农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2020年第10期

• 前言

  专刊编委会

  进入新时代以来，广大人民群众对美好生活的需求不断增加，生态文明建设步伐进一步加快，乡村振兴战略实施不断深化。良好的农业生态环境是不断提升农产品质量安全、保证健康营养安全供给的重要基础，更是推进农业绿色可持续发展、维护国家生态安全的重要保障。为了进一步总结和宣传“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发”重点研发计划专项（以下简称专项）研究创新成果，为农产品产地环境安全、生产过程安全和产品质量安全提供坚实的理论、技术支撑，不断促进我国农业绿色发展，确保国家生态安全，我们结集出版本期论文专刊以期作出新的贡献。2018年10月、2019年8月，《农业环境科学学报》围绕专项各项目实施已经连续出版了两期专项论文专刊，均在社会和学界产生较大影响。本期专刊是从众多的稿件中，经国内同行专家评审精选了42篇文章，集中展现专项实施近年来的最新创新成果和成效，内容主要涉及废弃物资源化高效利用机制、农田土壤重金属污染修复治理与安全利用、农田土壤污染生态过程、区域农田氮磷流失控制与利用机制、集成示范效果等多个方面。本期专刊的出版得到了各项目专家的大力支持，部分研究论文因出版时间限制等原因，未能编入本专刊，对此我们深表歉意，将在后期陆续出版。本期专刊出版得到了农业农村部科技发展中心资助和农业农村部环境保护科研监测所大力支持。希望通过本专刊的出版、发行和宣传，能进一步推进我国农田污染修复、治理与安全利用理论和技术创新，加快成果示范推广和转化转移，为实现乡村振兴战略、生态文明建设目标，推进农业绿色发展提供坚实保障，作出更大更新的贡献。

• 农业面源和重金属专项实施进展与主要成效

  熊炜,杜会英,徐长春,郑戈

  为有效解决农业面源和重金属污染农田治理修复、安全利用等问题，“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发”重点专项围绕主要任务目标，初步实现两个大理论突破，建立了五大示范区，有效提升了科技创新度、产业关联度和贡献度，在基础研究、关键共性技术、推广示范领域取得了突出的成效。文章全面总结了专项实施以来取得的进展及主要成效，以期为未来发展提供支撑和参考。

• 基于健康安全的棕地再开发决策模型构建及模拟研究——以广东省F市为例

  付诗淇,吴箐,钟式玉

  为提高棕地再开发决策的科学性与安全性，以“建设用地准入机制”和“土壤环境质量标准”等为指导思想和标准依据，结合环境、经济、社会和地块特征等因素，构建棕地再开发决策指标体系及决策模型，运用模糊综合法对目标地块拟开发方向进行决策模拟。以广东省F市土壤环境质量调查和土地利用规划数据为基础，结合“三旧改造”规划方案，测算土壤污染程度，采用ArcGIS进行可视化安全评估，对目标地块再开发方向进行决策模拟，并以变动权重组合进行验证。结果表明： 37%的棕地再开发方向需要修正，在各影响因子中，环境因素权重最大，地块特征其次，社会和经济因素最小。研究表明，模拟决策模型确定的土地分级分类风险管控措施对棕地再开发决策具有较好的指导作用。

• 间套轮作超积累植物技术模式修复Cd污染土壤的研究进展

  杨佳节,游少鸿,吴佳玲,徐瑜,刘杰,陈喆

  我国农田土壤中Cd污染问题突出，其修复技术一直备受关注。基于超积累植物的植物提取技术是根治我国Cd污染农田土壤的热门修复技术，但单一的植物提取技术模式通常无法保障污染地区正常的农耕生产需求，故当地农户对该技术的接受程度普遍较低。为解决单一超积累植物修复技术在工程应用推广中的实际问题，提出“高效修复与安全生产”相结合的双赢策略，总结了前人对植物修复技术、超积累植物的概念由来及研究范围，综述了现阶段基于超积累植物的间、套、轮作修复模式的研究进展，统计比对了各种植物组合耕作模式对Cd污染农田土壤的综合治理效果，并对今后利用不同种植模式修复Cd污染农田土壤提出了研究展望。

• 叶面喷施S-烯丙基-L-半胱氨酸对晚稻籽粒中铅含量的影响

  程六龙,黄永春,周桂华,刘仲齐,张长波,王常荣,王晓丽

  通过研究叶面喷施S-烯丙基-L-半胱氨酸（SAC）对晚稻籽粒及根、茎营养器官中Pb含量的影响，评估SAC作为Pb叶面阻控剂的可行性。田间试验在广西水稻主产区Pb污染农田开展，选用当地主栽品种“百香139”作为试验材料，分别在晚稻孕穗期和开花期各喷施一次0.05~0.4 mmol·L-1的SAC。结果表明：当SAC喷施浓度达到0.1 mmol·L-1时，即可使晚稻籽粒中Pb含量显著降低34.04%，但是随着SAC喷施浓度增加，籽粒中Pb含量并未出现持续降低趋势。对籽粒中6种人体必需营养元素含量的分析结果显示，喷施SAC对K、Mg、Ca、Fe、Zn 5种矿质营养元素含量无显著影响，但是显著降低了Mn元素含量，最高降低幅度达21.93%。当SAC喷施浓度达到0.1 mmol·L-1后，地上部所有营养器官中Pb含量与对照（不添加SAC处理）相比均出现显著降低，随着SAC喷施浓度升高，地上部各营养器官中Pb含量出现逐渐升高趋势，但是喷施SAC对水稻根系中Pb含量无显著影响。喷施0.1 mmol·L-1SAC显著降低了Pb由根向第三节间的转移系数（TF第三节间/根）和由第三节间向第二节的转移系数（TF第二节/第三节间），最高降低幅度分别为29.77%和24.25%，但是显著增加了Pb由第一节间向穗轴的转移系数（TF穗轴/第一节间）、穗轴向籽粒的转移系数（TF籽粒/穗轴）和旗叶向籽粒的转移系数（TF籽粒/旗叶），最高增加幅度分别为22.40%、25.35%、16.35%。研究推测，喷施低浓度SAC降低水稻籽粒中Pb含量可能与显著降低根系向水稻地上部营养器官转运Pb有关。

• 3种有机物料对土壤镉有效性及水稻镉吸收转运的影响

  范晶晶,许超,王辉,朱捍华,朱奇宏,张泉,黄凤球,黄道友

  种植绿肥、秸秆还田和施用有机肥是稻田土壤有机质提升的主要途径，明确其对土壤镉（Cd）有效性及水稻吸收积累Cd的影响，对于我国南方Cd污染稻田的安全利用具有重要指导意义。采用田间小区试验，设置等量（2 250 kg·hm-2，干质量）紫云英、油菜秆和有机肥施用处理，通过测定二乙烯三胺五乙酸提取态Cd （DTPA-Cd）、根表铁膜Cd含量和水稻各部位Cd含量，结合土壤理化指标和酶活性变化，对比分析3种有机物料对Cd在土壤-水稻系统迁移转运的影响并探讨其机理。结果表明： 3种有机物料提高了土壤溶解性有机碳（DOC）、有机质含量和水稻产量，增强了土壤过氧化氢酶和纤维素酶活性，在一定程度上增加了根表铁膜量及其Cd吸附量。与CK相比，紫云英、油菜秆和有机肥处理水稻根对Cd的吸收分别增加4.22%、16.99%和38.27%（P<0.05），Cd由水稻根向稻谷的转运系数和叶向稻谷的转运系数均明显提高，水稻稻谷Cd含量分别显著增加32.67%、39.60%和54.46%（P<0.05）。在Cd污染土壤上施用有机物料虽能提升土壤肥力，但会促进水稻根系对Cd的吸收和向稻谷的转运。因此在南方Cd污染稻田应谨慎施用有机物料，防止由此导致的稻米Cd积累风险。

