农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2020年第11期

• 乡村地域系统环境污染演化过程及驱动机制研究

  王永生,施琳娜,刘彦随

  乡村地域系统转型发展过程中面临严峻的资源供给紧张、生产环境恶化、生态环境污染与功能退化等问题。乡村污染治理是实现国家乡村振兴战略与乡村系统可持续发展的重要保障。基于乡村污染物类型梳理与污染演变过程刻画，探讨了乡村地域系统环境污染的驱动机制。结果表明：从污染属性来看，乡村地域系统的污染物主要包括水体、土壤和大气污染物；在时间上，污染物从单项无机物逐渐演变为无机有机复合物，致使乡村地域系统环境污染从单一污染逐渐演变为复合污染和立体污染；在空间上，从城市近郊村、远郊村到一般农区的污染源与污染程度呈现递减趋势；乡村内部资源利用、生活和生产活动、污染治理体系，外部工业化、城镇化、全球变化、信息化等共同驱动乡村地域系统污染。未来应选择典型样带-样区-样点，研究不同乡村地域系统污染现状格局、驱动机制及其资源环境效应模拟评价，推动乡村污染治理与政策创新。

• 模拟酸雨对铅锌冶炼废渣重金属释放及生物毒性的影响

  李晓涵,吴永贵,刘明凤,兰美燕

  为评价酸雨淋洗对铅锌冶炼废渣中重金属释放及生物毒性的影响，以黔西北酸雨严重区域大量堆存的铅锌冶炼废渣堆场为研究对象，对照组以去离子水为浸提剂，分析不同粒径废渣在不同酸度模拟酸雨浸提下重金属的分布特征及生物毒性变化规律。结果表明，与对照相比，模拟酸雨均可不同程度降低铅锌废渣浸出液的pH，废渣粒径越小浸出液的电导率越高。模拟酸雨可提高铅锌冶炼废渣浸出液中Cu、Zn、Cd的浓度，相同条件下，浸出液中重金属浓度总体上随废渣粒径减小呈增加趋势。模拟酸雨可促进废渣中残渣态Cu、Pb、Zn向其他形态转化而增加铅锌废渣堆存的环境风险。进一步分析表明，废渣浸出液中Zn、Cd含量越高浸出液的生物毒性越大，而低浓度范围内废渣浸出液中Cu含量越高反而生物毒性越小。综上，模拟酸雨能促进不同粒径铅锌冶炼废渣中重金属离子的溶出释放、改变废渣中重金属的形态，并提高废渣浸出液的生物毒性，从而增大了铅锌冶炼废渣堆场的环境生态风险。

• UV-B辐射增强对粳稻营养生长时期叶片光合特性的影响

  战莘晔,吕晓,金丹丹,殷红

  为了解紫外（UV-B）辐射增强对营养生长时期粳稻光合特性的影响，研究了粳稻营养生长时期光合电子传递和荧光诱导动力学曲线（OJIP曲线）及其参数的变化特征。试验材料选用‘沈农265’，试验方式为盆栽，设置对照组CK（自然光照射）、处理组T1（自然光基础上增加5% UV-B辐射）和T2（自然光基础上增加10% UV-B辐射）。结果表明：UV-B辐射增强在3个测定时期（移栽后第20、40、60 d）不同程度降低了参与光呼吸的电子流（Jo）和参与碳还原的电子流（Jc），增加10% UV-B辐射对于Jo的抑制作用大于增加5% UV-B辐射，不同程度增加了光呼吸电子流占比；UV-B处理对Rubisco氧化速率（Vo）变化趋势不明显，但都不同程度降低了Rubisco羧化速率（Vc），且Vo/Vc呈上升趋势，与UV-B辐射强度呈正相关。UV-B辐射会降低粳稻OJIP曲线的P相值。3个测定时期的原初光能转换效率（Fv/Fm）、光化猝灭系数（qP）、光合电子传递相对速率（rETR）均减小，只有非光化猝灭系数（NPQ）升高，T2对Fv/Fm、qP、rETR的抑制作用大于T1。在营养生长时期UV-B辐射增强了Jo的比例，降低了Jc的比例，同时也降低了Vc，且随UV-B辐射的增强，改变的比例与速率增大，UV-B辐射最终会影响营养生长时期叶片的相对荧光产量。研究表明，UV-B辐射的增强，抑制了营养生长期叶片的光化猝灭程度，却促进了非光化猝灭速度，同时光电子传递速率也有所降低。

