序技术发现，两种类型稻田土壤的优势古菌均为奇古菌门（Thanumarchaeota）。在淹水培养的0~30 d，秸秆还田对奇古菌门的相对丰度没有显著影响，维持在97%~98%；然而，在培养的第60 d，与未施用秸秆相比，秸秆施用下两种类型稻田土壤中奇古菌门的相对丰度显著降低（P<0.05），并且随着秸秆施用量的增加，奇古菌门丰度的降低程度越大。主成分分析（PCA）结果显示两种不同类型土壤的古菌群落存在着显著差异（P<0.05），表明土壤类型是土壤古菌群落结构的重要影响因子。与未施用秸秆的土壤相比，5%秸秆施用显著改变了高砂土古菌群落结构，而1%秸秆施用显著改变了黄泥土壤古菌群落结构。进一步对不同量秸秆施用下土壤古菌群落结构的分析发现，秸秆施用量为5%时高砂土壤古菌群落显著不同于秸秆施用量为1%和2%的土壤，而1%和2%秸秆施用量之间并无显著差异；而对黄泥土，仅秸秆施用量为1%和2%时古菌群落存在着显著差异。为了进一步探究土壤古菌群落迁移的驱动因子，冗余分析（RDA）发现，pH和C/N比是秸秆还田下两种类型土壤古菌群落迁移的重要影响因子。综合分析认为，秸秆还田主要通过改变土壤性质来调控古菌群落结构，而不同类型土壤的古菌群落结构对秸秆还田的响应亦不同。

• 转基因棉花连续种植对土壤AM真菌群落结构的影响

  刘瑞华,陈静怡,王丽丽,李静,刘惠芬,杨殿林,赵建宁

  为评价转基因棉花种植对土壤中AM真菌群落结构的影响，以转基因棉花013011（抗旱）、SGK321（抗虫）和非转基因棉花TH2（抗旱受体）、石远321（抗虫受体）为材料，研究不同生育期转基因棉花土壤中AM真菌的群落结构。采用PCR-DGGE技术对土壤中AM真菌的群落结构进行分析。结果发现：转基因棉花与非转基因棉花在花铃期和吐絮期土壤中AM真菌群落的最小相似度均大于0.6，这说明了转基因棉花的种植在花铃期和吐絮期均未对土壤中AM真菌的群落结构产生影响。另外转基因棉花和非转基因棉花的种植在花铃期和吐絮期均未对土壤AM真菌的丰富度（S）造成影响；土壤AM真菌香农-维纳指数（H）仅在吐絮期石远321显著低于SGK321，其余品种和时期均未出现显著性差异；土壤AM真菌的均匀度（EH）仅在吐絮期发现TH2显著高于013011，其余品种和时期均未出现显著性差异。DGGE指纹图谱结果表明转基因棉花与非转基因棉花同一生长时期多为共有条带，且同一时期土壤AM真菌群落结构相似性较高，AM真菌的群落结构无明显变化。两个不同生育期优势属均为Glomus（球囊霉属）。研究表明：土壤AM真菌的群落结构变化只随着棉花生育期的不同会有短暂的变化，与是否为转基因棉花无显著性相关。

• 四种生物炭对潮土土壤微生物群落结构的影响

  陈义轩,宋婷婷,方明,于志国,李洁,赖欣,张贵龙

  为探究生物炭对土壤微生物群落结构的影响，以花生壳生物炭（PBC）、玉米秆生物炭（MBC）、杨木屑生物炭（ABC）和竹屑生物炭（BBC）为试验材料，每种生物炭分别以0、20.0、40.0、80.0、160.0 g·kg-1的浓度添加到供试潮土中，经过45 d的室内培养后用磷脂脂肪酸（PLFAs）法分析土壤中微生物群落结构。研究结果表明：施用PBC、MBC和ABC对土壤总微生物总量、土壤细菌量有促进作用，但其增加幅度随生物炭浓度的升高呈现降低趋势，而添加BBC则会显著降低土壤微生物总量、土壤细菌量；PBC、MBC、ABC和BBC对土壤真菌细菌比有显著的促进作用；适量添加生物炭（20.0、40.0、80.0 g·kg-1）会增加真菌量，但大量（160 g·kg-1）添加PBC、BBC会显著降低真菌量。施入生物炭后，生物炭自身特殊理化性质和土壤理化性质如酸碱度、土壤电导率、比表面积、孔径等的变化是导致土壤微生物群落变化的主要原因；适量施加ABC、PBC相比于BBC、MBC更有利于潮土土壤微生物群落结构的发展。