• 雪里蕻对于Cd、Zn的耐性及富集特性研究

  郭堤,管伟豆,张洋,刘翔宇,李一曼,张增强

  利用不同培养方式（土培和砂培）探讨了梯度浓度Cd、Zn胁迫下雪里蕻的重金属富集特性、耐受性及生理响应，以期为雪里蕻修复重金属污染场地提供基础理论依据。结果表明：雪里蕻种子发芽率受到Cd、Zn胁迫的抑制，在18.3%~37.8%之间；Cd、Zn胁迫下雪里蕻的茎叶和根系表现出不同程度的毒害症状，土培雪里蕻生物量在0.78~10.60 g之间，砂培生物量在1.83~3.16 g之间；土培和砂培雪里蕻叶片中叶绿素、可溶性蛋白含量均随Cd、Zn浓度升高呈下降趋势，雪里蕻通过调节体内抗氧化酶的活性来缓解由Cd、Zn胁迫引起的氧化应激；雪里蕻植株内（茎叶和根系） Cd、Zn含量随生长基质中Cd、Zn浓度的增加呈线性增长趋势，土培各处理下雪里蕻植株内最高可富集Cd、Zn的浓度分别为80 mg·kg-1和3 318 mg·kg-1，砂培下为129 mg·kg-1和5 195 mg·kg-1。根据雪里蕻植物提取指数计算结果可知，不同培养方式下雪里蕻对Cd、Zn胁迫具有较强的耐受性和富集、转运能力（且Cd>Zn），具有较大的潜力用于修复Cd/Zn中、低污染程度的土壤。

• 玉米与龙葵间作模式对植物生长及Cd富集特征的影响

  闫仁俊,韩磊,赵亚萍,林大松,王雅君,徐应明,王瑞刚

  为探究最优的间作修复模式，通过田间小区试验，以玉米和超富集植物龙葵为研究对象，设置单作玉米（CK1）、单作龙葵（CK2）、宽窄行玉米宽行间作单行龙葵（T1）、宽窄行玉米宽行间作双行交错龙葵（T2）、等行距单行玉米间作单行龙葵（T3）、等行距单行玉米间作双行交错龙葵（T4）、等4行距玉米间作等4行距龙葵（T5）7种种植模式，研究不同模式下玉米和龙葵各器官生物量、土地当量比、Cd含量、富集系数和转运系数、总Cd提取量、根际土壤pH和有效态Cd含量的变化。结果显示，5种间作模式的土地当量比均大于1。与CK1相比，T3间作模式玉米产量增加15.6%，T1、T4、T5间作模式玉米产量降幅小于10%，T2间作模式玉米产量减少16.8%；与CK2相比，5种间作模式龙葵单株总生物量没有显著变化。5种间作模式没有显著改变玉米和龙葵各部位的Cd含量，以及生物富集系数和转运系数，但却显著提高了单位面积总Cd提取量，其中T4间作模式最高。除T5外，其他4种间作模式均显著降低了龙葵和玉米根际土壤pH，提高了龙葵根际土壤Cd有效态含量，却降低了玉米根际土壤Cd有效态含量。这表明玉米与龙葵表现为种间生长促进，T1、T3、T4、T5 4种间作模式不仅可以保障玉米稳产，而且能显著提高修复效率，实现边生产边修复的目的，其中T4间作模式最优。另外，沈阳地区龙葵种子在湖南表现出不适应性，建议选用当地龙葵进行间作修复。

• 外源亚精胺对水稻吸收积累镉砷的影响

  刘书锦,黄益宗,李颜,魏祥东,铁柏清

  通过水培试验和大田试验，研究外源亚精胺（Spd）对水稻吸收积累Cd、As的影响。结果表明：水培试验中，在10 μmol·L-1的Cd胁迫下，外源添加250 μmol·L-1的Spd能显著降低水稻茎叶Cd含量58.0%，在50 μmol·L-1的As胁迫下，添加同样浓度的Spd可以显著降低水稻茎叶As含量20.1%，阻止了水稻根系中Cd、As向茎叶的转运累积；在大田试验中，外源添加1 000 μmol·L-1的Spd显著降低了水稻根系、叶片和籽粒中Cd的积累，分别降低了25.8%、51.9%和37.4%，同时降低了水稻茎和根系中As的含量，分别降低了23.9%和31.2%。研究表明，外源施用Spd可以降低苗期水稻对Cd、As的吸收积累，同时可显著降低水稻籽粒中Cd的含量。因此，可合理使用亚精胺缓解Cd、As对水稻的胁迫，为提高粮食安全提供有力保障。

• 喷施硫酸锰和硫酸锌对小麦籽粒镉锰锌生物可给性的影响

  陶雪莹,徐应明,王林,黄青青,闫秀秀,刘畅

  为探明喷施叶面肥对小麦镉（Cd）污染健康风险的影响，通过大田试验，采用体外模拟消化方法，研究喷施不同浓度MnSO4和ZnSO4对小麦籽粒中Cd、锰（Mn）和锌（Zn）的含量及生物可给性的影响，计算人体对小麦Cd、Mn和Zn的摄入量，评价喷施Mn肥和Zn肥对降低人体Cd摄入、提高Mn和Zn吸收的作用。结果表明：喷施MnSO4和ZnSO4可显著降低小麦籽粒的Cd含量，最大降低率可达47.45%；喷施MnSO4显著提高小麦Mn含量；喷施中高浓度的ZnSO4显著提高小麦Zn含量。小麦Cd、Mn和Zn在胃阶段的生物可给性明显高于小肠阶段；高浓度ZnSO4处理显著降低小麦Cd在胃阶段的生物可给性，提高Zn在胃阶段的生物可给性；高浓度MnSO4处理使小肠阶段小麦Mn和Zn的生物可给性显著升高。食用Cd污染的小麦有Cd摄入量过高的健康风险，而ZnSO4、高浓度MnSO4以及中高浓度锰锌肥复配处理可显著降低人体食用小麦摄入Cd的量，最大降低率达42.86%；喷施MnSO4显著提高小麦Mn的膳食摄入量；食用喷施MnSO4和ZnSO4处理的小麦可满足膳食Zn摄入的需要，其中喷施高浓度MnSO4处理效果更好。研究表明，喷施高浓度MnSO4可显著降低小麦Cd含量和人体Cd摄入量，显著提高小麦Mn含量以及Mn和Zn的生物可给性，从而显著提高人体Mn和Zn的摄入量。

• 复合钝化剂对镉污染土壤三七生长及生理特性的影响

  刘娟,李佳佳,张乃明,冯光泉

  三七是云南最重要的中药材，为探究复合钝化剂对镉污染土壤上三七生长及其镉吸收累积的影响，以一年生三七为供试材料，采用盆栽试验方法，研究了钝化剂不同添加量（0、0.50%、1.00%、1.50%）对三七生长、生理生化指标以及镉吸收累积的影响。结果表明：施用钝化剂能够有效促进三七的生长，增加三七株高、叶长、叶宽、茎粗以及叶绿素含量，同时显著提高三七地上和地下生物量；复合钝化剂能够降低三七主根和叶片中MDA含量，而CAT活性却随着钝化剂添加量的增加而上升，同时，三七主根和叶片中游离氨基酸含量及主根可溶性蛋白含量降低。复合钝化剂不仅可以降低土壤中有效态镉的含量，还对三七各部位吸收镉产生一定的影响，与对照相比，三七主根镉含量降低了21.4%~57.1%、剪口降低了58.9%~62.6%、茎部降低了47.4%~67.4%、叶降低了25.0%~53.1%。研究表明，在镉污染土壤中使用复合钝化剂既可以有效地促进三七的生长发育，又可以减少镉在三七各个器官中的累积，在本试验条件下设置的3种钝化剂添加量中，添加量为1.50%的处理效果较好。