• 纳米铜对小油菜（Brassica chinensis L.）种子发芽和幼苗生理生化特性的影响

  付宇童,孙彤,王林,徐应明,梁学峰,孙约兵

  通过纸床培养，探究了不同剂量（1、2、4、6、8、10 mg·L-1）纳米铜（Copper nanoparticles，Cu NPs）对小油菜（Brassica chinensis L.）种子发芽、幼苗Cu含量、根细胞微观特征以及幼苗生理生化特性的影响。结果表明，不同浓度Cu NPs处理对种子发芽率无显著影响（P>0.05），小油菜根和茎伸长量均随Cu NPs浓度增加先升高后降低，当Cu NPs添加量为2~10 mg·L-1时小油菜根伸长抑制率为10.7%~59.9%，而当Cu NPs≥4 mg·L-1时小油菜茎长显著低于对照组（P0.05），因此，小油菜生理生化特性对不同剂量Cu NPs响应不同。

• 硫化铜活化过氧化氢降解邻苯二甲酸二乙酯的研究

  吴根华,王肖磊,方国东,王玉军,周东美

  为发展一种高效去除邻苯二甲酸二乙酯（DEP）的技术，以经过一定处理的硫化铜（CuS）为活化剂，过氧化氢（H2O2）作为氧化剂，利用CuS活化分解H2O2产生高活性羟基自由基降解邻苯二甲酸二乙酯。DEP浓度利用高效液相色谱定量，CuS表面的元素价态变化通过XPS（X射线光电子能谱）测试分析，CuS固体通过XRD（X射线衍射）等手段表征，羟基自由基（·OH）通过EPR（电子顺磁共振）分析。结果表明，CuS可以活化H2O2产生羟基自由基去除DEP，硝酸处理前的CuS活化H2O2的能力要强于处理后的CuS。随着体系中H2O2的浓度不断提高，CuS/H2O2体系去除DEP的能力也不断增强。研究表明，CuS是一类很好的H2O2活化剂，·OH是该体系降解污染物的主要活性物质。

• 不同地区农田土壤多环芳烃污染特征与来源解析

  刘月仙,解小凡,杜志伟,邱慧,张瑞丽,张萌,王伟

  通过对农田土壤多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）的分布特征、污染程度及成因解析，深入了解工业活动引发的土壤污染问题，实现工业园区周边农田土壤的污染预警和科学合理利用。在黄河三角洲石油开采区和西南铅锌冶炼区附近的农田分别采集89个和148个土壤样品，采用气相色谱-质谱仪（GC-MS）分析美国环境保护署（Environmental protection agency，EPA）优控的土壤中PAHs组成与含量，运用主成分分析（Principal component analysis，PCA）和正定矩阵因子法（Positive matrix factorization，PMF）模型比较两个区域农田土壤中PAHs的来源。结果表明，石油开采区农田土壤中16种PAHs总含量（以干质量计）平均值为149.8 μg·kg-1（含量范围31.5~1 399 μg·kg-1），铅锌冶炼区农田土壤PAHs总含量平均值为267.6 μg·kg-1（含量范围8.99~2 231 μg·kg-1），两个地区主要以4~6环PAHs为主。聚类分析、PCA和PMF 3种源解析方法对两个区域的PAHs来源进行比较，石油开采区农田土壤中PAHs主要来源及其贡献率分别为燃煤9.1%、生物质燃烧和石油源60.7%、化石燃烧24.1%以及柴油燃烧6.2%，铅锌冶炼区分别为生物质燃烧和石油源31.6%、汽油及重油的燃烧28.3%、煤燃烧40.1%。铅锌冶炼区周边农田土壤PAHs污染程度相对较高。

• 兼具苯酚降解和禾谷镰刀菌生防功能菌的活性验证

  王晨骄,陈颖,李蕾,郭嘉航,唐光美,官会林,黄晶心

  为同时解决农业用地存在的苯酚污染和土传禾谷镰刀菌病害问题，通过微生物学方法筛选高效降解苯酚的微生物，进一步从中复筛出对禾谷镰刀菌病害具有抑制作用的“多功能菌”，并通过温室试验验证该种多功能菌在降解土壤苯酚污染和防治土传镰刀菌病害的效果。本研究共分离得到的苯酚降解菌中有3株对禾谷镰刀菌具有良好的抑制效果，其中菌株PBC01在70 h内对500 mg·L-1的苯酚降解率为99.57%，该菌株对玉米禾谷镰刀菌的抑制率为79.38%，经16s rRNA基因测序鉴定该种微生物为Rhodococcus sp.。温室培养试验结果显示该菌株能显著降低土壤中的苯酚含量，40 d内将土壤中苯酚降低84.20%。同时，菌株PBC01也可减缓禾谷镰刀菌对玉米株高、叶绿素含量、生物量的抑制作用。