• 生态沟-湿地系统对农田排水氮磷的去除效应

  朱金格,张晓姣,刘鑫,郭西亚

  为探讨生态拦截系统对农田尾水氮、磷的去除效应及其应用前景，在太湖水源地陆域保护区原位构建生态沟-湿地系统对涵盖施肥期的农田尾水进行了拦截净化。结果表明，生态沟-湿地系统可对TN、NH4+-N、TP平均浓度分别为23.45、19.87 mg·L-1和0.341 mg·L-1的高浓度农田尾水有效净化，出流最低TN、NH4+-N分别可达地表Ⅴ类水和Ⅳ类水标准，出流TP稳定达到地表Ⅲ类水标准。生态沟对农田排水TN、NH4+-N、TP平均去除率分别为49.95%、48.55%和53.22%，尾水进入人工湿地后得到再次净化，去除率分别为18.4%、9.43%和23.35%，系统总体去除率分别为59.6%、51.69%和60.92%。研究表明，生态沟末端配置人工湿地能有效提高氮、磷去除效率，系统具有一定的环境经济效益和可移植性，为太湖东部同类型农田排水的生态拦截提供案例参考。

• 生物炭-化肥配施对稻田土壤氮磷迁移转化的影响

  崔虎,王莉霞,欧洋,阎百兴,韩露,李迎新,姜珊

  在控制外源氮输入量相同的前提下，通过设置不同梯度生物炭配施量[N1+B0（磷酸氢二铵750 kg·hm-2）；N2+B5（磷酸氢二铵583 kg·hm-2+生物炭5000 kg·hm-2）；N3+B10（磷酸氢二铵416 kg·hm-2+生物炭10 000 kg·hm-2）；N0+B20（生物炭20 000 kg·hm-2）]，探讨无机肥减量配施生物炭对土壤氮、磷动态变化的影响。结果表明：4种处理土壤NH4+-N和TP浓度均呈单峰变化趋势，分别于施肥后第9 d（NH4+-N）、25 d（TP：N0+B20、N1+B0）和55 d（TP：N2+B5、N3+B10）达到峰值；N2+B5和N3+B10处理土壤NO3--N浓度呈双峰变化趋势，于施肥后第10 d和55 d达到峰值，而N0+B20和N1+B0处理土壤NO3--N浓度施肥初期（1~10 d）基本保持稳定状态，之后缓慢下降至稳定水平；N1+B0处理土壤TN浓度在施肥后1~55 d内缓慢下降，此后呈单峰变化趋势，于施肥后第85 d达到峰值；N2+B5、N3+B10和N0+B20处理土壤TN浓度呈双峰变化趋势，分别于施肥后的第9 d和85 d达到峰值。与单施无机肥N1+B0处理比较，配施生物炭N2+B5、N3+B10和N0+B20处理土壤TN和TP浓度分别提高了11.1%、33.3%、11.1%和40.0%、40.0%、40.0%，土壤脲酶和磷酸酶活性分别提高了25.0%、30.0%、10.0%和9.76%、18.3%、15.9%，表明生物炭较化肥具有更持久肥效。施肥初期，配施生物炭可提高土壤氮磷比；水稻成熟期，配施生物炭处理田面水氮磷比显著高于单施无机肥处理，能够持续地给水稻提供营养。N3+B10处理下水田面源污染物NO3--N、NH4+-N、TN和TP的输出负荷分别降低了29.6%、48.1%、49.7%和50.0%，是较适合东北黑土区水田的施肥方式。

• 铜绿假单胞菌吸附剂对水中菲-铜复合污染的吸附研究

  张艳平,张栋,刘兴元,赵红挺

  为研究铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）吸附剂对菲-铜复合污染的吸附性能，探讨菲、铜复合污染对吸附效果的影响。通过研究复合污染条件下菲、铜吸附系数的变化，复合体系中温度等对菲、铜去除的影响。研究发现复合体系可显著影响细菌吸附剂对菲、铜的吸附性能，吸附剂浓度为0.5 g·L-1，pH=5.0，温度为25℃条件下，吸附剂对菲的吸附量达1.15 mg·g-1，较单一体系提高了16.84%；对铜的吸附量为4.70 mg·g-1，较单一体系降低了5.50%。随着铜浓度的增加（0~5 mg·L-1），菲的吸附系数Kd从2.54 L·g-1增加到4.73 L·g-1；随着菲浓度的增加（0~1 mg·L-1），铜的吸附系数KL从4.89 L·mg-1增加到5.06 L·mg-1。复合体系中，吸附剂对菲和铜的吸附系数均随着温度的增加而减小。扫描电镜（SEM）结果显示，吸附剂吸附菲前后表面样貌没有发生显著变化；而吸附铜离子后，细菌表面呈现明显的凹凸。傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析表明，铜离子的吸附与细菌细胞的叁键和累积双键官能团相关，进而影响了细菌吸附剂对复合污染的吸附。

