农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2019年第6期

• 蔬菜对重金属的积累差异及低积累蔬菜的研究进展

  杜俊杰,李娜,吴永宁,周启星

  从种间差异、种内差异和器官分布等方面总结了蔬菜对重金属的积累差异，对低积累蔬菜的筛选标准、筛选方法和目前筛选到的品种进行了归纳，分析了不同蔬菜品种积累重金属存在差异的机制，为低积累蔬菜的安全生产和研究提供了较为系统的参考资料。

• 漆酶催化生物体内有机物合成与分解代谢的双功能机制及其在生物技术领域中的应用

  孙凯,程行,余家琳,陈罗建,韦家畯,司友斌,李舜尧

  本文简要概述了漆酶分子的化学结构、底物谱和催化功能，重点分析了酚类化合物对漆酶介导生物体内有机物合成与分解代谢的影响及其双功能作用机制，总结并展望了漆酶的双功能属性在生物技术领域中的最新应用前景，旨在为拓展和开发漆酶的多功能应用提供新颖的见解和思路。

• 不同品种紫花苜蓿氮代谢的Cd耐性评价及其鉴定指标筛选

  杨姝,祖艳群,李博,毕玉芬,何永美,贾乐,李元

  为评估不同品种紫花苜蓿氮代谢对Cd的耐性并筛选可靠评价指标，以20个紫花苜蓿（Medicago sativa L.）品种为植物材料，以0、50 mg·kg-1两个Cd处理浓度为土壤条件，开展温室盆栽试验。测定各品种的株高、生物量、全氮含量、硝态氮含量、脯氨酸含量、游离氨基酸含量、可溶性蛋白含量及氮代谢关键酶（硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶和谷氨酸脱氢酶）活性指标，计算Cd胁迫后各指标的变化率；分析各指标变化率之间的相关性，并利用主成分分析法和隶属函数法计算各品种的综合评价值（D），建立D值的回归模型并筛选Cd耐性的评价指标。结果显示，Cd胁迫后，11个指标在不同品种中的变化率各不相同，其中增幅最大的指标是品种"WL525HQ"中的硝态氮含量（122.24%），降幅最大的指标则是品种" WL525HQ"中的硝酸还原酶活性（-83.00%）。在株高、生物量、全氮含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性和谷氨酸合酶活性8个指标之间，呈两两显著正相关关系（P<0.05或P<0.01）。20个紫花苜蓿品种中，"巨人"的D值最大（0.89），其氮代谢具有最强的耐Cd性，而"三得利"的D值最小（0.04），其氮代谢Cd耐性最弱。多元线性回归分析筛选出株高、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸脱氢酶、硝态氮、硝酸还原酶和生物量6个单项指标作为评价紫花苜蓿氮代谢Cd耐性的主要指标，为紫花苜蓿Cd耐性品种的筛选与鉴定提供依据和数学模型。

• 小麦幼苗根系形态对镉胁迫的响应

  王效瑾,高巍,赵鹏,于冲冲,刘红恩,聂兆君,秦世玉,李畅

  为了研究镉（Cd）在小麦体内的吸收、转运过程，以及Cd对小麦根系形态的影响，本文通过水培试验分析了小麦在5种Cd水平下（0、0.5、5、50、200 μmol·L-1）处理3、6、11、17 d和23 d后各项生长指标的变化，并用荧光显微镜观察了Cd处理17 d后小麦根系形态的变化情况。结果表明，小麦幼苗对Cd的吸收能力与Cd浓度成反比关系，且在Cd0.5处理下，小麦对Cd的吸收和转运的能力显著高于其他处理。随着Cd处理浓度的增加，小麦幼苗的生物量、株高、总根长、根体积、总根尖数目逐渐减小，根系平均直径逐渐增加。相关性分析结果表明，小麦幼苗对Cd的吸收能力与平均直径呈显著正相关，对Cd的转运能力仅与平均直径呈显著负相关。进一步通过荧光显微镜观察，结果显示Cd处理可诱导小麦幼苗根系皮层细胞增多、薄壁细胞增大以及内皮层细胞壁木质素的沉积。Cd诱导的根系直径增粗对小麦Cd的吸收及转运都起着非常重要的作用。

• 香菇中重金属含量风险分析及栽培基质对重金属累积的作用

  刘哲,王康,穆虹宇,庄坚,李花粉

  为探究北京市市场流通中食用香菇重金属含量情况及对人体的健康影响，采集北京市流通领域中107份香菇样品，测定了镉（Cd）、砷（As）、汞（Hg）、铅（Pb）的含量水平，依据靶标危害系数方法（THQ）评价了香菇通过膳食途径摄入4种重金属的人体健康风险；同时通过栽培基地采样，研究了栽培基质与香菇中重金属含量的相关性。结果显示：采集的香菇样品中重金属Cd、As、Hg、Pb的含量范围分别为ND~0.76、0.01~0.30、ND~0.03、ND~1.79 mg·kg-1，Cd和Pb的超标率均为5.6%，而Hg和As未出现超标情况；鲜食与干食香菇的重金属含量没有显著性差异；香菇子实体中Cd、As、Pb含量与基质重金属含量呈现极显著相关，香菇中Cd的富集系数最高，分别是As、Hg、Pb的3.70、5.67、1.63倍；香菇4种重金属的THQ均未超过安全阈值，儿童经香菇途径摄入As的THQ值相对较高，需引起注意。北京市流通领域香菇的主要污染因子是Cd和Pb，栽培基质中的Cd更易被香菇子实体吸收并累积。