• 施肥与填闲种植籽粒苋对油麦菜Cd和土壤Cd的影响

  谷佳林,苏世鸣,陈延华,赵同科,魏丹,杜连凤,邹国元

  为了分析评价农艺措施在叶菜类蔬菜生产过程中对阻控Cd污染方面的作用，于2017年3月至2018年10月以油麦菜为试材，在高含量Cd设施土壤上，采用随机区组田间试验，连续2年研究不同施肥及填闲种植籽粒苋对油麦菜产量、Cd吸收及土壤Cd的影响。结果表明：有机肥料和无机肥料按照1：1的比例配施，可以显著提高油麦菜的产量；单施化肥不会导致土壤中总Cd的增加，但可促进植株对Cd的吸收。有机肥的大量施入存在土壤Cd累积的风险，而填闲种植籽粒苋可以有效防控这种风险。通过连续2年种植籽粒苋，试验各处理土壤Cd被带出11 668.81~15 800.39 mg·hm-2。各施肥处理，土壤Cd净减少量从高到低依次为：单施化肥处理（16 219.03 mg·hm-2） > 鸡粪加化肥处理（10 800.72 mg·hm-2） > 羊粪加化肥处理（8 684.25 mg·hm-2） > 单施鸡粪处理（6 423.05 mg·hm-2） > 单施羊粪处理（-3 400.11 mg·hm-2）。研究表明，综合考量产量、植株Cd含量及土壤Cd累积等因素，在油麦菜种植过程中采用鸡粪与化肥按照1：1的比例配施并结合填闲种植籽粒苋是推荐的农艺种植措施，可实现土壤中的Cd负增长。

• 生物炭对土壤-植物体系中铅镉迁移累积的影响

  黄连喜,魏岚,刘晓文,吴颖欣,李翔,黄玉芬,黄庆,刘忠珍

  为探讨不同特性生物炭对土壤-植物体系中典型重金属铅（Pb）和镉（Cd）迁移累积的影响，分别选择花生壳、水稻壳、小麦秸秆、椰壳及生物燃气副产物5种材料制备的生物炭及不同粒径椰壳生物炭作为土壤调理剂，进行多茬蔬菜盆栽试验，研究各茬蔬菜可食用部位生物量及Pb和Cd累积量，土壤理化性质及土壤有效态Pb和Cd含量变化规律。结果显示，生物炭的施加均可不同程度提升土壤pH、土壤有机碳含量及阳离子交换量（CEC）。除小麦秸秆生物炭外，其余4种生物炭均可显著降低土壤有效态Pb和Cd及蔬菜可食用部位Pb和Cd累积量，并对蔬菜有明显促生长效果。生物炭粒径越小对土壤有效态Pb和Cd含量的降低、蔬菜生长的促进及蔬菜Pb和Cd累积量的降低作用越显著。蔬菜生长与土壤pH、有机碳含量及CEC水平均呈显著正相关关系，而蔬菜Pb和Cd累积量及土壤有效态Pb和Cd含量则与土壤pH、有机碳及CEC含量呈显著负相关关系。连续3茬蔬菜轮作后，80~120目椰壳生物炭、花生壳生物炭、水稻壳生物炭及生物燃气副产物生物炭仍对Pb和Cd复合污染酸性土壤具有明显的修复效果。结果表明，生物炭可通过改变土壤pH、CEC、有机碳等基本理化性质，对土壤重金属产生钝化作用，显著促进蔬菜的生长并可消减蔬菜对土壤重金属元素的累积效应。

• 联合施肥对复合污染农田水稻As、Cd吸收的影响

  卢维宏,张乃明,苏友波,李懋松,熊润忠,秦太峰

  探究不同施肥模式与土壤调理剂联合措施对As-Cd复合污染农田水稻生长及水稻不同部位吸收转运重金属的影响，为中轻度复合污染农田的安全利用提供科学依据。在As-Cd复合污染农田上，分别设置农民常规施肥（尿素+过磷酸钙+氯化钾）、碱性复合肥料、水稻专用肥3种施肥模式以及分别与硅钙土壤调理剂联合配施的试验处理，测定了不同处理对水稻长势及产量水平、不同器官（根、茎、叶、籽粒） As、Cd的累积量，以及土壤重金属有效态、pH和有机质，重点分析了硅钙调理剂对水稻籽粒As、Cd含量及转运的影响因子和作用效应。结果表明：在As-Cd复合污染农田上，与对应单一化肥相比，仅碱性肥料与硅钙调理剂的联合施用下水稻的茎粗、穗长、穗粒数、产量4项指标分别提高了18.4%、7.8%、24.9%、16.1%，且均达到了显著差异（P<0.05），而常规施肥和水稻专用肥模式下的联合施肥对水稻包括产量在内的各农艺指标起到了部分抑制或无显著影响的效果；3种施肥模式下，以碱性肥料与硅钙调理剂的联合措施对水稻各器官中As、Cd的吸收累积抑制效果最好，其中对籽粒、叶片、茎秆、根系中As的累积抑制率分别为32.1%、19.8%、21.8%、32.7%，对籽粒、根系Cd的累积抑制率分别为43.8%、10.3%，且均达到了显著性差异水平（P<0.05）；碱性肥料+硅钙土壤调理剂联合措施在降低根系对土壤As、Cd吸收同时，对通过根系进入到茎秆的重金属As、Cd的再分配进行了调控，即促进了茎秆As、Cd向叶片转运，抑制了其向籽粒转运。3种联合施肥措施中，以碱性肥料+硅钙土壤调理剂对As-Cd复合污染农田安全利用的效果最佳，不仅降低了水稻（尤其是籽粒）对As、Cd的吸收转运，还提高了水稻的产量水平。

• 设施农田土壤重金属污染评价及分区阈值研究

  曹志强,韦炳干,虞江萍,孟敏,李海蓉,杨林生,尹舒慧,李峰,张国印,陈清

  设施农田高强度的耕作模式使土壤重金属累积日益加重，因地制宜地确定其土壤重金属目标值与筛选值对设施农田可持续生产意义重大。本文以石家庄、衡水与唐山为研究区，基于土壤重金属污染风险和生态风险评价，用熵权法得出综合风险等级并确定重金属污染分区阈值。结果表明土壤Cd、Cu、Zn污染最严重，高风险区占比达40.57%。研究区设施农田土壤Cd、Cu、Pb、Zn全量与有效态的目标值分别为0.12、40.17、19.23、116.03 mg·kg-1与0.02、4.19、0.59、8.80 mg·kg-1；筛选值分别为0.40、90.27、38.33、170.68 mg·kg-1与0.11、11.77、1.55、14.24 mg·kg-1。基于综合评价结果反推分区阈值的方法简单便捷，重金属全量与有效态的目标值及筛选值的确定为研究区设施农田重金属污染的预防提供了多方位的指导。

• 东北设施叶菜类蔬菜镉铅污染安全生产分区研究

  李想,龙振华,朱彦谚,杨昳,李明堂

  近年来东北地区设施蔬菜种植业发展迅速，导致菜地土壤出现了不同程度的镉（Cd）和铅（Pb）污染，影响了蔬菜的安全生产。本文以保护90%和5%的蔬菜品种为划分依据，利用物种敏感性分布法对Cd和Pb污染设施蔬菜土壤进行了安全生产分区研究。结果表明，蔬菜中Cd和Pb的含量超标率分别为23.53%和20.59%。蔬菜对Cd的富集系数与土壤pH呈显著性负相关关系（P<0.05），而对Pb的富集系数与土壤有机质的含量呈显著性正相关关系（P<0.05）。菠菜和小白菜对Cd的富集能力较强，而油麦菜对Cd的富集能力较弱。小白菜和韭菜对Pb的富集能力较强，而茼蒿对Pb的富集能力较弱。建议设施叶菜类蔬菜宜产区、限产区和禁产区土壤中Cd的含量分别为≤0.43、0.43~2.88 mg·kg-1和≥2.88 mg·kg-1；Pb的含量分别为≤24.21、24.21~392.31 mg·kg-1和≥392.31 mg·kg-1。设施叶菜类蔬菜对Cd和Pb的吸收富集特征不同，并且在蔬菜样品间也表现出了明显的差异，因此进行宜产区、限产区和禁产区划分对Cd和Pb污染设施蔬菜土壤的安全生产具有重要意义。