• 紫云英翻压条件下生物炭基肥配施量对水稻Cd迁移累积的影响

  喻成龙,汤建,郑琴,倪国荣,谢志坚,荣勤雷,郭乃嘉,王惠明,周春火

  为探究翻压紫云英条件下，生物炭基肥配施量对水稻生长发育和水稻各器官Cd迁移积累的影响。通过盆栽试验，设置5个处理：紫云英替代30%的氮肥+70%氮肥（FNG30，对照）、30%紫云英+10%生物炭基肥+60%氮肥（FNG30B10）、30%紫云英+20%生物炭基肥+50%氮肥（FNG30B20）、30%紫云英+30%生物炭基肥+40%氮肥（FNG30B30）、30%紫云英+40%生物炭基肥+30%氮肥（FNG30B40），研究不同生物炭基肥配施量对早稻生长发育和水稻Cd迁移累积的影响。结果表明：与对照相比，生物炭基肥配施处理均能提高水稻籽粒的产量，且水稻籽粒产量随生物炭基肥配施量的增加而提高；生物炭基肥的配施可降低水稻糙米中的Cd含量，与对照相比，生物炭基肥配施后各处理降幅大小为FNG30B30（29.2%） > FNG30B20（20.8%） > FNG30B40（19.6%） > FNG30B10（8.3%）；生物炭基肥可抑制Cd从水稻根向地上部位的转运，在30%的生物炭基肥配施处理时抑制效果最为明显，且Cd从谷壳到糙米的转运能力最低。综上，在翻压紫云英条件下，配施生物炭基肥能有效降低水稻Cd污染风险，且30%的生物炭基肥配施量时降低稻田Cd污染风险效果最佳。

• 我国西北覆膜农田土壤微塑料数量及分布特征

  程万莉,樊廷录,王淑英,李尚中,张建军,赵刚,王磊,党翼

  采集甘肃和陕北9个县区27块长期覆膜农田的81份土壤样品，采用密度浮选分离和加热分析法，并结合显微镜扫描统计微塑料数量和面积。结果表明，西北覆膜农田土壤微塑料含量很高，地块之间差异极大，0~30 cm土层微塑料丰度5.8×102~1.189×104 pieces·kg-1，平均（5.09±1.21）×103 pieces·kg-1，微塑料面积82~4 155 mm2·kg-1，平均（1.04±0.20）×103 mm2·kg-1，微塑料大小平均0.19 mm2·piece-1，最大7.11 mm2·piece-1。按微塑料面积大小将其分为5个组，其中0~0.05 mm2·piece-1和0.05~0.3 mm2·piece-1组内的微塑料丰度分别占比38.8%和43.6%、面积分别占比8.7%和36.5%，0.3~0.6、0.6~1.0、>1.0 mm2·piece-1组内的丰度占比分别为10.5%、4.6%和2.5%、面积分别占比22.1%、16.8%和15.9%，即农田微塑料丰度随颗粒变小而增加。随着地膜覆盖年限增加，土壤中小颗粒微塑料丰度和面积所占比例增加，微塑料大小0.3 mm2·piece-1的丰度和面积占比却明显下降。长期覆膜农田土壤微塑料数量大，随覆膜时间增加颗粒变小丰度增加，土壤潜在污染加重。

• 不同地膜覆盖对土壤环境及芋艿生长的影响

  白娜玲,张海韵,张翰林,郑宪清,李双喜,张娟琴,何宇,吕卫光

  为探讨不同地膜覆盖对作物生长及土壤地力、污染物残留的影响，应用3种不同地膜覆盖处理（普通白色非降解地膜F、黑色全生物降解地膜H、棕色全生物降解地膜Z）及无地膜对照（CK）种植芋艿，对苗期土温、芋艿产量和土壤中养分、微塑料、邻苯二甲酸酯（PAEs）类塑化剂等进行分析研究。结果表明：不同地膜覆盖处理均可提高芋艿产量10.20%~29.61%，顺序为F > H > Z > CK；收获期时，F处理地膜剩余量最高，Z处理中地膜崩解较H处理快；不同地膜覆盖处理均存在微塑料和PAEs残留，但差异不显著，微塑料含量为260~393个·kg-1（干质量），PAEs含量为0.87~1.17 mg·kg-1。研究表明，全生物降解地膜能有效减少土壤白色污染，且黑色全生物降解地膜增产效果优于棕色全生物降解地膜。