• 亚慢性铜暴露对背角无齿蚌鳃抗氧化系统的影响

  林子根,井维鑫,王兰

  为探究淡水环境中铜（Copper，Cu）污染对背角无齿蚌（Anodonta woodiana）鳃抗氧化系统的影响，检测了Cu2+（0.137、0.548、2.192 mg·L-1）暴露于背角无齿蚌7、14、21、28 d后，其鳃中超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、过氧化氢酶（Catalase，CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase，GPx）和谷胱甘肽转硫酶（Glutathione-S-transferase，GST）的活性，还原型谷胱甘肽（Reduced glutathione，GSH）和丙二醛（Malondialdehyde，MDA）的含量及总抗氧化能力（Total antioxidant capacity，TAOC）的变化。结果显示：随着Cu2+浓度的增加和暴露时间的延长，MDA含量逐渐上升，表现出明显的"剂量-效应"和"时间-效应"关系；抗氧化酶SOD、GPx和GST活性均被显著诱导（P<0.05），CAT活性被显著抑制（P<0.05），抗氧化剂GSH含量显著降低（P<0.05）；Cu2+暴露14、21、28 d，T-AOC与对照组相比均显著升高（P<0.05）。总体而言，背角无齿蚌鳃抗氧化系统在Cu2+暴露下被激活，但是鳃组织器官仍然受到了氧化损伤。GPx、GST和GSH对Cu2+暴露响应最为灵敏。

• Bacillus thuringiensis P34与海泡石联合阻控蔬菜积累铅和改良土壤的作用

  贺卓,殷涂童,葛占标,盛下放,何琳燕

  本研究为建立微生物-吸附剂联合钝化修复技术，以期为重金属污染农田的修复和蔬菜安全生产提供试验依据。在南京市栖霞区某矿区周边农田开展田间试验，探究了Bacillus thuringiensis P34及海泡石（S）对辣椒（苏椒五号）和茄子（苏琦一号）的生长、Pb积累和营养品质的影响，评估复配处理（P34+S）改良蔬菜根际土壤理化性质的作用。结果表明，与对照相比，海泡石可显著降低蔬菜果实Pb含量，菌株P34和海泡石复配可进一步显著降低辣椒和茄子果实Pb含量（58%和26%）。与对照相比，复配处理可显著使辣椒果实生物量增加1.5倍，改善蔬菜的营养品质，还能提高根际土壤pH、芽孢细菌数量、蔗糖酶和脲酶活性，显著降低根际土壤DTPA提取态Pb含量，并显著增加>1 mm团聚体的比例、显著减少<0.25 mm团聚体的比例。将B.thuringiensis P34与海泡石联合施用于Pb污染土壤，可显著阻控茄果类蔬菜积累Pb并提高其营养品质，显著改善根际土壤的理化性质，具有修复Pb污染土壤、保障蔬菜安全生产的潜力。

• 植物修复重金属和抗生素复合污染土壤微生物数量和酶活性的变化

  周显勇,刘鸿雁,刘艳萍,刘青栋,涂宇,顾小凤,吴龙华

  养殖废水污灌易引发土壤重金属和抗生素复合污染，为探索植物修复下复合污染土壤重金属和抗生素变化对土壤微生物活性的影响，利用锌镉超富集植物伴矿景天（Sedum plumbizincicola）修复贵阳市某复合污染菜地土壤，研究植物修复和常规种植模式下复合污染土壤微生物数量和酶活性。结果表明：伴矿景天修复后，土壤中重金属Zn、Cd和Pb总量分别降低13.2%、17.8%和12.2%；四环素、土霉素和强力霉素分别下降70.5%、57.4%和76.0%；磺胺甲恶唑、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺对甲氧嘧啶以及喹诺酮类氧氟沙星和恩诺沙星下降幅度为35.8%~62.3%；土壤细菌、真菌数量分别增加了18.8%和73.1%；土壤中脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶的活性分别提高了16.5%、65.4%和20.5%。常规种植芹菜（Apium graveolens L.）土壤中的重金属和抗生素含量也呈降低趋势，微生物数量和酶活性相应提高，但变化幅度小于伴矿景天修复土壤。在植物修复下土壤重金属含量降低，抗生素生物降解作用增强，污染物下降后，其对土壤微生物及酶的抑制减弱，可提高土壤生物活性，改善土壤微环境。