• 辽宁某冶炼厂周边农田土壤与农产品重金属污染特征及风险评价

  都雪利,李波,崔杰华,李国琛,王颜红

  以辽宁某典型冶炼厂为研究对象，采集冶炼厂北部1~15 km的农田土壤及种植的农产品，分析Cd、Pb等重金属含量特征。利用土壤重金属水平分布特征、农产品重金属污染特征、富集系数与转运系数、农产品不同器官重金属分布特征、土壤添加和叶面喷施重金属等方法探究了农产品Cd、Pb污染来源，采用暴露风险指数（HQv）评价了通过农产品摄入的重金属对人体产生的健康风险。结果表明：该冶炼厂周边农田土壤Cd、Hg、Zn、Pb和Cu呈明显的污染与富集趋势，总体呈重度污染水平。花生、玉米和蔬菜受到Cd、Pb污染，3类农产品Cd超标率分别为100%、69%和16%，Pb超标率分别为100%、46%和13%。建议减少花生、玉米和小白菜种植，适当增加种植大白菜、萝卜。随与冶炼厂距离的增加，土壤Cd、Pb含量均呈降低趋势，农产品重金属污染特征表明重金属含量高的农产品分布在冶炼厂附近地块，富集系数与转运系数表明花生富集土壤Cd的能力高于Pb，Pb比Cd更容易向玉米籽粒转运。土壤添加和叶面喷施试验表明，不同污染源作用下农产品各器官Cd、Pb含量趋势不同，花生籽粒Cd主要来自土壤，玉米籽粒Pb主要来自大气沉降。暴露风险指数评价结果表明，通过花生摄入的Cd、Pb，小白菜摄入的Cd和玉米摄入的Pb会对人体存在一定程度的健康风险。

• 珠江流域上游云贵地区农田土壤重金属污染状况及其风险性分析

  姚波,杨爱萍,陈华毅,高健鹏,张玉龙,王进进,李永涛,任宗玲

  为探明珠江流域上游云贵地区农田土壤重金属污染水平及其潜在生态风险，在珠江水系上游南盘江流域的云南省曲靖市沾益区废弃磷肥厂工业区（ZY）和陆良县历史铬渣堆放点及冶炼工业区（LL）、个旧市鸡街镇铅锌冶炼厂（JJ）和大屯镇松树脚矿区（DT）、北盘江流域的贵州省六盘水市杉树林铅锌矿区（SSL）、都柳江流域的贵州省黔南布依族苗族自治州乌龙沟铅锌矿区（WLG），采集不同工矿污染源及不同土地利用类型影响下的42个水田土样及63个旱地土样，运用单因子指数法及内梅罗综合指数法分析了土壤重金属富集特征，利用Hakanson潜在生态危害指数法进行了潜在生态风险评估。结果表明： 6个采样地区土壤均污染严重，含量超标率分别为Cd（95.24%） > As（53.33%） > Pb（42.86%） > Zn（30.48%） > Cu（26.67%） > Cr（12.38%） > Hg（6.67%） > Ni （5.71%）。综合污染指数结果表明6个采样区土壤均为重度污染水平，污染程度为JJ > SSL > DT > LL > ZY > WLG，以南盘江中游个旧地区最为严重。6个采样区土壤重金属潜在生态危害风险指数（RI）大小依次为JJ > DT > SSL > LL > ZY > WLG，其中JJ地区土壤达极高等潜在风险，SSL、LL、DT地区土壤存在高等潜在风险，ZY及WLG地区则为中高等潜在风险水平，重金属Cd对潜在生态风险评价贡献最大，其次为Hg。因此，对珠江上游地区矿区周边农田土壤进行管控时不仅要注意Cd污染，还应注意Hg、As等元素的富集程度及潜在污染风险。

• 不同品种红麻在重度与轻微镉污染耕地的修复试验

  尹明,唐慧娟,杨大为,邓勇,李德芳,赵立宁,黄思齐

  为明确不同品种红麻在不同镉（Cd）污染程度耕地中的修复能力，以7种红麻在重度与轻微Cd污染耕地中进行植物修复对比试验，对红麻各部位Cd的累积量、富集系数、转运系数、生长指标、相应土壤Cd变化量进行了测定，并计算了试验总变异来源及各品种回归系数。结果表明： 7种红麻均能在Cd污染耕地中正常生长，在重度污染耕地中的Cd移除量为72.49~149.17 g·hm-2，在轻微污染耕地中的Cd移除量为25.95~49.91 g·hm-2。红麻各部位Cd的富集能力排序为：叶 > 根 > 茎，转移能力排序为：叶 > 茎。重度Cd污染下，红麻各部位富集系数为1.11~8.83，转移系数为0.32~4.25；轻微Cd污染下，红麻各部位富集系数为2.08~14.63，转移系数为0.38~2.92。所有红麻的回归系数均小于1，稳定性都较高。研究表明： 7种红麻都具较好的生物产量及Cd富集与转移机制，均可用于Cd污染耕地修复，其中中红麻13号可用于重度Cd污染耕地修复，中红麻13号与中杂红328号可用于轻微Cd污染耕地修复。

• Cd污染农田的炭基修复方案设计和效果评价

  魏岚,黄连喜,刘晓文,李翔,张建文,凃新红,黄庆,吴颖欣,刘忠珍

  为了解不同Cd污染农田土壤上炭基改良剂的治理效果，运用土壤医生理念，针对广东省韶关和云浮3个重金属Cd污染状况和土壤理化性质不同的区域农田分别设计了3种以生物炭为主要原料，搭配石灰、有机肥等不同辅料的3种生物炭基土壤改良剂，并进行了大田应用试验，同时归纳总结设计原则，评价设计的3种改良剂对Cd污染农田的治理效果。结果表明：在3个区域施用的改良剂均不会降低作物的产量，在Cd污染严重的酸性土壤上有显著增产的效果（增产效果达到383.03%）；同时施加3种不同配方的炭基改良剂均可以有效降低作物可食用部位的Cd含量，分别是对照的33.33%、46.88%和42.86%，使3个试验区的农产品可食用部分Cd含量均达到国家标准；施用炭基改良剂，可有效降低土壤中酸溶态Cd的含量，尤其是在酸性较强、Cd污染程度高的土壤中，能够将土壤中活性和生物可利用形态的Cd含量降低18.28%。综上所述，根据土壤理化性质、污染程度和修复目的来针对性设计以生物炭为基础的炭基改良剂可以保障作物产量，提高作物品质，实现对南方Cd污染土壤的改良。

• 农业用地土壤重金属样本点数据精化方法——以北京市顺义区为例

  唐柜彪,朱庆伟,董士伟,高秉博,潘瑜春,王怡蓉,郜允兵

  样本点空间分布是样点数据检测评价和挖掘分析的关键因素。以北京市顺义区为例，研发了一种农业用地土壤重金属样本点数据精化方法：首先构建样本点均匀变异指数和均匀因子离散图来共同检测样本点数据均匀性，进一步将样本点类型划分为均匀样本点、聚集样本点和稀疏样本点并确定其数量；其次删除聚集样本点，基于研究区历史数据加密稀疏样本点；最后基于地理空间样本点均匀变异指数、特征空间偏离指数和插值误差共同评价数据精化效果。结果表明，研究区样本点的均匀变异指数为0.429，存在一个聚集样本点和一个稀疏样本点，空间偏离指数为0.327，空间属性插值误差为6.538；冗余数据精化后进行均匀性检测没有发现聚集样本点和稀疏样本点，均匀变异指数下降到0.406，特征空间偏离指数微弱下降，空间属性插值误差下降到6.357。研究表明该方法可以对提高采样数据的均匀性和代表性提供理论指导，可以服务于土壤污染防治行动计划（土十条）、土壤污染状况详查等，为更加精确研究土壤空间信息变化提供一定的基础条件。