• 渭北旱塬不同覆膜农田土壤微生物群落和酶活性的差异

  于亚军,张浩,张子豪,王聪,王凯,蒋锐

  为研究降解/非降解膜和白/黑色膜覆盖对土壤微生物群落和酶活性的影响，以渭北旱塬玉米地为研究对象，用磷脂脂肪酸（PLFA）法分析了非降解白膜、非降解黑膜、降解白膜、降解黑膜和不覆膜5种处理玉米收获期土壤微生物群落和酶活性的差异及其与土壤性质的关系。结果表明：非降解膜处理土壤温度、含水量、全氮、碱解氮和硝态氮含量高于降解膜处理（P<0.05），在同是降解膜或非降解膜情况下，地膜颜色对土壤温度、含水量影响较小，对土壤氮、磷、钾含量的影响取决于其是否可降解。非降解膜处理微生物PLFA总浓度较降解膜处理高29.5%（P<0.05），普通细菌、真菌、革兰氏阳性菌PLFA浓度较降解膜处理分别高26.3%、29.7%、58.7%（P<0.05），脲酶、碱性蛋白酶和脱氢酶活性也高于降解膜处理（P<0.05），其中碱性蛋白酶高出幅度最大，为42.4%，脲酶最小，为11.4%，黑色膜处理真菌与细菌PLFA浓度比（F/B）较白色膜处理高20.6%（P<0.05），并且非降解黑膜处理革兰氏阳性菌与阴性菌PLFA浓度比（G+/G-）较非降解白膜处理低27.5%（P<0.05），表明非降解膜在提升微生物与酶活性方面优于降解膜，相同材料的黑色膜在维持土壤生态系统稳定性和对土壤环境变化的缓冲能力方面较白色膜更有优势。冗余分析显示，土壤微生物和酶活性主要受土壤氮、磷、钾含量影响，土壤温度和含水量并非土壤微生物和酶活性的关键限制因子。

• 玉米-大豆不同宽幅间作对大豆光合特性及群体产量的影响

  王雅梅,许彦骁,王亚露,李静,张海芳,杨殿林,赵建宁,轩清霞

  为探究不同农机作业宽幅条件下玉米-大豆间作对大豆光合特性及群体产量的影响，于2018—2019年采用大田试验，以单作玉米（SM）和单作大豆（SSB）为对照，在玉米-大豆2：1播幅（I21）、2：2播幅（I22）、2：3播幅（I23）间作模式下，测定大豆光合指标、生理生长指标以及群体产量。2年的结果表明：各处理大豆冠层上方的光合有效辐射（PAR）日变化呈现先增后降的单峰曲线变化趋势，随着大豆宽幅的增加，各间作处理大豆冠层上方的光合有效辐射逐渐增加，但均小于单作。相较于单作，间作处理降低了大豆植株的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）以及地上部生物量，各指标均随着大豆播幅的增加而增加，其中I21处理显著低于I23和SSB处理，I22处理与I23处理之间差异不显著；增加了大豆植株的胞间CO2浓度（Ci）、叶绿素含量以及株高，各指标均随着大豆播幅的增加而减小，其中I21处理显著高于I23和SSB处理。与单作相比，基于处理总面积的间作玉米产量显著增加，大豆产量显著降低，3种间作处理以籽粒产量为基础的LER（土地当量比）随着大豆播幅的增加而增加。研究表明，玉米-大豆2：2、2：3播幅种植具有间作生产优势。