• 不同碳氮磷源改良剂对铅锌尾矿废弃地土壤微生物群落结构的影响

  杨胜香,李凤梅,彭禧柱,曹建兵,高智席

  为分析土壤微生物群落结构对退化生态系统恢复过程的价值，开展野外田间实验，添加不同碳氮磷源改良剂对铅锌尾矿废弃地进行生态恢复，研究其对土壤微生物群落结构的影响。结果表明：与对照相比，添加碳氮磷源改良剂显著提高了土壤微生物OTU数，微生物多样性指数（Chao1、ACE、Simpson、Shannon），微生物活性和微生物生物量。与对照相比，添加碳氮磷源改良剂显著改变了土壤微生物群落组成，相对丰度增加的微生物门有Bacteroidetes、Euryarchaeota、Verrucomicrobia、Acidobacteria和Candidate_division_OD1，相对丰度增加的微生物属有Solitalea、Sphingomonas、Blastocatella、Planctomyces、Opitutus、Ohtaekwangia和Gemmata；相对丰度降低的微生物门是Cyanobacteria，相对丰度降低的微生物属是Gaiella。Pearson相关性分析表明：在门水平上，Bacteroidetes、Planctomycetes、Euryarchaeota、Verrucomicrobia与微生物活性、微生物生物量呈显著正相关，Chloroflexi、Cyanobacteria与微生物活性、微生物生物量呈显著负相关；在属水平上，Solitalea、Opitutus、Blastocatella、Ohtaekwangia与微生物活性、微生物生物量呈显著正相关；Gaiella与微生物活性、微生物生物量呈极显著负相关。聚合促进树分析表明：在门水平上，尾矿（CK）、尾矿+尿素（N）、尾矿+中药渣+尿素（MHR+N）处理聚在一起，尾矿+磷肥（P）、尾矿+中药渣（MHR）、尾矿+中药渣+磷肥（MHR+P）和尾矿+中药渣+尿素+磷肥（MHR+N+P）处理聚在一起；在属水平上，CK单列，N、P、MHR、MHR+N、MHR+P和MHR+N+P处理聚在一起。综合分析表明，添加不同碳氮磷源改良剂对土壤微生物群落组成、多样性、微生物活性和微生物生物量均有显著性影响，其中MHR+P和MHR+N+P处理效果最好。

• 不同玉米品种对土壤镉富集和转运的差异性

  邓婷,吴家龙,卢维盛,官以战,李贵杰,张秋华,俞方玉,曾祖蕾

  为进一步验证前期筛选出的6个镉（Cadmium，Cd）高、低积累玉米品种对土壤Cd富集和转运的差异性，通过田间试验，研究了6个不同玉米（Zea mays）品种对重金属Cd富集系数（Bio-concentration coefficient，BCF）和转运系数（Transfer coefficient，TF）的差异。结果表明：6个玉米品种在抽丝期和成熟期的根部及地上部生物量、根部、茎叶及籽粒Cd含量、富集系数、积累量和总富集量均存在显著的种间差异（P<0.05）。华彩糯3号和广红糯8号的成熟期茎叶Cd含量分别为16.38 mg·kg-1和13.64 mg·kg-1，茎叶Cd富集系数分别为7.45和6.20，Cd转运系数分别为1.88和3.02；籽粒Cd含量分别为0.65 mg·kg-1和0.63 mg·kg-1，超过了食品安全国家标准（GB 2762-2017）和饲料卫生标准（GB 13078-2017）限值。粤彩糯2号、华玉8号和广紫糯6号茎叶富集系数分别为2.07、1.39和1.85，籽粒Cd含量分别为0.19、0.17 mg·kg-1和0.15 mg·kg-1，高于GB 2762-2017但低于GB 13078-2017限值。仲糯1号茎叶和籽粒富集系数分别为1.85和0.032，玉米籽粒Cd含量为0.07 mg·kg-1，符合GB 2762-2017。华彩糯3号和广红糯8号可作为Cd高富集玉米品种，不可用作粮食或饲料；仲糯1号可作为Cd低累积玉米品种，可用作粮食或饲料。

• 四川省江安县某硫铁矿区周边农田土壤重金属来源解析及污染评价

  李志涛,王夏晖,何俊,季国华,何军,朱文会

  为全面了解四川省江安县某硫铁矿区对周边农田土壤的影响，系统采集207个表层土壤样品和10个背景土壤样品，对pH值和重金属含量进行测定，采用多元统计方法解析重金属的主要来源，并对土壤重金属污染指数评价、潜在生态风险进行研究。结果表明：研究区农田土壤重金属背景值受矿区影响普遍高于全国、四川省土壤背景值，存在不同程度的累积现象；多元统计分析结果显示Cr、Ni、Cu和Cd来源相似，主要受硫铁矿区工业活动影响；Hg和As主要来源于成土母质；Zn可能受人为活动和自然因素双重影响；研究区土壤Cd污染最严重，均值为1.55 mg·kg-1，超标率高达99.03%，Cu次之，超标率为37.20%，整体以中度污染为主；背景参比值的选取显著影响潜在风险评价结果，以研究区土壤背景值作为参比时，79.71%采样点存在中等生态风险，主要是Cd和Hg的风险较高。研究表明，硫铁矿区工业活动导致周边农田镉污染严重，本研究为后续耕地土壤污染防治提供科学依据。

