农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2020年第2期

• 金属纳米材料的植物生物效应及其多组学研究进展

  陈春,刘爽,韦革宏

  金属纳米材料（MNMs）在农业领域中的广泛应用，已经引起国内外学者对其生态风险的关注。传统毒理学研究方法与组学技术（转录组学、代谢组学和蛋白质组学）相结合，逐渐成为当前纳米生态毒理学研究领域的主要手段。本文首先从植物生长效应、亚细胞及生理生化水平等不同层次，分别评述了MNMs植物效应的传统毒理学研究的主要发现；其次，阐述了转录组学、蛋白质组学以及代谢组学等多组学技术在MNMs植物毒理学领域中应用的最新研究进展，旨在进一步揭示MNMs植物效应潜在的分子机制；最后分析了该领域的研究现状、尚待解决的问题和未来发展方向，并提出今后的研究思路。

• 基于文献计量的重金属固化稳定化修复技术发展动态研究

  闫淑兰,赵秀红,罗启仕

  为了解国内外场地土壤和底泥的重金属固化稳定化技术（S/S）的发展状况、研究热点及发展趋势，通过CNKI《中国期刊全文数据库》和Web of ScienceTM核心合集数据库对2006-2018年间发表的关于污染场地重金属固化稳定化修复技术的文献进行检索，并利用Excel 2016、HistCite Pro 2.1引文图谱分析软件和Origin 9.0作图软件，从年度发文量、主要发文国家/地区、期刊来源、Top 10高被引论文、Top 10研究机构、研究内容、修复材料类型、重金属类型等方面，对2006-2018年发表的有关文献进行计量分析。结果表明：近13年来，中英文文章及专利的发文量逐年升高，且中文发文量远高于英文。英文文章中，中国作者、中国科研机构发文量均居首位，但总均篇被引次数（TGCS/R）较低；Top 10高被引论文中，中国作者占据2篇。中英文文章中，对复合修复材料的研究较多，其中常见的复合修复材料为生物质炭、石灰、沸石、硅藻土等材料中的2种或2种以上复合而成，最受关注的重金属污染物为镉和铅，对固化/稳定化设备和工艺的研究较少。因此，对固化稳定化技术的研究，中国研究人员虽然发文量占据较大的比例，但还需进一步提高研究的国际影响力，加强对稳定化修复工艺、设备和效果评价方法的研究。

• 砷硒胁迫对小麦毒性效应及预测模型研究

  李建秋,龚冰,季节,周子琛,仇浩

  为阐明含氧阴离子型类金属As-Se的联合毒性及其相互作用，以小麦（Triticum aestivum L.）作为模式植物，溶液体系为毒性测试介质，以小麦相对根伸长为毒性终点，系统考察了As、Se单独和复合情况下对小麦的毒性效应，并构建兼具机理性与普适性的模型来预测和评估As-Se的生态毒性效应和风险。结果表明：As、Se单独作用于小麦时，二者都具毒性，基于自由离子活度的EC50值分别为2.88 μmol·L-1和43.51 μmol·L-1，说明As的毒性远大于Se。在As-Se混合体系中，不论是何种剂量表达形式（溶解浓度和自由离子活度剂量），一种阴离子金属的存在都会影响另一种阴离子金属的植物毒性。利用传统浓度加和及独立作用（CA/IA）模型分析和预测As-Se联合毒性作用时，两种模型均高估了其联合毒性，表明As-Se联合作用于小麦时表现为强烈的拮抗作用。进一步将As-Se交互作用纳入在内，构建的阴离子型金属生物配体模型（BLM），可以很好地解释并预测As-Se混合物的交互作用及毒性，拟合度达到0.90，As、Se和生物配体的络合平衡常数分别为logKAsBL=3.28和logKSeBL=1.93。研究表明：BLM框架可拓展应用于含氧阴离子型类金属的毒性预测，为含氧阴离子型类金属联合毒性的精确预测与风险评估提供有效手段。