• 小麦秸秆还田条件下钾肥减量对水稻产量及养分利用的影响

  朱远芃,史燕捷,管浩,叶新新,郜红建,华胜,王宜坤

  利用长江中下游稻麦轮作定位试验，研究小麦秸秆还田条件下，钾肥减量施用对土壤钾素含量、水稻产量和钾素累积量以及钾肥利用率的影响，为小麦秸秆还田后水稻钾肥合理施用提供科学依据。试验共设5个处理，分别为：秸秆还田+配方施肥（K100%），秸秆还田+配方施肥钾肥减量10%（K90%），秸秆还田+配方施肥钾肥减量20%（K80%），秸秆还田+配方施肥钾肥减量30%（K70%），秸秆还田+配方施肥不施钾肥（K0）。采集3年水稻不同生育期植株和土壤样品，分析土壤钾素动态变化和水稻钾素吸收富集规律，并统计水稻产量和经济效益。3年试验结果表明，与K100%相比，K90%处理的土壤全钾和速效钾含量分别提高了3.13%和6.38%，水稻钾素总累积量和净累积量平均提高1.55%和5.13%，水稻平均增产2.19%；K80%和K70%处理的土壤全钾和速效钾含量分别平均减少12.58%~15.31%和4.26%~10.64%，水稻钾素总累积量平均减少了7.49%~13.62%，水稻净累积量平均增加了0.48%~1.78%，K80%处理的水稻产量平均增加2.32%，而K70%处理的水稻产量则平均降低了6.43%。与K100%相比，钾肥减量（K90%、K80%、K70%）能够显著增加水稻钾肥农学效率（15.51%~24.53%）、偏生产力（17.96%~25.40%）和钾素吸收利用率（17.53%~55.36%）（P<0.05）。当钾肥减量大于20%时，经济效益呈下降趋势。小麦秸秆还田条件下，与配方施肥相比（K100%），钾肥减量10%对土壤速效钾含量影响不显著，但能够提高水稻钾素累积量；钾肥减量20%~30%会降低土壤速效钾含量以及水稻钾素累积量，提高水稻钾素净累积量；钾肥减量10%~20%对水稻产量影响不显著，但可以增加钾肥农学效率、偏生产力和钾肥吸收利用率及经济效益。

• 白洋淀水环境风险受体脆弱性评价

  王欢欢,尹心安,田凯,刘世存,赵彦伟,孙家君

  白洋淀是“华北明珠”，也是雄安新区的重要生态依托，开展水环境风险受体脆弱性研究，可为白洋淀水环境保护与水环境风险管理提供依据。从风险受体敏感性和缓冲能力两方面，选取14项指标，构建了白洋淀水环境风险受体脆弱性评价指标体系，提出了脆弱性评价与分级方法，并对白洋淀水环境风险受体脆弱性进行了评价。结果表明，淀区以较低和低度脆弱为主，东北部、西北部和中部的部分区域脆弱度较高。研究表明，应通过控制污染、生态补水、水生植被种植、微地形改造等措施提高缓冲能力，从而降低脆弱度。

• 黄菖蒲对水中阿特拉津污染的去除贡献研究

  王庆海,夏凡,李翠,却晓娥

  为了明确植物对水体阿特拉津（Atrazine，ATZ）污染去除的贡献，筛选适宜的修复植物，通过历时35 d的水培试验，比较了挺水植物黄菖蒲（Iris pseudacorus）在抑菌（添加氨苄青霉素）和不抑菌条件下对不同浓度（0.5、1、2、4 mg·L-1）ATZ的消解率和消解速率，以及ATZ在植物体内的运移分布特征。结果表明：ATZ消解率随初始浓度的增加而显著降低，ATZ初始浓度、微生物和植物均是ATZ消解率的显著影响因素，影响的重要性依次为ATZ初始浓度 > 微生物 > 植物。植物对ATZ消解的贡献率不抑菌处理（34%~49%）显著高于抑菌处理；微生物对ATZ消解的贡献率，无植物处理（28%~41%）显著低于有植物处理；ATZ初始浓度≤4 mg· L-1时，对植物去除污染物的贡献无显著影响（P=0.371），而对微生物去除污染物的贡献影响显著（P=0.039）。黄菖蒲能够吸收ATZ并向茎叶转运，植物体内ATZ含量与ATZ初始浓度呈正相关关系；同时ATZ可在植物体内发生降解。因此，黄菖蒲对水培系统中ATZ的去除贡献较高，具有修复水体ATZ污染的潜力。