• 基于Moran's I的菜地土壤属性空间分布格局分析

  王强,郑梦蕾,叶治山,杨善莲,马友华

  为探讨时空尺度下露天菜地及设施菜地种植模式对土壤属性空间分布格局的影响，采用Moran's I空间分析方法，对安徽省肥东县2017年采集的375个表层土样数据、2016年的露天菜地数据及2019年的设施菜地数据之间的空间自相关性进行研究。结果表明：研究区内露天菜地种植时间越短，土壤全氮、速效钾的平均值越高，设施菜地种植时间越短，有机质、全氮、有效磷、速效钾、pH 5种土壤属性平均值越高。除速效钾外，露天蔬菜的土壤有机质、全氮、有效磷、pH指标值均低于设施菜地。距离城镇越近，土壤有机质、全氮含量和pH越高。两种菜地分布密度与有机质、全氮空间分布呈高高空间正相关，与有效磷和速效钾呈低高空间负相关，与pH在土壤中呈高低空间负相关。研究结果表明，两种菜地土壤属性指标值因受到种植时间与城镇距离因素的影响而差异明显。因经济利益驱动，设施菜地种植时间较短但土壤养分累积较快。菜地分布密度对土壤属性空间分布格局影响明显，菜地种植与土壤酸化、养分累积具有一定的相关性。通过Moran's I空间分析，可实现对蔬菜生产区域的管理，为进一步分析土壤属性扩散演化机制提供参考。

• 减氮配施硝化抑制剂对大白菜农学和环境效应评价

  郭广正,张芬,沈远鹏,肖焱波,朱盼,王芳,陈新平,王孝忠

  为优化我国蔬菜系统氮肥管理，实现蔬菜绿色生产，以西南地区露地大白菜为研究对象，采用田间试验和生命周期评价相结合的方法，对不施氮肥（CK）、农户习惯（FP）和减氮配施硝化抑制剂（DMP衍生物）处理（硫基复合肥与硝酸铵钙OPT1和硫基复合肥与尿素OPT2）4种不同氮肥管理策略下的大白菜产量、氮肥利用率、经济效益和生态系统净经济效益以及氮足迹和碳足迹等进行综合评价。结果表明：与FP相比，OPT1和OPT2处理分别显著提高大白菜平均总产量（6.7%和4.2%）、商品产量（16.4%和9.0%）和氮肥利用率（9.6%和11.2%），同时，显著减少平均单位面积上的活性氮损失75.0%和温室气体排放68.0%，故分别显著降低76.4%和76.1%的氮足迹以及69.9%和69.4%的碳足迹。综合而言，OPT1和OPT2处理较FP处理分别提高106.0%和97.9%的生态经济净效益（NEEB），显著降低了单位NEEB温室气体排放（GHG-NEEB）和单位NEEB活性氮损失（Nr-NEEB）。研究表明，氮肥减量配施硝化抑制剂在减少氮肥用量和增加蔬菜产量的同时，降低了蔬菜系统环境代价并提高了生态系统经济效益，是实现蔬菜绿色生产的有效措施之一。

• 施用鸡粪有机肥对种植小油菜土壤微生物群落结构多样性的影响

  李可,孙彤,孙涛,徐应明,孙约兵

  为探究施用不同剂量的鸡粪有机肥对种植小油菜土壤微生物群落结构多样性的影响，设置0（CK）、7.5 t·hm-2（T0.5）、15 t·hm-2（T1）、30 t·hm-2（T2）和60 t·hm-2（T4） 5个鸡粪有机肥施用水平，种植3茬油菜后采集土壤样品，分析其基础化学性质和微生物磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acid，PLFA）组成特征，并探究微生物与土壤化学性质之间的关联。结果表明：施用鸡粪有机肥后，土壤肥力整体趋于升高，其中T4处理土壤有机质、全氮、全磷、全钾、硝态氮和有效磷含量分别较CK增加了34.1%、48.2%、47.9%、35.5%、3.9%和14.7%；土壤总PLFA、各类群微生物PLFA含量和真菌PLFA/细菌PLFA在中、高量有机肥处理下显著高于不施肥处理，T4处理总PLFA、细菌总PLFA和真菌总PLFA含量分别较CK增加了53.4%、52.1%和108.3%；T2处理的Shannon、Simpson、Pielou指数最高。微生物群落结构在施用极低和低剂量鸡粪有机肥（≤15 t·hm-2）时较为相似，且显著区别于中量和高量施肥处理（≥30 t·hm-2）；冗余分析结果表明，土壤基础化学特性解释了群落结构多样性发生变化的87.2%，起主要作用的环境因子包括硝态氮、总磷和pH，其中微生物PLFA与有效磷、铵态氮、硝态氮、全氮、全磷含量呈正相关，与土壤CEC和pH呈负相关。研究表明：施用鸡粪有机肥可以提高土壤肥力，增加土壤微生物群落多样性，但土壤微生物群落结构及多样性对不同的施肥剂量的响应结果不同，施用量为30 t·hm-2和60 t·hm-2时明显提高了土壤肥力、微生物总量及各菌群生物量，效果优于其他处理。因此，在短期内可通过适当增加有机肥的施用量来提高土壤肥力和生物学质量。

• 农业利用对毛乌素沙地土壤碳氮含量及微生物量的影响

  薛英龙,李春越,王益,苗雨,常顺

  为研究毛乌素沙地不同农业利用类型和方式对土壤碳氮及微生物特征的影响，以位于毛乌素沙地的圪丑沟流域为研究地点，选取了不同农业利用类型及方式的传统农业（小麦、水稻、旱稻）、设施农业（黑莓、蓝靛果花楸、葡萄）、集约化农业（马铃薯）为研究对象，以明沙为对照，分析长期不同农业利用类型及其方式对毛乌素沙地土壤碳、氮、呼吸和微生物的影响。结果表明：不同农业利用类型和不同农业利用方式对土壤微生物生物量碳、氮均有一定影响，其中农业利用类型影响更为显著。微生物生物量碳在设施农业中表现出最高水平，微生物生物量氮在集约化农业中表现出最高值（8.45 mg·kg-1），且均显著高于其余农业利用类型。与沙地相比，7种农业利用方式土壤全碳、全氮、矿化氮含量均显著提高；3种农业利用类型土壤全碳、有机碳、全氮含量均表现为设施农业各样地最高，均值分别是沙地的6.32、3.82、10.14倍；土壤硝态氮、矿化氮均表现为集约化农业最高，均值分别是沙地的6.46、8.21倍。不同农业利用方式下，除水稻地和蓝靛果花楸地外，其他农业利用方式土壤铵态氮含量较沙地显著降低了8.70%~56.32%；除旱稻地外，其他农业利用方式土壤呼吸速率较沙地显著提高了60.17%~194.07%。通过相关性分析得出全碳、有机碳、全氮、微生物生物量碳两两之间呈显著正相关关系，硝态氮与微生物生物量氮呈显著正相关关系。研究表明：沙地农业利用对微生物的生命活动产生了不同程度地影响，降低了土壤铵态氮含量。传统和集约化农业加快土壤有机质分解，促进了土壤氮素的矿化作用，而设施农业在增加土壤碳、氮含量方面具有明显优势。

• 不同施肥措施对华北潮土区玉米田土壤微生物碳源代谢多样性的影响

  刘红梅,安克锐,王慧,张思宇,赵建宁,杨殿林,张贵龙

  探讨长期不同施肥措施下华北潮土区玉米田土壤微生物碳源代谢多样性特征，为华北地区可持续性施肥管理提供理论依据和数据支持。以农业农村部环境保护科研监测所建立的武清长期定位试验站为平台，采用Biolog生态板技术，研究6种不同施肥处理[不施肥对照（A0）、单施有机肥（A1）、氮肥减量配施有机肥（A2）、常量化肥配施有机肥（A3）、氮肥增量配施有机肥（A4）和单施化肥（A5）]对华北潮土区土壤微生物碳源代谢多样性的影响。结果表明，与不施肥对照相比，A1、A2、A3、A4和A5处理显著提高了土壤全氮和硝态氮含量，显著降低了土壤碳氮比和pH；施用有机肥处理（A1、A2、A3和A4）显著增加了有机碳和微生物量氮含量。培养96 h时，反映土壤微生物活性的平均颜色变化率（AWCD）变化顺序为： A2 > A3 > A4 > A5 >A1 > A0。A2的土壤微生物Shannon指数H显著高于其他施肥处理。主成分分析表明，不同施肥处理显著影响土壤微生物的碳源利用特征，A2和A3集中在第1主成分正方向，得分系数在1.125~1.473，土壤微生物碳源利用特征相似；A0、A1、A4和A5位于第1主成分负方向，得分系数在-1.157~-0.167。土壤微生物利用的碳源主要为碳水类、羧酸类、氨基酸和聚合物类。相关分析表明，土壤碳氮比、铵态氮、硝态氮、pH和微生物量氮是影响土壤微生物碳源代谢多样性的主要因素。氮肥减量配施有机肥有利于提高土壤微生物代谢活性和碳源代谢多样性。