• 不同混施钝化剂对水稻吸收累积Cd的影响

  李阳,尹英杰,朱司航,张新,黄益宗,王喆,商建英

  将石灰、赤泥和高岭土按不同比例混合（施用总量为4500 kg·hm-2）施加于Cd污染稻田土壤，根据混合比例不同设置CK（常规种植）、T1（1：7：4）、T2（3：5：4）、T3（4：4：4）和T4（6：2：4）共5个处理，探究不同混施钝化剂对水稻吸收累积Cd的影响。结果表明：4种混施处理能够显著降低土壤有效态Cd含量，较CK相比依次降低了28.0%、40.9%、43.4%和57.4%。4种混施处理能够不同程度地降低水稻各部位对Cd的吸收累积，籽粒的Cd含量依次降低47.1%、49.2%、55.5%和81.6%，T2、T3和T4处理水稻籽粒中Cd含量达到了食品安全国家标准（GB 2762-2017，Cd ≤ 0.2 mg·kg-1）。土壤有效态Cd含量与水稻根、茎、叶和籽粒中Cd含量的Pearson相关系数分别为0.826、0.709、0.778和0.532，均达到显著相关。不同处理根系富集系数依次为5.03、1.83、2.22、1.32和0.90，钝化处理显著降低了水稻根系对Cd的富集能力。各处理水稻产量以及籽粒K、Mg元素含量没有显著差异，T1到T4处理Ca元素含量依次增加。综合分析，T4处理对于降低土壤中有效态Cd含量以及水稻籽粒中Cd含量效果最佳，且没有降低水稻产量和与稻米品质密切相关的K、Mg和Ca元素含量。

• 微塑料对小鼠生长和小肠结构的影响

  康恺,杨丹,黄至诚,张诗敏,方婷婷,江茵,吴江

  为了探究微塑料对生物体的生长特性及肠道结构的影响，选取微塑料聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）作为原料，分别按0.3%（3 g·kg-1鼠粮）、3%（30 g·kg-1鼠粮）两种浓度混合添加于昆白小鼠日粮。饲喂期间记录小鼠的体重、饮食行为，27 d后进行剖检并采集小肠（十二指肠、空肠、回肠）制成石蜡切片观察显微结构。结果表明：对照组与微塑料添加组小鼠饮食与精神状态均正常，对照组小鼠体重在整个饲喂周期内逐渐增加，微塑料添加组在饲喂的前期体重增加，但在后续大部分小鼠体重增长停滞，甚至下降。不论是PE或PS微塑料添加组，整个小鼠体重增长均显著慢于对照组（P<0.01），并呈现浓度依赖性，但两种微塑料相比没有显著差异。肠道显微结构表明，微塑料添加组小鼠出现小肠绒毛肿胀、结构破坏、杯状细胞减少、黏膜下层增生等现象。小鼠摄入微塑料导致小肠显微结构破坏，生长减慢。

• 我国设施菜田土壤重金属含量特征与影响因素

  贾丽,乔玉辉,陈清,李花粉,邵小明,马和平

  为调查我国设施菜田土壤重金属污染状况，探讨种植年限、土壤有机碳及全氮等因素对设施菜田土壤重金属含量的影响，以我国设施菜田土壤为研究对象，通过文献查阅和土壤样品采集两种方式，在全国和黄淮海与环渤海设施蔬菜主产区，分别获取土壤401组/233组和548个/310个样本点数据，利用数理统计、相关性及多元统计分析等方法定量描述了我国设施菜田土壤重金属积累及污染特征，并进行了土壤重金属污染影响因素分析。结果分析表明：在全国范围内，文献资料中的设施菜田土壤Cd、Pb、As、Cr、Hg、Cu、Zn、Ni平均含量分别为0.32、24.9、8.45、83.6、0.05、29.9、70.7、27.4 mg·kg-1，超标率排序为Cd（30.5%） > Cu（9.8%） > Cr（7.2%） > Zn（4.8%） > Pb（4.7%） > As（3.7%），在采集的设施菜田土壤样品中，八种重金属平均含量分别为0.13、21.9、6.48、41.9、0.09、23.6、72.1、21.4 mg·kg-1，超标率排序为Cd（5.3%） > Cu（1.8%） > As（1.6%） > Zn（0.9%） > Pb（0.6%） > Cr（0.6%）。在黄淮海与环渤海设施蔬菜主产区，文献资料中的设施菜田土壤Cd、Pb、As、Cr、Hg、Cu、Zn、Ni平均含量分别为0.30、25.9、8.56、67.1、0.08、33.3、79.1、32.5 mg·kg-1，超标率排序为Cd（25%） > Cu（10.4%） > Cr（9.9%） > Pb（6.3%） > Zn（2.2%） > As（2.1%），在采集的设施菜田土壤样品中，八种重金属平均含量分别为0.13、22.8、5.93、43.5、0.08、23.1、69.3、19.4 mg·kg-1，超标率排序为Cd（3.1%） > Cu（2.1%） > Cr（2.0%） > As（1.2%） > Pb（0.6%） > Zn（0.5%）。而Hg、Ni基本都不超标。随种植时间的延长，设施菜田土壤中Cd、As、Cu、Zn含量呈逐步累积状态，文献来源的土壤Cd在种植21~25年（3.60 mg·kg-1），土壤Cu、Zn含量在26~30年（80.3 mg·kg-1和180 mg·kg-1）达到最高值；在采集的土壤样品中，Cd含量分别在种植16~20年（0.19 mg·kg-1）、As、Cu、Zn在21~25年（16.0、53.6 mg·kg-1和131 mg·kg-1）达到最高值。相关性分析表明，设施菜田土壤Cd含量与有机碳呈显著正相关，Cu、Zn含量与有机碳、全氮、速效磷、速效钾呈显著正相关，结合肥料中重金属含量进一步验证了磷肥和粪肥投入是设施菜田土壤重金属的重要来源。因此，为保证土壤环境及蔬菜质量安全，应注重肥料等污染源的控制。