• 嗜盐碱高环PAHs降解菌的分离及其降解特性研究

  范瑞娟,刘雅琴,张琇

  为获取嗜盐碱高环多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）降解菌，并研究其降解特性，利用盐度为5%、pH为8.6的无机盐培养液从延长油田石油污染土壤中富集分离出6株能以芘为唯一碳源和能源的嗜盐碱菌SYP-1、SYP-2、SYP-3、SYP-4、SYP-5和SYP-11。经形态学观察、生理生化特征分析和16S rRNA基因序列对比对菌株进行了鉴定，确定SYP-1为代尔夫特菌属（Delftia sp.），SYP-2、SYP-4和SYP-11为海杆菌属（Marinobacter sp.），SYP-3和SYP-5为芽孢杆菌属（Bacillus sp.）。初步的降解能力试验表明，6株降解菌7 d内可使初始浓度为50 mg·L-1的芘降解率达42.3%~68.8%，使初始浓度为5 mg·L-1的苯并[a]芘降解率达27.0%~49.4%。经耐盐碱特性分析，株菌SYP-1、SYP-2、SYP-3和SYP-11的可生长盐度范围为0~20%，SYP-4和SYP-5的可生长盐度范围为0~15%，6株菌均可在pH为5~10的环境中生长。选择了对芘和苯并[a]芘同时具有较高降解能力的4株菌SYP-2、SYP-3、SYP-4和SYP-11，分析了其在不同盐度和pH条件下对芘降解效率的影响，结果表明，无论在0~15%的盐度范围内还是在5~10的pH范围内，4株菌对芘均具有良好的降解效果。研究表明，所分离菌株具有较高的耐盐碱性，且对降解4环以上高环PAHs具有很大潜力。

• 花生化感物质降解菌的筛选、鉴定与降解特性研究

  钱娜,王小兵,汪晓丽,封克,陈盾,苏金成,崔梦涵

  为筛选高效化感物质降解菌，以花生根系分泌物中的化感物质苯甲酸作为唯一碳源，采用富集培养和稀释平板法从连作花生长期定位试验地的健康花生植株根际土壤中筛选高效花生化感物质降解菌，经形态观察、生理生化分析和16S rDNA序列同源性比较以及系统发育分析对降解菌进行鉴定，并通过单因素试验对降解菌进行降解特性研究。结果表明：筛选到的2株高效降解菌分别为木糖氧化无色杆菌（Achromobacter xylosoxidans HJ-2）和硝基还原假单胞菌（Pseudomonas nitroreducens HJ-3）。降解菌HJ-2降解的适宜pH为6.0~9.0，适宜温度为30~45℃，适宜NaCl浓度为0~6%；降解菌HJ-3降解的适宜pH为6.0~8.0，适宜温度为30~35℃，适宜NaCl浓度为0~4%。两株降解菌都能够降解苯乙酮、硬脂酸、棕榈酸、乳酸、3，5-二甲基苯甲醛和丙三醇等化感物质。研究表明，降解菌HJ-2和HJ-3对苯甲酸有显著降解效果，两个菌株均具有广谱降解化感物质的特性，且降解菌HJ-2对不良环境适应能力较强。

• 地埋式秸秆反应堆对南方越冬茄子生产及温室土壤微环境的影响

  段晓婷,叶静,林辉,邹平,孙万春,马军伟,符建荣

  为分析不同秸秆生物反应堆技术对茄子生产及温室土壤微环境的影响，设置常规栽培的CK、T1（秸秆22 500 kg·hm-2）、T2（秸秆22 500 kg·hm-2+菌剂60 kg·hm-2+羊粪7800 kg·hm-2）和T3（秸秆22500 kg·hm-2+菌剂60 kg·hm-2+羊粪7800 kg·hm-2+腐植酸750 kg·hm-2）4个处理。结果表明：使用秸秆生物反应堆技术，茄子产量可以提高29.2%~32.0%，但不同秸秆反应堆处理之间无显著差异；秸秆反应堆技术可增加茄子中可溶性总糖、维生素C和固形物含量，降低硝酸盐含量，明显改善品质。3种秸秆反应堆技术均有效提高了温室土壤CO2排放通量，增加植株根系周边土壤有机质和总氮含量，其中有机肥和菌剂的添加促进了早期CO2释放，有利于土壤有机质和养分累积，腐植酸的添加对温室CO2的产生影响不大，但可以提高土壤微生物代谢能力。对土壤微生物数量的分析表明，秸秆生物反应堆提高了植株根系周边土壤中的真菌数量，降低土壤细菌数量。其中T3处理倾向于提高苗期土壤中真菌数量和花期土壤中细菌数量，而T2处理倾向于提高花期和盛果期栽培土壤中的真菌数量以及盛果期栽培土壤细菌数量。研究表明，秸秆生物反应堆可以显著提高茄子产量和品质，增加温室土壤CO2排放通量，提高植株根系周边土壤中有机质和养分含量，影响土壤中微生物代谢活性，改变栽培过程中真菌和细菌的数量变化模式。