• 不同盐碱化土壤对NH4+吸附特性研究

  徐祎璠,孙方园,郭亚馨,马秀兰,王玉军

  为探求NH4+在不同盐碱化土壤中吸附特性的变化规律，采用平衡吸附法分别从吸附行为与影响因素探究氮素在轻度、中度、重度盐碱化土壤中的吸附效果。结果表明： 3种供试土壤对NH4+的吸附量随盐碱化程度的加深而增大，平衡吸附量为：重度盐碱化土壤 > 中度盐碱化土壤 > 轻度盐碱化土壤，吸附过程符合Langmuir吸附模型；准二级动力学方程能更好地描述不同盐碱化程度土壤对铵态氮吸附过程，吸附平衡时间为720 min；3种供试土壤对铵态氮的吸附反应均是自发、放热及混乱度增加的过程；背景液pH（3.0~9.0）范围内，3种供试土壤对铵态氮的吸附量随pH值上升而增大；添加不同浓度的Na+、Ca2+、Al3+溶液，3种供试土壤对铵态氮的吸附量随离子浓度的增加而减少。研究表明，提高溶液pH值能增强盐碱土对铵态氮的吸附能力；温度、离子价态增加则不利于吸附，土壤盐碱化程度提高，对铵态氮的吸附能力有所增强，限制了铵态氮的迁移，污染风险有所降低。

• 清液肥对滴灌棉田NH3挥发和N2O排放的影响

  王方斌,刘凯,殷星,廖欢,孙嘉璘,闵伟,侯振安

  为研究清液肥对滴灌棉田氮素气态损失的影响，试验共设5个处理：不施氮肥（N0）、常规化肥施氮300 kg·hm-2（TN300）和240 kg·hm-2（TN240）、清液肥施氮300 kg·hm-2（LN300）和240 kg·hm-2（LN240）。结果表明：施用氮肥会显著增加滴灌棉田土壤NH3挥发和N2O排放，各施氮处理NH3挥发总损失量较N0处理增加1.7~3.8倍，N2O累积排放量较N0处理增加1.8~2.7倍。常规施氮水平下，LN300处理较TN300处理NH3挥发损失降低42.4%，N2O排放减少14.1%；同一减氮水平下，LN240处理NH3挥发损失和N2O排放分别减少29.5%和18.9%。等量氮肥投入下，施用清液肥可显著降低土壤NO3--N和NH4+-N含量，土壤脲酶活性和反硝化酶活性也显著降低。相关性分析表明土壤NH3挥发总量和N2O累积排放量与0~20 cm土壤NH4+-N含量、NO3--N含量、土壤脲酶活性和硝酸还原酶呈显著正相关，与土壤亚硝酸还原酶和羟胺还原酶无显著性相关。与常规化肥施氮相比，TN240、LN300和LN240处理棉花籽棉产量较TN300处理分别增加12.6%、9.1%和24.5%，LN240处理棉花籽棉产量较TN240处理提高10.6%。综上，清液肥施氮240 kg·hm-2可显著减少滴灌棉田氮素气态损失，提高棉花产量，是一种值得推荐的施肥措施。

• 养殖肥液不同灌溉强度下硝化-脲酶抑制剂-生物炭联合阻控氮淋溶的研究

  杨涵博,罗艳丽,赵迪,赖睿特,张克强,梁军锋,沈丰菊,王风

  为考察养殖肥液不同灌溉强度下，硝化-脲酶抑制剂-生物炭技术（Nitrapyrin+NBPT+Biochar）对氮素淋失的抑制效果，本研究采用土柱模拟淋溶试验，测定淋溶液中铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）、总氮（TN）的浓度以及土壤中NH4+-N、NO3--N的含量，探究养殖肥液不同灌溉强度下Nitrapyrin+NBPT+Biochar技术对氮素淋失的影响。结果表明：硝化-脲酶抑制剂-生物炭阻控技术使淋溶液中NH4+-N、NO3--N、TN浓度降低了25.3%、53.6%、38.2%，累积淋失量减少了34.5%、61.0%、38.6%。该技术在灌溉强度增加30.0%、60.0%和100.0%后，仍使NO3--N淋失量减少了59.3%、55.1%、46.6%，TN淋失量减少了31.7%、27.1%、15.4%，土壤NH4+-N增加86.5%、60.0%、44.5%。该研究中养殖肥液灌溉强度越大土壤氮素淋失风险越大，但是硝化-脲酶抑制剂-生物炭技术明显抑制了氮素淋失，并且在增加一定灌水量范围内仍然有效果。

• 黄腐酸改性膨润土对氮素淋失和氮肥利用率的影响

  孔柏舒,焦树英,李永强,沈玉文,李烨,张子胥,付春雨

  为探究黄腐酸改性膨润土在氮减量条件下对棕壤氮素淋溶及氮肥利用率的影响，通过等温吸附试验，研究黄腐酸改性膨润土对NH4+-N和NO3--N的吸附性能。采用土柱淋溶试验和玉米盆栽试验明确不同施氮浓度下配施黄腐酸改性膨润土对氮素淋失和籽粒氮肥利用率的影响，试验设置3个氮肥浓度，分别为农民习惯施肥（CN）、氮肥减量15%（CN1）、氮肥减量30%（CN2），并对3个施氮水平添加土质量0.2%的黄腐酸改性膨润土（XCN、XCN1、XCN2）。结果表明：黄腐酸改性膨润土对土壤NH4+-N和NO3--N的吸附过程可用Langmuir模型较好地拟合，最大吸附量分别为27.28 mg·g-1和43.37 mg·g-1。黄腐酸改性膨润土可有效降低土柱NH4+-N和NO3--N的淋失，与CN处理相比，XCN处理NH4+-N累计淋失量降低13.5%，XCN、XCN1、XCN2处理NO3--N累计淋失量分别降低38.13%、18.56%和35.75%。黄腐酸改性膨润土可显著提高土壤中氮素的留存和玉米籽粒的氮肥利用率，XCN、XCN1、XCN2处理比CN、CN1、CN2处理籽粒氮肥利用率分别提高7.94%、10.07%、79.17%。研究表明，黄腐酸改性膨润土在氮减量条件下可有效降低土壤氮素淋失，提高作物氮肥利用率，具有潜在的农艺价值。

• La改性羊粪生物炭吸附水体磷酸盐特性研究

  冯弋洋,罗元,何秋平,谢坤,张克强,沈仕洲,王风

  为研发原料来源广泛和吸附性能高的磷酸盐吸附剂，在400、500、600℃和700℃高温热解法制备羊粪生物炭基础上，采用浸载法进行La改性，得到高效脱磷的La改性新材料。结果表明，500℃热解温度的La改性羊粪生物炭吸附性能最佳，Langmuir方程拟合的最大吸附量为56.35 mg·g-1，达到或优于农林秸秆生物炭吸附水平。通过等温吸附方程和动力学方程推测吸附行为是单分子层的化学吸附。新材料在磷酸盐初始浓度小于100 mg·L-1时，随浓度增加吸附量快速增大。即便溶液pH值在3~11较大范围内变动，新材料对磷酸盐去除能力仍然很高。通过表征分析表明材料吸附磷酸盐的机理主要为配体交换。本研究为羊粪的资源化利用提供了一种新方法，该方法制备工艺简单，获得的材料吸附量高达58.33 mg·g-1，为同类生物炭材料的制备提供一定的参考。