• 菜地土壤镉的表层淋洗-深层固化联合修复研究

  杨子予,杨志敏,陈玉成,陈庆华

  为探究表层淋洗-深层固化联合修复技术对重庆郊区菜地土壤及蔬菜镉（Cd）污染的修复效果，采用大田试验，研究了酒石酸表层淋洗-HAP深层固化和水表层淋洗-HAP深层固化处理对莴笋产量、品质及Cd的吸收和土壤全Cd及有效Cd含量的影响，并与传统修复剂腐植酸和HAP进行比较。结果表明，酒石酸淋洗-HAP固化使莴笋茎叶中的Cd含量显著降低22.89%、莴笋产量显著提高16.89%，且对莴笋的品质有促进作用。同时，酒石酸淋洗-HAP固化处理使0~20 cm表层土壤的全Cd含量降低30.71%，40~60 cm深层土壤的全Cd含量增加51.57%，在两种表层淋洗-深层固化处理下，土壤中有效Cd含量均在0~20 cm土层减少，20~40 cm土层略微增加，40~60 cm土层明显降低，在60~80 cm土层与对照接近。莴笋茎叶和根部的Cd含量与土壤有效Cd呈显著正相关，与土壤有机质呈显著负相关。表层淋洗-深层固化联合修复能够在进行土壤Cd污染修复的同时实现蔬菜的安全生产，适宜向轻度污染的蔬菜基地推广使用。

• 不同水分下水铁矿在土壤中稳定性变化对砷移动性的影响

  张拓,曾希柏,苏世鸣,王亚男,白玲玉

  为合理利用水铁矿，将其作为土壤砷污染修复的一种高效稳定的钝化剂，采集湖南石门县三个不同乡镇的土壤进行室内培养试验，采用连续提取法和薄膜梯度扩散技术（Diffusive gradient in the thin films technique，DGT），研究不同水分模式下外源添加的水铁矿在土壤中稳定性变化过程中对砷在土壤中移动性的影响。结果表明，水铁矿在三种不同水分管理模式[100% SWHC（Soil water holding capacity，SWHC）、干湿交替（Dry/wet cycle，DWC）和30% SWHC]下培养33 d后均发生转化，其中在100% SWHC条件下转化速率最快，在三种土壤中的转化率达到16.50%~22.78%，在30% SWHC和DWC条件下最大转化率仅为8.77%和10.96%。添加外源水铁矿后在三种水分管理模式下两种砷污染土壤中活性态砷浓度均显著降低，并且在100% SWHC条件下降幅最大，在中高浓度的砷污染土壤中降低程度分别达到42.08%和60.75%。但随后在100% SWHC和DWC条件下培养22 d后，活性态砷的浓度均出现微弱的上升趋势。在100% SWHC和DWC两种水分条件下，两种砷污染土壤中弱结晶态铁氧化物结合态砷（F1-As）的含量均显著增加，并且随着水铁矿的转化而逐渐向更稳定的形态（F2-As）迁移，在30% SWHC条件下F2-As含量没有增加。研究表明，水铁矿在土壤高水分条件下稳定性最差，其次为土壤的干湿交替条件。在两种砷污染土壤中施加水铁矿修复过程中都具有潜在的砷释放风险，在农业生产中应合理调控土壤水分以保证水铁矿对砷的吸附效率。