• 三类抗生素在两种典型猪场废水处理工艺中的去除效果

  周婧,支苏丽,宫祥静,杨凤霞,谷艳茹,丁飞飞,张克强

  为了解规模化养猪场中废水处理工艺对抗生素的去除效果，选取了天津两家典型规模化猪场，采集各个处理单元出水，分析三类典型兽用抗生素（磺胺类SAs、喹诺酮类FQs和四环素类TCs）在不同处理工艺水相中的分布迁移（生猪养殖场F1工艺：原水-暂存池-固液分离后-CSTR/UASB-初沉池-A池-O池-二沉池；生猪养殖场F2工艺：原水-三级沉淀池-固液分离后-折流厌氧池-好氧曝气池-植物塘），并比较了养殖场进、出水中抗生素总承载量情况。研究结果表明：各抗生素残留浓度在不同处理单元中残留规律差异较大，F1养殖场废水共检测出10种抗生素，原水中磺胺二甲嘧啶（SMN）残留浓度最高为45.78 μg·L-1，不同种类抗生素总去除率范围为-53.32%~99.33%，对于F1处理工艺，UASB单元对SAs、TCs去除效果最好，O池对FQs的去除效果较好，抗生素在进出水中总承载量分别为9 854.43 mg·d-1和1 214.49 mg·d-1；F2养殖场废水中共检测出5种抗生素，原水中恩诺沙星（ENR）残留浓度最高为8.86 μg·L-1，不同种类抗生素总去除率范围为-6.95%~78.80%，其中三级沉淀池对SAs、FQs处理效果较好，植物塘对TCs去除效果较好，抗生素在进出水中总承载量分别为2 014.90 mg·d-1和1 527.96 mg·d-1。总之，F1工艺对抗生素去除效果较为明显，且厌氧、好氧处理单元对F1和F2养猪场废水中抗生素去除相对有效，因此建议猪场废水工艺中采用厌氧和好氧工艺交替处理对水相中抗生素进行去除。

• 鸡粪-堆肥中重金属残留、抗生素耐药基因及细菌群落变化研究

  邓雯文,陈姝娟,何雪萍,晋蕾,杨盛智,余秀梅,刘书亮,邹立扣

  研究鸡粪及其堆肥过程中养分变化、重金属残留、抗生素耐药基因消减情况以及细菌群落演替规律，探讨细菌菌群与养分、重金属、抗生素耐药基因之间的相关性。采集鸡粪及其堆肥过程样品，测定样品中养分、重金属含量，检测抗生素耐药基因相对丰度，采用16S rRNA高通量测序技术研究鸡粪堆肥过程细菌群落变化。从鲜鸡粪（组FM）到二次发酵（组SC），样品中有机质含量下降，全氮和全磷含量有不同程度增加，全钾及pH值显著升高（P<0.05）。重金属在不同组中的浓度呈波动变化，与组FM相比，在组SC中砷（As）、镉（Cd）浓度升高，铜（Cu）、锰（Mn）、铅（Pb）浓度下降，其中锌（Zn）下降显著（P<0.05）。堆肥后，抗生素耐药基因aac（6'）-Ib-cr、tetM（P<0.05）、ermB（P<0.05）和blaCTX-M（P<0.05）的相对丰度呈现不同程度的下降，而基因sul1相对丰度增加。高通量测序结果表明，在门水平，各组均以Firmicutes、Proteobacteria和Bacteroidetes 3个菌门为主。在属水平，各组具有不同的优势物种，同时潜在病原菌属的相对丰度均随堆肥过程降低。通过相关性分析发现，大部分优势菌属与全磷、pH值、重金属Cr及耐药基因sul1、tetM、ermB和blaCTX-M有显著相关性（P<0.05）。鸡粪经堆肥后可降低病原菌及抗生素耐药基因相对丰度，但仍存在一定风险，该研究可为实际生产中鸡粪的高效、安全堆肥处理提供参考。

• 臭氧氧化对奶牛场沼液中磷形态转化的影响

  李果,陈玉成,简维佳,贾社,尹晓博

  为了提高沼液磷的回收效果，研究了曝气种类和曝气条件对奶牛场沼液磷形态转化的影响。结果表明：在参考曝气条件下，与氮气和空气相比，臭氧能更大程度地降低颗粒态磷和交换态磷含量，并大幅度提升溶解性正磷酸盐含量。臭氧曝气的优选条件为沼液初始pH值为6、臭氧发生量为10 g·h-1、氧化时间为60 min，曝气后沼液中溶解性正磷酸盐浓度提高了76.12%，溶解性正磷酸盐占总磷比例提升20.75%。臭氧氧化可以促进颗粒态磷和交换态磷向溶解性正磷酸盐转化，从而促进沼液磷的回收。