• 水文响应单元划分对SWAT模型总氮模拟效果的影响

  郑思远,王飞儿,俞洁,董秋仪

  为分析水文响应单元（HRU）划定要素的阈值选取对SWAT模型模拟的影响，以东苕溪上游区域为研究对象，对土地利用、土壤类型和坡度三要素设置5%~30%阈值范围，以5%为梯度形成18种方案，以纳什系数（NSE）和均方根差与标准偏差的比值（RSR）为主要评判指标，探究三要素划分阈值对SWAT模型总氮负荷模拟效果的影响。研究结果显示：较为粗放的坡度分级有利于缩小总氮模拟值与实测值的偏差，而土地利用和土壤类型在阈值较小的情况下，总氮模拟的效果较好；各种方案对总氮模拟的结果表明土地利用阈值变化对其影响最大，而耕地面积占比是主要的影响因素，土壤类型阈值的影响相对较小。综合18种方案的总氮模拟结果，土地利用阈值5%、土壤类型阈值5%、坡度分级阈值20%是相对最合适的HRU划分方案。

• 施磷肥土壤中钒的迁移转化规律研究

  杨洁,解琳,司傲男,瞿攀,滕彦国

  为探究长期施用磷肥对耕作土壤中钒（V）的迁移累积规律的影响，研究通过模拟酸性和自然降雨条件下施重过磷酸钙土壤的淋溶过程，讨论了施肥前后土壤中钒的迁移转化特征及其影响因素。结果表明：渗滤液中钒主要以溶解态的形式存在（占比50.8%~90.4%），胶体吸附态含量较低；土壤的pH值直接影响了钒的迁移转化能力，酸性降雨可促使下层土壤中部分钒（Ⅳ）氧化为钒（Ⅴ），同时影响残渣态钒向弱酸提取态和可还原态转化。研究表明，磷肥的施加和降雨的酸性增强均能促进土壤中钒的释放并且提高钒的生物有效性，但是在一定降雨量范围内，降雨酸性越强，土壤中钒的释放量越小；整体上钒的释放量较低；土壤中钒（Ⅴ）与有效态钒显著相关，可作为土壤中钒潜在危害的评价指标。

• 山东省冬小麦-夏玉米轮作体系土壤氮素盈余指标体系的构建与评价——以德州市为例

  刘宏元,张爱平,杨世琦,邢磊,杨正礼

  山东省德州市是我国重要的粮食生产基地，大量施用氮肥以及氮素流失是该地氮素污染的重要原因，设定合理的氮素盈余指标体系迫在眉睫。本研究以田间试验研究和文献荟萃为基础，探究德州市冬小麦-夏玉米轮作氮素盈余情况，建立该地氮盈余指标体系，并运用欧氏距离法对德州市当前氮素管理指标进行评价。结果表明：德州市整个冬小麦-夏玉米轮作体系轮作周期氮素盈余量为196.84 kg N·hm-2·a-1，小麦季氮素盈余量为111.07 kg N·hm-2，玉米季氮素盈余量为85.77 kg N·hm-2。氮素盈余量在30~70 kg N·hm-2·a-1时为德州市整个轮作周期氮素盈余量推荐值；德州市小麦季氮素盈余量推荐值为10~50 kg N·hm-2；德州市玉米季氮素盈余量推荐值为20~60 kg N·hm-2。在氮素的损失方面，氨挥发以及淋洗是氮素损失的主要去向。小麦季的氮素污染程度高，玉米季氮素污染程度相对较低。运用欧氏距离法计算德州市氮素管理水平（A值）为0.63，属于中级管理水平。综上，德州市冬小麦-夏玉米轮作体系农田氮素含量较高，从而导致氮素大量损失。加强氮素管理水平，提高氮素利用率是德州市氮素资源管理的长期任务。

• 青狮潭库区沉积物/稻田土壤中有机氯农药残留与释放规律

  梁延鹏,符鑫,曾鸿鹄,覃礼堂,莫凌云

  为了解青狮潭库区沉积物和土壤中有机氯农药（OCPs）残留及其释放特征，采用气相色谱法（GC-ECD）测定了青狮潭库区水库沉积物、池塘沉积物、河流沉积物和稻田土壤中OCPs含量，并运用室内模拟装置探讨了沉积物和稻田土壤在静置和悬浮两种情景下OCPs的释放规律。结果表明：水库沉积物、池塘沉积物、河流沉积物和稻田土壤中总OCPs残留量分别为81.55、88.60、68.96 ng·g-1和92.62 ng·g-1（干质量）。HCHs和DDTs是两类残留量较高的OCPs，其含量分别达到23.26~39.89 ng·g-1和12.22~17.20 ng·g-1。上覆水为超纯水时，静置组与扰动组的底物中OCPs向上覆水释放表现出先快后慢的特征，且扰动组的底物中OCPs释放量明显多于静置组；其中HCHs和β-硫丹的释放量最高。OCPs的理化性质、底物组成特征和外力扰动使各种OCPs在上覆水中的检出率和检出浓度存在明显差异，其中稻田土壤中OCPs向上覆水释放量最高而河流沉积物中OCPs向上覆水释放量最低。十二烷基硫酸钠可使底物中的OCPs快速向上覆水中释放（尤其促进了DDTs的释放），在扰动和静置情形下，上覆水OCPs浓度最少可提升134.44%和118.41%。因此，外界扰动和十二烷基硫酸钠汇入均可促进底物中OCPs的溶出释放。