• 洱海海西不同种植类型下农灌沟渠雨季水质变化特征与综合评价

  谢坤,罗元,冯弋洋,何秋平,张克强,沈仕洲,王风

  为揭示洱海海西种植区不同种植类型对农灌沟渠雨季水质的综合影响及N、P等贡献率，选取烟草、苗木、蔬菜和水稻4种种植区内农灌沟渠为研究对象，通过分析COD、TN、TP及NH4+-N浓度变化特征及种植类型贡献率，同时采用综合平均污染指数法和“中心化”灰色模式识别水质评价模型对沟渠水质进行综合评价。结果表明： 4种种植类型中蔬菜和烟草种植分别对沟渠径流中TN和TP流失贡献最大，沟渠径流中NO3--N是TN最主要形态，占比为60.43%~81.35%，烟草种植区沟渠径流中DTP为TP主要形态，占比为74.16%~77.95%；综合平均污染指数法表明沟渠中TN和COD是水质类别变化主要影响因子，水质影响占比分别为14.06%~56.95%和20.03%~37.19%；灰色模式识别模型分析发现单位种植面积指数差（ΔGC·hm-2）贡献依次是蔬菜（0.057 2） > 烟草（0.015 5） > 苗木（0.014 1） > 水稻（0.000 2），种植类型对沟渠水质影响依次降低。

• 水生植物对不同氮磷水平养殖尾水的综合净化能力比较

  冯优,陈庆锋,李金业,郭贝贝,刘婷,李磊

  为了筛选适用于不同氮磷浓度畜禽养殖尾水的生态浮岛优势物种，选取水芹、凤眼莲、鸢尾、再力花、黄菖蒲5种挺水植物和狐尾藻、伊乐藻、金鱼藻3种沉水植物，通过模拟实验考察了这8种植物在不同氮磷浓度条件下的生长特征及其对水中氨氮（NH4+-N）、总磷（TP）、COD的去除效率，并对其进行曲线回归及主成分分析，综合评价不同水生植物对畜禽养殖废水中氮磷的净化功能。结果表明：凤眼莲、再力花在较低氮磷水平（NH4+-N 80~120 mg·L-1，TP 8~16 mg·L-1）下的去除能力明显高于其他水生植物；水芹和黄菖蒲在较高氮磷水平（NH4+-N 180~220 mg·L-1，TP 30~35 mg·L-1）下的去除效果较好，并具有良好的适应能力；沉水植物中狐尾藻净化效果较好，生物量增长显著（P<0.05）；凤眼莲在实验过程中虽净化能力良好，但易引发次生环境问题，应谨慎选择，因地制宜。

• 不同植物组合人工湿地中磷去向特征研究

  叶磊,李希,田日昌,吴凤平,孟岑,夏梦华,郭宁宁,凡翔,李裕元,王辉

  人工湿地技术是农业面源污染治理的重要技术措施，而磷的去除是污水治理的主要难点。以亚热带丘陵区为研究区域，以农村养殖废水、生活污水及农田排水混合形成复合污水为治理对象，通过野外小区试验，研究了浮水植物绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides）与挺水植物黄菖蒲（Iris pseudacorus）、水生美人蕉（Canna glauca）、梭鱼草（Pontederia cordata）所构建的浮水植物+不同挺水植物种植模式人工湿地，以探讨不同植物组合模式对人工湿地磷的处理效果与去除途径的影响特征。3—9月结果表明：植物组合湿地对于农村污水中磷素具有显著的处理效果，以无机磷的去除为主。湿地进水总磷（TP）浓度为2.16~5.93 mg·L-1，各植物组合出水TP浓度为0.34~0.48 mg·L-1，低于城镇污水排放一级A标准（0.5 mg·L-1），以绿狐尾藻+梭鱼草湿地的除磷效果最好；不同组合模式人工湿地总磷负荷变化范围为45.50~47.13 g·m-2·a-1，绿狐尾藻+梭鱼草组合湿地达47.13 g·m-2·a-1，显著高于对照湿地中的39.62 g·m-2·a-1；底泥吸附与沉淀是植物组合湿地磷素去除的主要途径，其占湿地除磷总量的72.44%~75.62%。水生植物TP积累量9.65~12.51 g·m-2·a-1，占湿地除磷总量的21.00%~26.54%；试验中，植物组合人工湿地比绿狐尾藻湿地底泥吸附占除磷总负荷的比例减少1.71%~4.89%，增加植物吸收比例0.97%~6.28%。较对照湿地底泥吸附占除磷总负荷的比例减少18.11%~21.29%。植物组合有利于延缓底泥吸附饱和时间和提高植物对磷的吸收率。

• 亚热带源头流域梯级池塘氮磷含量的时空变异及其影响因素

  申雅莉,周脚根,彭佩钦,吴金水

  研究亚热带源头流域梯级池塘氮磷含量的变异机制，有利于理解农业小流域池塘水体氮磷面源污染的发生机制。本研究以亚热带红壤丘陵区典型农业小流域——金井小流域为研究区，选择18组典型梯级池塘（每组上、下游池塘各1个，共36个池塘）进行长期定位观测，采用2017年6月到2018年5月期间共12个月梯级池塘水体氮磷的定位观测数据，分析总氮（TN）和总磷（TP）含量的时空变异及其影响因素。结果表明：梯级池塘水体TN含量呈现上游（1.86 mg·L-1）低于下游（2.56 mg·L-1），TP含量上游与下游接近，且上下游池塘TN和TP含量趋势在旱季偏高；梯级池塘水体TN和TP指标超标严重，超标率72.8%以上；周边土地利用类型和养鱼影响了梯级池塘水体TN和TP含量，相对不养鱼池塘，养鱼池塘水体TN和TP含量分别增加了60%、34%。研究结果表明，农业土地利用和养鱼加剧了研究区梯级池塘水质恶化，加强农田面源污染和水产养殖管理有助于梯级池塘水质提升。

• 头孢菌素C对蔬菜种子萌发的毒理效应

  周睫雅,任爱玲,刘宏博,吴昊,马双,崔思嘉,王旭明,田书磊

  为探究头孢菌素菌渣无害化处置与肥料化利用过程中残留的头孢菌素C对蔬菜生长的毒理效应，通过恒温保湿培养法，采用生菜（Lactuca sativa Linn.var.ramosa Hort.）、油麦菜（Lactuca sativa var.longifoliaf.Lam）、白菜（Brassica pekinensis（Lour.）Rupr.）及油菜（Brassica campestris L.） 4种蔬菜种子为研究对象，以种子发芽率、幼苗的鲜质量、胚轴长、胚根长为毒性敏感指标，研究了7种浓度头孢菌素C溶液胁迫下4种蔬菜毒性的剂量-效应关系，比较了不同蔬菜在头孢菌素C毒害下的生态毒性差异和相对敏感的指标。结果表明：头孢菌素C溶液对4种蔬菜种子毒性敏感指标的影响程度依次为胚根 > 鲜质量 > 胚轴 > 发芽率；头孢菌素C溶液浓度与4种蔬菜胚根生长率呈显著的线性关系（P 油麦菜 > 白菜 > 生菜，其中油菜IC50值为1 538.36 mg·L-1。研究表明，与油麦菜、白菜和生菜相比，油菜更适合作为后续实验的生态毒性指示植物。

• 毒死蜱降解菌降解特性及其降解条件优化

  杜晓敏,王金花,朱鲁生,王军,杨莉莉,林琳

  为获得用于修复毒死蜱（Chlorpyrifos，CP）污染环境的高效降解菌，从大田土壤中分离、筛选出1株能降解毒死蜱的菌株，经形态特征和16S rDNA序列分析，该菌株为Bacillus属细菌，命名为H27。单因素降解条件实验初步获得毒死蜱降解的最适时间为48 h，最适温度为25℃，最适pH为7.0。降解酶定位实验结果表明，该降解菌产生的降解毒死蜱的代谢酶主要是胞内酶。为了提高降解率，采用Box-Behnken实验设计及响应面法分析，确定毒死蜱初始浓度为25 mg·L-1时，其最优降解条件为降解时间54 h、pH为7.2、温度为24℃，在此实验条件下毒死蜱的降解率为88.96%。