• 硅硫材料对复合污染土壤镉砷赋存形态的影响

  彭鸥,周靖恒,喻崴伦,铁柏清,刘玉玲,李丹阳

  为探究含硅含硫材料对极重度（矿区）镉砷复合污染土壤镉、砷形态动态变化的影响，以及轻、重度镉砷复合污染耕地土壤与淹水条件下含硅含硫材料对土壤镉、砷形态变化的影响，本试验采集三种不同污染程度土壤（极重度矿区污染土壤、重度污染耕地土壤、轻度污染耕地土壤），通过室内土壤培养的方法模拟施用含硅含硫材料，研究单一施用（G、S）、混合施用（GS）和混合施用结合淹水处理（GSI）对轻、重度耕地土壤镉砷赋存形态的影响，单一施用（G1、G2、S1、S2）、混合施用（GS1、GS2）以及不同施用浓度处理对极重度矿区污染土壤镉砷赋存形态的影响。结果表明：含硅、含硫材料均能降低矿区镉砷复合污染土壤中弱酸可溶态镉含量，降低幅度为6.42%~13.46%，残渣态含量上升幅度为89.84%~248.57%，显著降低土壤中镉的有效性，其中施用量高的含硅含硫材料处理（GS2）效果最为明显。硅硫材料各处理使土壤中残渣态砷上升了4.74%~13.98%，降低了土壤中砷的有效性，其中施用量低的含硅含硫材料处理（GS1）效果最为明显。硅硫材料对轻、重度污染土壤中弱酸可溶态镉含量均有降低，降低幅度为10.14%~29.93%，残渣态含量上升幅度为21.89%~60.8%，所有处理中含硅含硫材料结合淹水处理（GSI）效果最好，但砷在淹水处理下反而使残渣态分别下降了16.51%~23.96%。含硅含硫材料可降低三种类型土壤镉、砷生物有效性，含硅含硫材料混合处理优于单一处理，耕地土壤GSI处理降低土壤镉砷有效性效果最好。

• 肠杆菌对蓼科植物镉砷污染土壤修复机理研究

  李艺,王炳森,黄媛媛,姚亚威,林嘉敏,刘可慧,于方明

  通过盆栽试验研究了接种不同浓度肠杆菌对镉-砷复合污染土壤上蓼科植物水蓼（Polygonum hydropiper L.）和酸模叶蓼（Polygonum lapathifolium L.）生长、镉砷富集及抗氧化酶系统和非酶系统的影响。结果发现：接种肠杆菌显著提高水蓼和酸模叶蓼株高、株质量及叶片中叶绿素和类胡萝卜素的含量。当接种浓度为3.4×107 CFU·g-1土时，水蓼和酸模叶蓼根际土壤pH降低了0.35个和0.28个单位，根茎叶中的镉和砷含量分别为对照的1.64~2.74倍和1.21~2.51倍。接种肠杆菌还可以提高叶片中SOD、POD和CAT的活性以及GSH和PCs的含量，降低O2-·和MDA的含量，缓解重金属的毒害。结果表明，接种肠杆菌能通过提高植株抗氧化酶活性来减轻镉砷富集对水蓼和酸模叶蓼的胁迫，从而提高水蓼和酸模叶蓼对镉-砷复合污染土壤的修复效率。

• 富里酸对土壤中DnBP的降解及微生物活性的影响

  刘厶瑶,李玉双,侯永侠,宋雪英,徐硕,魏建兵,赵晓旭

  为探究富里酸对有机污染物DnBP的降解和土壤微生物活性的作用，采用土壤培养试验，研究了FA对土壤中DnBP的降解动力学过程及土壤微生物活性的影响规律。结果表明，FA的添加缩短了DnBP的降解半衰期，FA各处理组的半衰期为对照处理的48.1%~67.7%；FA促进了土壤的基础呼吸，40 mg·g-1处理组促进作用最强，最大CO2释放量为空白对照组的40.87倍；而过氧化氢酶活性则表现出了低浓度FA（10~20 mg·g-1）促进，高浓度FA（40~160 mg·g-1）抑制的变化趋势；FA对土壤脱氢酶活性主要表现为促进作用，40~160 mg·g-1FA对脱氢酶活性促进作用显著。相关分析结果表明FA用量与土壤中DnBP降解率呈正相关，与过氧化氢酶活性呈极显著负相关，与土壤呼吸强度、脱氢酶活性呈极显著正相关。通径分析结果表明FA用量与土壤中DnBP降解率之间有较强的直接效应，还与土壤呼吸强度、土壤酶之间存在间接效应，从而影响DnBP的降解。