• 初沉单元中净化材料的筛选及运行参数研究

  王钰钦,郑尧,钱信宇,杨晓曦,陈家长,吴伟

  为了对养殖尾水处理系统中沉淀单元净化能力进行优化，以净化前后养殖尾水总氮（TN）、总磷（TP）和高锰酸钾指数（CODMn）为检测指标，对除磷型改性凹凸棒土（Al@TCAP-P）、除氮型改性凹凸棒土（Al@TCAP-N）、陶粒砂、细菌屋、火山石、吸氨石和活性炭等7种净化材料进行筛选，以研究其最佳添加量和最佳分布方式。结果表明：从整体上看，Al@TCAP-N对TN去除，火山石对TP、CODMn去除效果较好。Al@TCAP-N可在正常沉淀基础上提升36% TN去除率，平铺时去除效果最佳；火山石可提升34%的TP去除率和15%的CODMn去除率，堆积时净化效果最佳。Al@TCAP-N和火山石有利于提升沉淀单元净化效能，最佳添加量分别为5.24 g·L-1和5.02 g·L-1。

• 猪场废水处理系统出水及周边河流中噬菌体携带抗性基因的污染特征

  杨亦文,陈颖熙,蔡影峰,邢斯程,吴芮庭,陈凝雪,廖新俤

  噬菌体是抗生素抗性基因水平转移的重要载体，其携带的抗性基因受到广泛关注。本研究选择5座典型猪场废水处理系统为研究对象，采集其出水样、排入河流的上游和下游水样，提取其噬菌体DNA，利用实时荧光定量PCR技术检测四环素类抗性基因tetG、tetX和tetW、磺胺类抗性基因sul1和sul2、大环内酯类抗性基因ermA和ermB、β-内酰胺类抗性基因blaTEM、氯霉素类抗性基因cmlA，以及整合子基因intl1和intl2的含量。结果表明，猪场废水处理系统出水中噬菌体携带抗性基因的检出率低于河流样品的检出率，其中只有在1/5的系统出水样品中检测到cmlA，2/5的系统出水样品中检测到sul1，而所有河流样品都检测到cmlA和sul1；sul2的平均绝对丰度（4.09±0.16）显著高于其他抗性基因的丰度（P<0.05），其他抗性基因丰度由高到低依次为tetX、tetG、sul1、tetW、blaTEM、ermB、cmlA、ermA，并且cmlA的丰度分别与blaTEM和sul1之间存在显著强正相关（P<0.05），intl1分别与blaTEM、cmlA和sul1之间呈显著强正相关（P<0.05）；只有cmlA和sul1的丰度在各猪场之间没有显著差异，其他噬菌体携带抗性基因的丰度在不同猪场间存在较大的差异；系统出水（2.01±0.21）中总抗性基因的丰度显著低于河流上游（3.03±0.13）和下游（2.88±0.16）中的丰度（P<0.05）。本研究表明，典型猪场废水处理系统出水中含有高丰度的噬菌体携带抗性基因，但未对周边河流造成显著影响。

• 华北地区不同规模畜禽养殖场粪便中抗生素抗性基因污染特征

  邹威,金彩霞,魏闪,Ramasamy Rajesh Kumar,周启星

  为调查华北地区畜禽养殖环境抗生素抗性基因（ARGs）污染特征及影响因素，采集河北省和天津市不同规模的养猪场和养鸡场新鲜粪便样品，分析粪便中ARGs污染水平及有机质与ARGs含量的相关性。实时荧光定量PCR结果显示，不同种类畜禽养殖场粪便ARGs的相对丰度有显著区别，鸡粪中sul和erm基因的相对丰度高于猪粪，而编码核糖体保护蛋白的tet基因（4.24×10-3~5.85×10-1）在猪粪和鸡粪中的相对丰度无明显差异，均显著高于sul（1.07×10-4~2.26×10-1）、erm（6.36×10-4~2.62×10-1）以及编码外派泵蛋白和酶抑制剂的tet基因（1.24×10-4~5.41×10-2）。不同规模的养猪场粪便ARGs污染水平趋势为：中型 > 大型 > 小型，而不同规模养鸡场粪便中ARGs相对丰度无显著性差异（P=0.551）；此外，正交偏最小二乘判别（OPLS-DA）与典型相关分析（CCA）结果显示，畜禽粪便中编码核糖体保护蛋白的tet基因（tetM、tetO和tetW）相对丰度与有机碳（OC）和有机氮（ON）含量高度相关（VIP> 1），sul基因则与OC/ON明显相关。综上，粪便中有机质和生物可利用碳氮比是影响畜禽养殖业ARGs污染水平的重要因素。