• 加拿大一枝黄花生物炭对Cd2+的吸附特性及机理

  汤嘉雯,陈金焕,王凯男,张秋卓

  以外来入侵种加拿大一枝黄花为原料，探究不同成分在不同热解温度下制得的生物炭的基本性质及其对水中Cd2+的吸附能力、最优吸附工艺条件和吸附机制，以提高其资源化利用效率。结果表明：以茎叶混合作为原料在450℃下热解制得的加拿大一枝黄花生物炭（SCBC450）对Cd2+吸附能力最优。正交结果显示，3种所选因素对生物炭吸附Cd2+的影响程度依次为吸附质起始浓度 > pH > 温度；当pH=6、温度35℃、吸附质起始浓度50 mg·L-1时，Cd2+的吸附效率最高，可达（95.6±0.38）%。SCBC450对Cd2+的吸附过程符合二级动力学模型，以化学吸附为主，且符合Langmuir等温吸附模型，最大理论吸附量达107.03 mg·g-1。通过对生物炭吸附前后的XPS、FTIR和SEM-EDS分析可知，其对Cd2+的吸附机制包括离子交换、络合反应、沉淀作用和物理吸附。因此，加拿大一枝黄花生物炭对Cd2+的吸附具有极大的应用潜力。

• 蚯蚓堆制猪粪过程中Cu、Zn形态变化与关键酶活性间关系的研究

  周东兴,李晶,宁玉翠,金聪敏,王恩泽,李欣,刘多

  本研究以半腐熟猪粪为研究对象，利用蚯蚓进行生物处理，探讨蚯蚓堆制猪粪过程中重金属形态与关键酶活间的关系。采用MBCR连续浸提法，研究了猪粪中重金属（Cu、Zn）的赋存形态和关键酶（脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、脱氢酶）的相关性。试验设4个处理，分别接种3种密度的蚯蚓（基质均为2 kg猪粪）：对照处理（猪粪2 kg，不接种蚯蚓，CK）；处理1，蚯蚓处理（蚯蚓/基质为1/40，T1）；处理2，蚯蚓处理（蚯蚓/基质为1/20，T2）；处理3，蚯蚓处理（蚯蚓/基质为1/10，T3）。研究表明，与CK相比，T1、T2、T3各处理的重金属含量与酶活性的变化如下：重金属Cu的含量分别降低了19.66%、24.81%、26.41%，Zn含量分别降低了10.82%、14.34%、19.58%；蔗糖酶活性分别升高55.47%、46.87%和34.83%，碱性磷酸酶活性分别升高了116.38%、100.48%和94.65%，脲酶活性分别降低了42.02%、26.73%和10.08%，脱氢酶活性分别升高了32.79%、58.97%、53.87%。由本试验得出，蚯蚓处理后的堆制物中Cu、Zn两种重金属元素的含量下降，重金属形态随着蚯蚓处理向稳定态转化，两种重金属的形态均表现为残渣态含量较高。蚯蚓堆制过程中，各处理较CK处理能够显著提高酶活性。Cu、Zn的各化学形态与酶活性的关系是，可还原提取态和可氧化提取态对堆制物酶活性的抑制作用最大，残渣态和弱酸提取态对堆制物酶活性有一定的抑制作用，水溶态对堆制物酶活性影响程度较小。

• 醋糟与猪粪、鸡粪不同配比的厌氧共消化产气潜力研究

  周冠男,陈琳,郑涛,周政忠,袁浩然

  以难降解废弃物——醋糟为原料，通过与猪粪、鸡粪进行混合厌氧发酵，试验了在中温（37℃）不同配比下的厌氧发酵情况。试验发现：醋糟与猪粪最佳试验组的挥发性固体（VS）含量配比为1：3，最终累积甲烷产量为286.51 mL·g-1 VS，稳定阶段的平均协同增益产气率为7.71%；醋糟与鸡粪最佳试验组的挥发性固体含量配比为1：3，累积甲烷产量为312.57 mL·g-1 VS，稳定阶段的平均协同增益产气率为2.8%。结果表明醋糟与猪粪、鸡粪混合厌氧发酵具有良好的发酵潜力，以及较高的物料协同性，可以使用该方法有效处理醋糟。