• 两种生态型蚯蚓对四环素污染土壤中酶活性和细菌群落结构的影响

  罗舒文,甄珍,李文清,张伟健,吴伟健,任磊,蔺中

  土壤酶和微生物可参与土壤中诸多复杂生物化学过程，是指示土壤自净能力和土壤肥力的关键生物学指标。本试验以赤子爱胜蚓（表层种）和壮伟环毛蚓（内层种）为工程生物，研究两种不同生态习性的蚯蚓在不同时间段（0、10、20、30 d和40 d）对四环素污染土壤酶活性的影响，以期明确蚯蚓对四环素污染土壤的自净能力和土壤肥力的影响程度。利用冗余分析明确蚯蚓通过改变何种环境因子影响四环素污染土壤的酶活性，利用高通量测序分析蚯蚓对四环素污染土壤细菌群落结构的影响。结果显示，试验结束时（40 d），添加蚯蚓的土壤中蔗糖酶（2.15~4.98 mg·g-1·d-1）、脲酶（0.55~1.70 mg·g-1·d-1）、过氧化氢酶（0.54~1.08 mL·g-1·20 min-1）和脱氢酶活性（0.78~5.14 μg·g-1·d-1），显著高于自然土壤（3.24 mg·g-1·d-1、0.66 mg·g-1·d-1、0.89 mL·g-1·20 min-1和2.03 μg·g-1·d-1）和灭菌土壤（0.70 mg·g-1·d-1、0.23 mg·g-1·d-1、0.24 mL·g-1·20 min-1和0.21 μg·g-1·d-1），但添加蚯蚓中酸性磷酸酶活性（0.02~0.15 mg·g-1·d-1）显著低于自然土壤（0.17 mg·g-1·d-1）和灭菌土壤（0.04 mg·g-1·d-1）。添加蚯蚓显著改变了土壤原有的细菌群落结构，提高了四环素污染土壤中的变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和厚壁菌门（Firmicutes）的微生物群落丰度，降低了绿弯菌门（Chloroflexi）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）中的微生物群落丰度。冗余分析表明，两种生态型蚯蚓主要通过影响土壤pH值、有机质、胡敏酸和胡敏素等环境因子，提高土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性，抑制土壤酸性磷酸酶活性。赤子爱胜蚓对土壤蔗糖酶促进作用显著优于壮伟环毛蚓，而壮伟环毛蚓对脲酶和过氧化氢酶的促进作用优于赤子爱胜蚓。

• 藏东南林芝地区典型农业土地利用方式对土壤微生物群落特征的影响

  张旭博,徐梦,史飞

  为研究藏东南林芝地区土壤微生物群落对农业土地利用方式的响应特征及其关键影响因素，可深入认识农业土地利用对该区域生态系统稳定性的影响，并为该地区农业土地资源合理利用提供科学依据。采集藏东南林芝地区2种典型农业土地利用方式（农田及放牧草地）土壤样品，以自然森林土壤样品为对照，利用磷脂脂肪酸法（PLFA）和MiSeq高通量测序分析不同土地利用方式下土壤微生物数量、多样性和群落组成的差异性，并结合土壤理化指标探讨影响土壤微生物群落组成和结构的关键因素。结果表明：与自然森林相比，农田和放牧草地土壤中微生物PLFA总量降低了38.7%~51.8%，其中革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、放线菌和真菌的生物量分别降低了26.1%~47.6%、40.0%~61.1%、44.1%~60.6%和5.2%~31.3%。农田种植显著降低土壤真菌的多样性，其丰富度、香农多样性相比于森林土壤分别降低了53.0%和71.4%，而细菌群落的丰富度、香农多样性则显著降低了15.7%和5.1%。农田种植显著增加土壤细菌中放线菌门（Actinobacteria）的相对丰度，但是显著降低了浮霉菌门（Planctomycetes）、绿弯菌门（Chloroflexi）和厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度，放牧草地则显著促进拟杆菌门（Bacteroidetes）和蓝藻门（Cyanobacteria）的生长。农业土地利用显著提高土壤真菌群落中担子菌门伞菌纲（Agaricomycetes）的优势度，其在农田和放牧草地土壤中的相对丰度分别是自然森林土壤的23倍和19倍，而子囊菌门（Ascomycota）和接合菌门（Zygomycota）的相对丰度则分别降低了67.7%~89.6%和58.7%~67.4%。基于距离矩阵的冗余分析表明，土壤细菌和真菌的群落结构在3种土地利用方式下有显著差异。土壤微生物的数量、多样性和群落组成受到土壤pH值、土壤有机碳、土壤C/N等理化性质的显著影响，并且土壤真菌对环境因子改变的响应比细菌敏感。研究表明，典型农业土地利用方式导致藏东南林芝地区土壤微生物群落的数量和多样性相比于自然植被显著降低，并改变细菌和真菌的群落组成和结构，而且真菌对农业土地利用方式的响应比细菌敏感。