• 土壤中毒死蜱及主要代谢产物的降解与生态风险

  刘寒冰,王冬琦,薛南冬,邓艳玲,袁雪红

  为探讨施用农药毒死蜱后土壤中毒死蜱及其主要降解产物3，5，6-三氯吡啶-2-酚（TCP）污染分布特征，评估农田土壤环境中毒死蜱及TCP的环境风险，以玉米、小麦和大豆3种作物农田为研究对象，开展旱地农田田间试验。通过对施用后不同时间农田土壤中毒死蜱浓度检测发现，土壤中毒死蜱均在前期消解较快，后期逐渐变缓。小麦、大豆、玉米种植土壤中毒死蜱的半衰期为7.86~24.84 d（均小于30 d），消解速率常数为0.027 9~0.088 2 d-1。前期均表现为0~5 cm土壤中毒死蜱残留量最大，15~20 cm土壤中毒死蜱残留量最小，即随着深度的增加土壤中毒死蜱的残留量逐渐降低；随着时间的延长，0~10 cm土壤中毒死蜱残留量逐渐减少，10~20 cm土壤中毒死蜱残留量逐渐增加。TCP比母体毒死蜱更容易迁移，对环境的污染风险较高。随着毒死蜱施用剂量的增加，小麦、大豆、玉米3种作物种植土壤中毒死蜱及TCP的短期和长期生态风险均增大。超推荐剂量施用毒死蜱导致毒死蜱及TCP产生较高的短期和长期生态风险，TCP生态风险在3种作物农田中均达到了高风险等级。

• 红壤性水稻田土壤-水-植物系统中毒死蜱的迁移转化和分布特征

  姚莹雷,刘慧云,程建华,唐翔宇,耿春女,关卓

  为了探究毒死蜱在红壤性水稻田土壤、水、植物系统中的迁移转化和分布特征，通过室内批量平衡吸附实验、野外喷施试验与动态观测，研究了持续淹水和间歇淹水条件下红壤性水稻土-水-水稻系统中毒死蜱的迁移转化和分布特征。结果表明：毒死蜱在呈酸性的红壤性水稻土中易于淋失迁移至深层土壤（可达50 cm）；白昼的高温导致表层土壤孔隙水中毒死蜱及其主要降解产物3，5，6-三氯-2-吡啶醇（TCP）的浓度显著上升，而降雨事件促进两者向深层土壤迁移；水稻收获时土壤中毒死蜱残留量较高，且其剖面分布较为均匀；间歇淹水处理可使收获时水稻籽粒和茎秆中的毒死蜱残留量降低为持续淹水处理水稻相应部位的0.69倍和0.84倍。研究显示，红壤性水稻土壤中毒死蜱的淋溶作用较强，不同的灌溉方式对收获期水稻中毒死蜱的含量有显著影响。

• 高温秸秆降解菌的筛选及其纤维素酶活性研究

  江高飞,暴彦灼,杨天杰,郑海平,梅新兰,韦中,徐阳春,沈其荣

  筛选能在高温（55~75℃）好氧堆肥中高效降解纤维素的菌株，并评估其降解秸秆的能力与产纤维素酶的热稳定性。从高温期堆肥中采样，以水稻秸秆粉为唯一碳源，通过55、65℃和75℃连续高温传代驯化并分离筛选耐高温菌，结合水解圈和水稻秸秆崩解试验筛选不同高温下高效降解秸秆的目标菌株，采用16S rRNA测序和系统发育分析鉴定目标菌株分类地位，通过分析目标菌株纤维素降解相关酶在50~90℃之间的热稳定性，解析其高温适应性机制，评价其在实际生产中的应用潜力。高温驯化分离得到13株耐高温降解菌，其中B-5、B-6、B-7和B-11的纤维素和秸秆降解能力较强，而只有B-7和B-11在55~65℃和75℃具有高效降解水稻秸秆的能力，将其认定为目标菌株。系统发育分析表明B-7和B-11菌株与芽孢杆菌科高度相似，分别命名为短小芽孢杆菌B-7和嗜热脂肪芽孢杆菌B-11。酶活热稳定性分析发现B-7和B-11各纤维素酶活性在50~90℃之间先升高后降低，其最适温度范围不同，分别为55~65℃和70~80℃，其中B-11在85℃时的相对酶活仍高于60%。研究表明，菌株B-7和B-11是耐高温高效秸秆降解菌，其具有不同高温偏好性，纤维素酶热稳定性强，在秸秆高温好氧堆肥中具有潜在的应用前景。

• 不同秸秆还田方式对土壤线虫群落特征的影响

  饶继翔,陈昊,吴兴国,胡森琦,孙庆业

  通过不同方式的秸秆还田处理，研究其对农田土壤线虫数量、属的种类、群落结构及相关生态学指数的影响。田间试验分为A（小麦秸秆全部还田，玉米秸秆不还田）、B（玉米秸秆全部还田，小麦秸秆不还田）、C（小麦玉米秸秆全部还田）、D（施肥但秸秆不还田）、E（小麦秸秆50%还田，玉米秸秆不还田）、F（玉米秸秆50%还田，小麦秸秆不还田）、G（秸秆不还田也不施肥）共7个处理。结果表明：秸秆还田增加了总氮、总磷和有机质含量；在7个处理中共鉴定出36属线虫，其中食细菌类线虫15属，食真菌类线虫5属，植物寄生类线虫9属，杂食-捕食类线虫7属。与G组相比，秸秆还田增加了线虫总量和食真菌类线虫、捕食杂食类线虫种类，提高了线虫的多样性指数、丰富度指数和瓦斯乐斯卡指数，其中以小麦秸秆50%还田的E组指数值最高。研究表明，秸秆还田有助于土壤养分的积累，可增加土壤线虫的数量和多样性，提高土壤的抗干扰能力。

• 磷石膏和石膏对稻壳与油枯堆肥的影响及基质化利用评价

  赵兵,王宇蕴,陈雪娇,徐智

  以稻壳为主要原料，油枯为氮源，研究调理剂（磷石膏和石膏）对稻壳堆肥发酵过程的影响，并从基质化利用的角度评价磷石膏和石膏对稻壳基质化利用的作用，探讨稻壳通过堆肥方式直接基质化利用的可能。分别添加基于有机物料干质量20%的磷石膏（T2）和石膏（T3）作为调理剂，不添加调理剂作为对照（T1），采用好氧堆肥工艺对堆肥进程中温度、pH、EC、水溶性铵态氮（NH4+-N）、水溶性硝态氮（NO3--N）以及堆肥产物容重、孔隙度等理化指标进行研究。结果表明：按照各处理高温期堆肥无害化的要求，磷石膏和石膏的添加能促进堆肥后期种子发芽指数（GI值）的上升，促进堆肥腐熟化进程；堆肥结束后，磷石膏和石膏显著增加了堆肥产物的容重，T2、T3处理的容重显著高于T1处理（P0.05）；磷石膏的添加能极显著降低堆肥产物的pH（P<0.01），而石膏的添加极显著增加了堆肥产物的pH（P<0.01）；磷石膏的添加显著降低堆肥产物水溶性NH4+-N含量，显著增加水溶性NO3--N含量（P<0.01）；T2处理的容重、通气孔隙度和持水孔隙度等指标均满足《蔬菜育苗基质》（NY/T 2118—2012）标准要求。研究表明，在稻壳-油枯堆肥体系中添加20%的磷石膏和石膏，均能够促进堆肥腐熟进程，实现堆体发酵腐熟，添加20%磷石膏的发酵产物满足基质对容重、pH及孔隙度的要求，适宜作为蔬菜育苗基质。

• 捡拾方式对绿洲棉田地膜残留和棉花产量的影响

  马兴旺,赵靓,李磐,杨涛,冶军,闵伟,侯振安

  为研究不同捡拾方式对绿洲棉田地膜残留量和棉花产量的影响，2016—2018年开展田间定位试验，设不捡拾、部分捡拾和彻底捡拾地膜3个捡拾方式处理。结果表明：捡拾后0~30 cm土壤地膜残留量明显减少，彻底捡拾处理减少量多于部分捡拾处理，0~20 cm残膜量增减占总增减量的57.1%~80.0%，连续3 a棉花产量高低依次是彻底捡拾、部分捡拾、不捡拾处理。研究表明，土壤地膜残留量存在“危害阈值”，超过阈值后棉花产量迅速大幅降低。每年进行多次残膜回收并持续若干年，能遏制棉田地膜残留或根除土壤残留地膜。