• 添加生物炭对猪粪好氧堆肥的影响

  谢胜禹,余广炜,潘兰佳,李杰,汪刚,尤甫天,李春星,汪印,王其传

  在猪粪好氧堆肥过程中添加污泥生物炭或猪粪生物炭，研究生物炭对堆肥温度、pH、电导率（EC）、营养成分和重金属的影响。结果表明，添加污泥生物炭组的堆体温度在第10 d达到50℃，快于对照组的12 d，但由于高温期停留时间较短，未达到粪便无害化卫生要求（GB 7959-2012）；添加猪粪生物炭组的堆体温度在第4 d达到50℃，最高温度达到66.2℃，高于对照组的63.4℃，且能够满足GB 7959-2012。污泥生物炭和猪粪生物炭的加入可以降低堆体可溶性盐的浓度；添加猪粪生物炭可以降低堆体铵态氮的损失，促进速效钾的增加，而污泥生物炭则呈现相反的作用。堆肥后与对照组相比，添加污泥生物炭组Cr和Cu的残渣态比例分别从93.82%和36.78%增至94.44%和41.94%，添加猪粪生物炭组Cr和Cu的残渣态比例分别增至94.27%和60.26%，这说明添加污泥生物炭和猪粪生物炭有利于堆肥产物Cr和Cu的固化。此外，猪粪生物炭的加入还可以降低产物的潜在风险指数。综合分析，与添加污泥生物炭相比，添加猪粪生物炭的堆肥效果更好，可以作为一种良好的堆肥添加剂。

• 不同再生稻栽培模式对稻田温室气体排放和产量的影响

  邓桥江,曹凑贵,李成芳

  为研究再生稻对稻田温室气体排放和产量的影响，于2017年在潜江广华农场，设置常规栽培与优化栽培两种再生稻种植模式，研究其对稻田N2O与CH4排放、头季与再生季水稻产量的影响。结果表明，栽培模式显著影响N2O排放、CH4排放和全球增温潜势（GWP）。与常规栽培模式相比，优化栽培模式N2O累计排放量在头季、再生季和全生育期分别显著增加了82.0%、45.3%和64.0%，CH4累计排放量分别降低了55.0%、260.0%和34.9%，GWP分别降低了52.7%、218.6%和31.9%。同时，与常规栽培模式相比，优化栽培模式头季产量、再生季产量和总产分别提高了23.8%、30.0%和25.4%。研究表明，优化栽培模式相对于常规栽培模式在降低全球增温潜势的同时还能提高头季与再生季水稻产量，是一项低碳高产的再生稻栽培模式，值得在湖北省稻区推广。

• 川中丘陵区覆膜再生稻田N2O排放规律研究

  宋开付,于海洋,张广斌,徐华,吕世华,马静

  为明确覆膜再生稻田N2O排放规律，采用静态箱-气相色谱法原位观测了川中丘陵区覆膜条件下再生稻田的N2O排放通量。试验设置覆膜单季中稻（SR）和覆膜中稻-再生稻（SR-RR）两个处理。结果表明：SR-RR处理中稻季有两个明显的N2O排放峰，第一个排放峰出现时间较SR处理提前13 d，再生季出现N2O排放最高峰，峰值为1 630.7 μgN·m-2·h-1。全观测期内SR-RR处理N2O排放量为5.63 kgN·hm-2，其中再生季N2O排放量为2.35 kgN·hm-2，约占两季总排放的42%。SR-RR处理两季的N2O排放总量比SR处理的单季排放量高246%（P<0.05）。SR-RR处理两季稻谷总产量为10.4 t·hm-2，其中再生季产量为1.89 t·hm-2，约占两季稻谷总产量的18%，SR-RR处理两季稻谷总产量比SR处理高出22%（P<0.05）。SR-RR处理单位产量的N2O排放量为0.54kgN·t-1，较SR处理增加184%（P<0.05）。研究结果为进一步研究覆膜再生稻田N2O排放规律及寻求有效的减排措施提供数据支撑和科学依据。

• 厌氧条件下环境因子对泥炭土壤温室气体排放的影响研究

  张尹,于志国,张乐,陈袁波,黄婷,胡颖

  为研究环境因子对寒温带泥炭土壤温室气体排放的影响，选取加拿大Mer Bleue泥炭沼泽的泥炭土壤为培养介质，利用室内微宇宙培养实验，分别以培养温度（5.4、13.1、20.1℃）、pH值（4、5、6、7）以及泥炭土底质（采样深度50、100、150、250 cm）为环境因子，探讨其对二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）排放的影响程度。结果表明，在不同环境因子处理组中CO2和CH4的初始产生速率范围分别为0.399~2.27 μmol·g-1 DW·d-1和0.018~0.180 μmol·g-1 DW·d-1，排放阈值范围分别为1.38~91.6 μmol·g-1 DW和1.12~9.02μmol·g-1 DW。温度越高，CO2和CH4的产生速率越快，且温度对CH4的影响比对CO2的影响更明显。pH值分别与CO2的初始产生速率和阈值呈显著正相关，而CH4的初始产生速率受pH值的影响不显著，在pH值为5~6时CH4排放阈值最大。对于采集深度不同的泥炭土，深度为50 cm处的CO2和CH4排放量最多，而深度为50 cm以下的气体排放量极低。研究表明，不同环境因子处理组表现出不同的初始产生速率和阈值，说明环境因素对天然泥炭地中相对稳定的碳储存存在较大影响。