• 施氮后蚯蚓对植物吸氮及微生物固氮的影响

  那立苹,李宇婷,何纪强,李剑峰,伍玉鹏

  为探讨尿素施用后蚯蚓对植物吸氮量及微生物固氮量的影响，通过盆栽试验，以威廉腔环蚓（Metaphire guillelmi）为试验材料，对比有、无蚯蚓作用下15N标记的尿素施入后植物氮素含量的差异及土壤微生物量的变化过程。结果表明：培养结束后对植物进行取样测定，发现不同处理间植株氮含量并无显著差异，但接种蚯蚓的处理增加了植株生物量，进而导致蚯蚓作用下的植株总吸氮量提高了约30.8%。从分配比例上看，接种蚯蚓显著增加了植物吸收土壤氮的比例，却显著降低了植物吸收肥料氮的比例。在整个试验过程中，两处理的全氮（TN）含量均无显著变化，但土壤中来源于肥料的氮却随着培养的进行逐渐降低，且接种蚯蚓使其下降速度更快。微生物生物量氮（MBN）先下降后上升，且接种蚯蚓处理的MBN含量在试验初期（第5 d）与试验末期（第30 d）较高，但MBN中固定的肥料氮含量始终低于不接种蚯蚓的对照处理。试验过程中，土壤可溶性有机氮（DON）的含量先下降后上升，与MBN变化趋势一致。与对照处理相比，接种蚯蚓处理的铵态氮（NH4+-N）含量降低，硝态氮（NO3--N）含量则差异不显著。综上，蚯蚓可通过调节微生物生物量形成氮素缓冲库，从而促进植株对土壤氮而非尿素氮的吸收。

• 覆盖作物多样性对猕猴桃园土壤微生物群落功能的影响

  李青梅,张玲玲,刘红梅,张艳军,赵建宁,张海芳,杨殿林,王慧

  以丹江口水源涵养区猕猴桃园为研究对象，运用Biolog微平板技术，研究不同种类覆盖作物处理（2、4、8种和清耕对照）下土壤微生物群落功能多样性的差异。结果表明，覆盖作物处理土壤微生物群落对碳源的利用程度、功能多样性指数和丰富度指数均高于清耕对照。覆盖作物及清耕对照处理土壤微生物Shannon-Wiener多样性指数、丰富度指数与土壤含水量、有机碳、pH、微生物量碳氮呈显著正相关关系。主成分分析与碳代谢图谱分析表明，猕猴桃园增加覆盖作物种类提高了土壤微生物对碳源的利用能力，且对D-甘露醇、L-精氨酸、L-天门冬酰胺、L-苯丙氨酸、γ-羟丁酸、α-丁酮酸、4-羟基苯甲酸、吐温40的利用能力显著高于清耕对照。此外，4种覆盖作物处理对猕猴桃园土壤生态环境的影响优于2种和8种。研究表明，猕猴桃园增加覆盖作物多样性改变了土壤环境因子，影响了土壤微生物群落的代谢活性和功能多样性。