• 基于宏转录组研究蔬菜秸秆发酵体系细菌群落

  丁建莉,魏丹,金梁,李艳,李樵,吴凯

  分析蔬菜秸秆快速好氧发酵过程中活性细菌群落丰度、组成、多样性的演变规律，为进一步挖掘微生物资源，调节发酵工艺提供理论参考依据。依托罐式有机物料快速腐解设备，选取发酵过程中4个不同发酵时期（升温期、高温期、降温期和腐熟期）的有机物料为研究对象，提取微生物总RNA、反转录cDNA，以16S rRNA基因为分子标靶，借助qPCR技术和Illumina Miseq高通量测序平台，研究不同发酵时期细菌群落丰度、组成、多样性的变化及群落组成与物料理化因子偶联分析，揭示群落与理化因子之间的相关性。不同发酵时期物料的pH发生了显著的变化，升温期物料pH为6.26，而到了高温期乃至腐熟期pH均在8.0以上；发芽指数随着发酵进程推移达到94%以上。高温期的细菌数量显著高于其他3个时期。各个时期的活性细菌α多样性指数，除Simpson指数外，其余差异不显著。不同时期的优势菌门均是厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria），但相对丰度变化较大；不同时期菌群属组成和相对丰度之间存在显著差异，升温期存在其他时期检测不到的菌属。通过CCA分析可知pH是影响微生物群落结构的主要因子。

• 厌氧消化处理玉米秸秆酶解残渣对木质素的影响研究

  赵昆炀,高雄辉,祝其丽,汤晓玉

  以秸秆为原料生产燃料乙醇会产生大量富含木质素的酶解残渣，从中可回收木质素，但酶解残渣中的糖类等杂质会影响木质素的高值利用。因此，采用厌氧消化的方法处理玉米秸秆酶解残渣，利用凝胶渗透色谱、热重分析、傅里叶红外光谱以及核磁共振氢谱等手段表征处理前后木质素的结构和化学性质。经厌氧处理后，残渣中糖类含量显著降低而木质素总量基本不变，木质素几乎未降解。厌氧处理前后固体残渣中木质素的结构和热化学性质无明显变化，表明该方法能在去除糖类的同时较好地保留木质素的结构。

• 围垦对滨海稻田土壤N2O还原潜力的影响

  汪方圆,张耀鸿,饶旭东,谢晴,贾仲君

  稻田湿地生态系统的N2O还原消耗潜力对缓解大气温室气体效应具有重要意义，而滨海自然湿地围垦改造成稻田后耕层土壤的N2O还原速率及其微生物机制却鲜有报道。选取崇明岛光滩湿地为对照（WK0），比较研究不同围垦年限（19、27、51、86 a）的围垦区稻田耕作层土壤N2O还原速率演替规律及其微生物数量变异特征。结果表明，土壤总有机碳含量（TOC）随围垦年限增长而显著增加，而土壤pH值、SO42-浓度和EC值则均随围垦年限增长而呈逐渐下降趋势。土壤N2O还原速率随围垦年限增长而显著增加，其中围垦86 a稻田土壤达到25.5 μg N2O·g-1·d-1，与光滩湿地相比增加了58.4%。定量PCR结果发现，功能基因nosZ Ⅰ和nosZ Ⅱ拷贝数也随着围垦年限增长而显著增加，其中围垦86 a的稻田土壤功能基因分别为1.72×108 copies·g-1和4.36×108 copies· g-1，比光滩湿地稻田高出一个数量级。相关性分析发现土壤N2O还原速率与功能基因nosZ Ⅰ拷贝数呈显著正相关，而功能基因nosZ Ⅱ拷贝数随围垦年限的增加率远高于功能基因nosZ Ⅰ；N2O还原速率、功能基因nosZ Ⅰ、nosZ Ⅱ拷贝数与3个土壤理化指标（pH、EC、SO42-）均呈负相关。因此，围垦造田促进了滨海湿地土壤N2O还原过程，而功能基因nosZ Ⅰ数量的大幅增加是N2O还原速率增加的重要原因。