• 降雨和凋落物对人工杨树林土壤温室气体通量的影响

  程功,刘廷玺,王冠丽,段利民,李东方

  本研究以科尔沁沙丘-草甸梯级生态系统中人工杨树林为研究对象，于2017年5-10月采用静态箱-气相色谱法，对CO2、CH4和N2O进行了原位观测，探究降雨和凋落物对森林生态系统土壤温室气体通量的影响，实验共设3个处理："Ⅰ-去除凋落物"、"Ⅱ-维持原状"和"Ⅲ-加倍凋落物"。结果表明：土壤状态较干燥的5月23日及7月20日雨后CH4吸收值在短时间内均有所增加，土壤温度较高的7月20日雨后CH4吸收值增长率远大于土壤温度较低的5月23日，土壤状态较湿润的8月4日雨后CH4吸收值呈明显降低趋势；降雨前后CH4通量均表现为吸收，且其吸收强度表现为：处理Ⅰ > 处理Ⅱ > 处理Ⅲ。生长季N2O排放与CH4吸收之间呈现显著的线性负相关关系（P 处理Ⅱ（1.046） > 处理Ⅲ（1.011），不同凋落物处理下林地土壤CO2通量对土壤温度响应的差异不显著。

• 沼液替代化肥对小麦-玉米轮作温室气体排放及温室效应的影响

  尹高飞,王小非,沈仕洲,杜会英,巴士迪,张克强

  本文采用密闭箱-气相色谱法研究不同沼液灌溉模式，小麦-玉米轮作条件下温室气体的排放特征，并运用全球增温潜势（GWP）和气体排放强度（GHGI）对小麦-玉米排放的温室效应进行估算。研究表明，在冬小麦-夏玉米轮作周期中，以清/沼比2：1配比的沼液灌溉，小麦灌3次，玉米灌溉1次的处理（T3）和小麦灌溉4次，玉米灌溉1次的处理（T4）与常规施肥（CF）相比，GWP连续两年没有显著性差异，T3、T4和CF在2016年的GWP为2 990.82±285.00、3 235.48±307.05、3 047.35±315.11；T3、T4和CF在2017年的GWP为2 865.61±296.44、3 069.10±318.44和2 741.70±284.37。但小麦季灌溉1次，玉米灌溉1次处理（T1）和与小麦灌溉2次，玉米灌溉1次的处理（T2）的GWP比CF处理相比显著降低。T1和T2处理在2016年和2017年的GWP分别为2 578.57±279.39、2 586.13±263.01；2 702.59±300.75、2 733.19±260.81，T1和T2处理2016年比CF处理降低了15.38%和11.31%；2017年比CF处理降低了5.67%和0.31%。针对产量进行分析，T2、T3、T4和CF处理连续两年差异性不显著，其中T4处理在2016年产量比CF处理提高了4.12%。T3、T4的温室气体排放强度与常规施肥处理（CF）连续两年差异性不显著，2016年T1和T2处理与CF处理相比显著降低了0.56%，2017年T2处理和CF处理相比差异性不显著。综合考虑GWP与作物产量的因素，T2处理（小麦季2：1沼液灌溉2次，玉米季2：1沼液灌溉1次，施氮量为315 kg·hm-2）为最优选择，所以T2处理是可以替代化肥且较合理的灌溉模式。

• 硝化抑制剂对紫色土硝化作用及N2O排放的影响

  赖晶晶,兰婷,王启,谭春林,李梦潇

  为探讨硝化抑制剂对紫色土硝化作用及N2O排放的抑制效果，通过室内培养试验，研究在25℃，60%最大田间持水量条件下，4种硝化抑制剂[双氰胺（DCD）、3，4-甲基吡唑磷酸盐（DMPP）、2-氯-6-三氯甲基吡啶（Nitrapyrin）、对羟基苯丙酸甲酯（MHPP）]对四川地区石灰性紫色土无机氮含量、硝化速率及N2O产生速率变化特征的影响，并以酸性紫色土作对比。结果表明，与对照处理相比，4种硝化抑制剂均能抑制两种土壤中NH4+向NO3-的转化，同时降低N2O的排放，但是抑制效果存在差异。其中，对石灰性紫色土硝化速率的抑制效果为MHPP（93%~193%） > Nitrapyrin（91%~191%） > DMPP（9%~58%） > DCD（6%~14%），对酸性紫色土硝化速率的抑制效果为MHPP（76%~116%） > Nitrapyrin（62%~109%） > DCD（59%~75%） > DMPP（26%~43%）。硝化抑制剂对石灰性紫色土和酸性紫色土N2O产生总量的抑制效果分别为46%~76%和32%~54%。总体而言，相较DCD和DMPP，Nitrapyrin和MHPP两种硝化抑制剂对供试土壤硝化速率和N2O产生速率均表现出较强的抑制效果。