• 不同有机物料对设施黄瓜生长及土壤性状的影响

  刘传云,管西林,邹春琴,陈新平

  为了减少设施菜田中由于超量施用有机肥导致的N、P累积，通过选取泥炭、腐植酸、菌渣、生物炭4种有机物料及其配施对传统鸡粪进行等C替代，开展了两茬田间试验，研究了有机物料等C替代鸡粪对土壤理化性质和黄瓜产量、品质的影响。连续两茬的试验结果表明，有机物料等C替代鸡粪对黄瓜产量无显著影响；但同鸡粪处理相比，泥炭、腐植酸和生物炭3种有机物料配施可显著提高黄瓜果实中维生素C的含量；除单施生物炭外，施用不同有机物料表层土壤（0~20 cm）的pH值均显著高于施用鸡粪的处理，同时有机物料处理较鸡粪处理降低了表层土壤有效P含量51.6%~62.9%，提高了表层土壤C/N，其中，腐植酸处理土壤有效P的降低幅度最大，且其表层土壤C/N与鸡粪相比显著提高了92.2%，腐植酸处理土壤（0~60 cm）的C储量也最大；各有机物料处理N盈余量均小于鸡粪处理，其中生物炭处理的养分盈余量最小，与鸡粪相比减少了73.1%，各有机物料处理的P盈余量与鸡粪处理相比显著降低了65.3%~92.3%，P削减效果腐植酸 > 泥炭+腐植酸 > 泥炭+腐植酸+生物炭 > 生物炭 > 泥炭 > 泥炭+菌渣 > 菌渣。因此，有机物料等C替代鸡粪后，在保证黄瓜产量的同时可以提升黄瓜果实营养品质，大幅度削减土壤中N、P盈余，其中，腐植酸对提高土壤有机质以及P盈余削减效果较好，泥炭+腐植酸+菌渣配施对改善黄瓜品质的效果较好。

• 改性沸石制备及其同步去除农田排水氮磷研究

  王梦娴,周有荣,李英凯,房云清,秦弋丰,李旭东

  为进行高浓度农田排水的应急处理，以天然斜发沸石为原料，制备能够同步吸附NH4+-N、NO3--N和TP的组合改性沸石，并对人工模拟农田排水进行处理。结果表明：采用0.01 mol·L-1 LaCl3改性的沸石对NH4+-N和TP具有良好的吸附效果，可在10min内达到吸附平衡，且与Freundlich等温吸附模型拟合度较高（R2>0.99）；采用0.02 mol·L-1溴代十六烷基吡啶（CPB）改性的沸石可同时吸附NH4+-N、NO3--N和TP，在20 min内即可达到吸附平衡，其与Langmuir等温吸附模型相关度较高（R2>0.97）。这两种改性沸石的吸附过程均符合准二级动力学模型。15 g·L-1的CPB改性沸石与8 g·L-1的LaCl3改性沸石组合处理模拟农田排水，反应20 min，沉淀7 min后，出水NH4+-N、NO3--N和TP浓度分别为0.23、2.18 mg·L-1和0.015 mg·L-1，去除率分别为95.38%、78.21%和97.12%。研究表明组合改性沸石可快速高效地处理农田排水。

• 白腐真菌对PAHs的吸附和降解特征及Tween 80和Cu2+的强化作用

  班巧英,吴东洋,李建政,刘琦

  为揭示白腐真菌对多环芳烃（PAHs）的去除特性，采用间歇培养方式考察了白腐真菌对萘、菲、芘的吸附和降解特征，以及Tween 80和Cu2+对白腐真菌去除萘、菲、芘的影响。吸附试验结果表明，当萘、菲、芘的初始浓度分别为30.0、1.0、0.1 mg·L-1时，白腐真菌灭活菌对它们的吸附作用显著高于活菌，其最大吸附率分别为29.3%、38.2%、70.6%。降解试验结果表明，在培养前期，白腐真菌对萘和菲的降解能力很弱，而培养后期降解作用占总去除率的59.6%~77.3%。然而，白腐真菌对芘的累计降解率仅为28.8%。在吸附和降解的共同作用下，萘、菲、芘的去除率最终达到了46.9%、53.5%和73.7%。另外，发现Tween 80和Cu2+可以促进白腐真菌对PAHs的去除。当Tween 80浓度介于0.1~1.0 g·L-1时，萘和菲的去除率随Tween 80浓度的增加而增加，而芘的去除率随Tween 80浓度的增加而呈现先增加后降低的变化趋势。Tween 80不仅可以促进白腐真菌的生长，同时能提高漆酶活性。低浓度Cu2+（≤ 1.25 mmol·L-1）可以提高白腐真菌的漆酶活性，从而提高萘、菲、芘的去除率，且在Cu2+为0.25 mmol·L-1条件下的强化作用最为显著，分别比对照（无Cu2+）提高了77.3%、60.9%和23.2%。