• 玉米秸秆和小麦秸秆生物炭的热稳定性及化学稳定性

  赵金凤,陈静文,张迪,Ghosh Saikat

  为探究秸秆类农业废弃物所制备生物炭的稳定性，以玉米秸秆和小麦秸秆为原料，分别在200℃和500℃下制备生物炭，通过元素分析、傅里叶红外光谱分析、热重及差热分析等分别探究了生物炭的理化性质及热稳定性。结果表明：玉米秸秆因木质素含量较小麦秸秆高，相同温度下制备的生物炭的热稳定性更高。NaClO、H2O2和KMnO4三种氧化剂对生物炭的氧化结果表明，秸秆类生物炭的抗氧化性不仅与高木质素含量有关，且受矿物保护的影响。尤其是在KMnO4体系中，木质素和纤维素含量低、灰分含量高的麦秆及其生物炭的化学稳定性更强，表现出了与热稳定性不同的规律。此外，较高温度下制备的生物炭表现出较强的抗氧化能力，具有较大的碳封存潜力。

• 青藏高原种植饲草农田一氧化氮周年排放特征

  林菲,刘春岩,胡晓霞,付永锋,张伟,王睿,姚志生,郑循华

  为了解农田土壤一氧化氮（NO）周年排放特征，对高原气候区青藏高原东缘种植饲草（燕麦）农田NO排放通量和主要环境因子进行了周年连续定量研究，施肥（F）和不施肥处理（UF）周年累积排放量分别为0.80 ±0.06 kg N·hm-2·a-1和0.18 ±0.04 kg N·hm-2·a-1，翻耕施肥期和冻融期NO排放显著贡献了全年累积排放量（F和UF分别为85%和65%）。土壤温度、湿度、无机氮和水浸提有机碳含量显著影响NO排放通量的季节变化，采用土壤湿度、铵态氮、硝态氮和水浸提有机碳含量作为指前因子的指数方程拟合这些土壤变量对NO通量的影响，决定系数高达92%，能够很好地表征碳氮底物有效性、微生物活性和氧气有效性（土壤温度和湿度）对NO排放的协同效应，由此得到NO排放通量对表层（5 cm）土壤温度的敏感性指数（Q10）值为2.4（F）和2.5（UF），这意味着全球增温对NO排放的促进效应将远低于施肥量增加对NO排放的促进作用。该燕麦农田NO直接排放因子为0.93%±0.10%，有别于其他区域、全国和全球的平均状况，因此不宜采用缺省排放因子计算高原气候区粗放管理方式下农田NO排放清单。考虑到青藏高原地区降水量存在巨大的年际变幅，未来应加强典型农田NO排放的多年际连续观测研究。

• 水氮耦合对设施土壤温室气体排放的影响

  杜世宇,薛飞,吴汉卿,邹洪涛,张玉玲,张玉龙,虞娜

  为探究水氮耦合对设施土壤温室气体排放的影响，基于连续5年的设施番茄水氮调控定位试验，比较分析了水氮耦合对土壤N2O、CO2和CH4排放通量和累积排放量的影响，并估算了温室气体的全球增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）的差异。田间小区试验设置不同灌水下限（W1：25 kPa、W2：35 kPa、W3：45 kPa）和施氮量（N1：75 kg N·hm-2、N2：300 kg N·hm-2、N3：525kg N·hm-2）组合共9个处理。结果表明：设施土壤N2O和CO2排放通量受灌水施肥时期的影响，施肥后N2O排放通量呈增加趋势，高灌水量（低灌水下限25 kPa）促进N2O和CO2排放。CH4的排放通量表现为中等和强变异的特点。除水氮交互对CO2累积排放总量和施氮量对CH4累积排放总量影响不显著外，灌水下限、施氮量和水氮交互作用对N2O、CO2、CH4累积排放总量、GWP、GHGI和番茄产量的影响显著或极显著。随氮肥用量的增加，N2O累积排放总量增加。N2O和CO2累积排放总量与GWP之间均达到极显著正相关，且各处理N2O对GWP平均贡献率为5.25%，CO2为94.59%。适当减少氮肥用量和增加灌水下限能够有效地降低温室气体排放和减缓全球变暖。W2N1处理是本研究中减缓温室气体排放并提高番茄产量的最佳水氮管理措施。