• 不同水稻品种甲烷排放与土壤酶的关系

  周文涛,戈家敏,王勃然,龙攀,徐莹,傅志强

  为明确不同水稻品种甲烷（CH4）排放差异形成与根际土壤过氧化氢酶、脲酶活性的关系，选取早稻晚稻各3个品种为大田供试材料，采用密闭静态暗箱法收集CH4气体，监测早稻晚稻不同品种CH4排放动态，以及不同品种在主要生育时期根际土壤的过氧化氢酶、脲酶活性，并对不同水稻品种CH4排放与两种酶活性进行了线性回归分析。结果表明：双季稻品种CH4排放差异显著，晚稻CH4累积排放量明显高于早稻，早稻品种中CH4累积排放量以湘早籼24号最高，株两优819最低，相差31.78%；晚稻以湘晚籼17号最高，Y两优1号最低，相差17.31%。双季稻品种在不同生育期根际土壤的过氧化氢酶、脲酶活性存在差异，早稻过氧化氢酶活性在孕穗期最高，晚稻过氧化氢酶、双季稻脲酶活性均在分蘖期最高；双季稻田CH4排放与脲酶正相关，达到极显著水平（P<0.01），与过氧化氢酶正相关，达到显著水平（P<0.05）。综上，双季稻品种甲烷排放与水稻根际土壤过氧化氢酶、脲酶关系密切，降低水稻品种根际土壤的过氧化氢酶、脲酶活性有利于稻田CH4减排。

• 不同深施肥方式对稻田氨挥发及水稻产量的影响

  周平遥,张震,王华,肖智华,徐华勤,汪久翔

  为探讨减少农田氨排放的方法，探究不同深施肥方式对稻田氨挥发损失、氮素利用率及水稻产量的影响，为水稻合理施肥提供理论依据，在湖南省长沙市金井镇长沙农业环境观测站布置盆栽试验，试验设7个处理，分别为：N0（不施化肥）、S300（传统氮肥撒施）、S210（减氮30%+传统氮肥撒施）、R5（减氮30%+条施，深度为5 cm）、R10（减氮30%+条施，深度为10 cm）、B5（减氮30%+大颗粒球肥深施，深度为5 cm）、B10（减氮30%+大颗粒球肥深施，深度为10 cm）。施肥后第1 d进行氨挥发连续性监测，直至施肥处理氨排放量与不施肥处理无明显差异为止，并在水稻成熟期测定氮含量和产量。结果表明，深施处理可降低田面水铵态氮浓度，促进植株氮素吸收。与S300处理相比，氨挥发损失量降低了30.13%~47.85%。与S210处理相比，深施处理氮素回收率（NRE）提高了9.16%~29.44%；氮素农艺利用效率（NAE）增加了13.85%~32.14%；籽粒生产效率（NGPE）增加了12.18%~28.27%。在减氮30%的基础上，深施处理水稻产量较S210处理增加了12.79%~28.27%，其中B10处理显著减少氨挥发损失量并提高氮素利用率。这说明深施处理有效降低了稻田氨挥发损失，提高了氮素利用率，其中以B10处理（减氮30%+10 cm大颗粒球肥深施）效果最佳；同时深施肥的机械化需要进一步研发和推广。

• 土壤和大米中得克隆检测方法的研究

  谢慧,常晓云,马钰涵,王玉莹

  为探究对高氯代阻燃剂得克隆选择性好和灵敏度高的检测方法，采用振荡提取和加速溶剂萃取（ASE）两种方法对土壤和大米中得克隆的两种异构体残留进行提取，利用TSQ 8000三重四极杆GC-MS/MS（气相色谱质谱/质谱联用）的二级质谱检测分析，建立了土壤和大米中得克隆的残留测定方法。结果表明，得克隆的两种同分异构体syn-DP和anti-DP在试验测定条件下保留时间比较合适，线性范围分别为5.00×10-13~4.02×10-9 g和1.62×10-12~1.30×10-8g，最低检出限分别为1.00×10-13 g和5.0×10-14 g。对于土壤样品中的syn-DP，在试验设定的添加浓度下，振荡提取和ASE方法添加回收率分别为85.32%~91.42%和90.69%~95.63%，变异系数均小于4.64%；对于anti-DP，振荡提取和ASE方法添加回收率分别为82.45%~90.16%和88.78%~98.23%，变异系数均小于4.96%。采用ASE法，大米中syn-DP和anti-DP的回收率分别为90.56%~98.56%和90.36%~96.56%，变异系数均小于5.05%，振荡提取法回收率小于加速溶剂萃取法，分别为86.47%~90.24%和85.84%~89.61%，变异系数均小于4.53%，达到了痕量syn-DP和anti-DP残留分析方法的要求。研究表明，采用ASE和振荡提取两种预处理样品的方法，二者的回收率均能满足土壤和大米样品中得克隆的痕量残留检测分析方法的要求，且该分析方法灵敏度高、准确性好，适合土壤和大米中得克隆的残留检测。