• 江苏四个典型克氏原螯虾养殖区抗生素污染特征与生态风险评估

  余军楠,方昊,胡建林,王壮,丁程成,袁和忠,王瑟,崔益斌

  为揭示江苏克氏原螯虾养殖环境中抗生素的分布特征和污染现状，利用超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）调查浦口和盱眙两个地区4个典型养殖塘水和沉积物中抗生素的残留情况。共检出14种抗生素（包括4种大环内酯类、2种四环素类、4种喹诺酮类和4种磺胺类），除浦口两养殖塘水体中的CTC HCL、OFL和AZI（浓度分别为16.528~57.140 ng·L-1和9.803~47.400 ng·L-1），其他抗生素均以低浓度存在。抗生素浓度与水质指标的相关性分析结果表明，抗生素在水环境中的降解可能受水体富营养化、有机污染程度等水质状况的影响。基于RQs值对养殖环境中的抗生素进行风险评估，它们对生态系统中浮游动物的生长基本不会造成威胁；对藻类等浮游植物而言，浦口养殖水体中部分大环内酯类（SP、CTM）和喹诺酮类（OFL）抗生素具有中高度风险（0.161 ≤ RQs ≤ 2.92），盱眙养殖环境中目标抗生素生态风险较低（RQs ≤ 0.181）。研究表明，江苏（特别是盱眙）克氏原螯虾养殖水体中抗生素污染水平相对较低，但仍存在一定的生态风险。建议采取全面的抗生素控制措施，以保护水产养殖生态系统的健康。

• 天津市家庭农场养殖粪污耐药基因赋存特征及风险评估

  谷艳茹,韩秉君,黄继元,杨凤霞,张克强

  为了解家庭农场养殖粪污中抗生素耐药基因（ARGs）的赋存特征及潜在风险，本研究选取天津市蓟州区22家典型的家庭农场，采用实时荧光定量PCR方法，考察了不同种类畜禽粪污中ARGs的污染特征及其对周边农田土壤的影响。结果表明，磺胺类、四环素类、喹诺酮类和大环内酯类耐药基因在家庭农场畜禽粪污中普遍存在，且四环素类耐药基因tetO、tetQ、tetW和大环内酯类耐药基因ermB含量最为丰富，同时检出了blaOXA-1、blaTEM-1和blaampC等与人类健康密切相关的β-内酰胺类抗生素耐药基因（bla基因）。此外，还发现如下规律：相比于猪场和牛场，鸡场粪污中的ARGs污染程度更为严重；在不同生育阶段的猪群中，母猪粪污中的多数耐药基因相对丰度要显著高于仔猪和育肥猪（P<0.05）；畜禽粪肥施用可显著增加土壤环境中ARGs的丰度（约8~18倍）（P<0.05）。本研究表明，家庭农场畜禽养殖粪污中耐药基因污染严重且普遍，同时随着粪污还田进入土壤环境增大环境风险，最终可能会通过污染农作物危害人类健康，应引起高度重视。

• 水分含量对蓝藻堆肥腐熟及藻毒素含量的影响

  汪晶晶,邓威,方梦萦,李玉成,吴涓,张学胜,王宁

  为探索和优化开放环境中蓝藻堆肥的腐熟化、无害化处理工艺参数，以蓝藻为原料，菌渣和稻壳为调理剂进行好氧堆肥，研究了初始含水率为50%（W50%）、55%（W55%）和60%（W60%）的处理对堆肥腐殖化进程及微囊藻毒素（MC）降解速率的影响。结果表明：堆肥48 d后，各处理成品均已满足有机肥标准，种子发芽指数高于85%；3种含水量条件下，腐殖质含量分别下降23.16%、21.71%和19.50%；胡敏酸含量分别提高69.40%、60.58%和43.89%；富里酸含量分别下降50.30%、50.09%和40.36%；腐质化系数（胡敏酸/富里酸）分别为2.85、2.94和2.23，增幅为141.27%~240.81%。堆制48 d，MC-LR和MC-RR含量均低于1 μg·kg-1，降解率高于95%；各处理组中，MC-LR和MC-RR降解速率变化趋势相似，且MC-RR的降解速率高于MC-LR。研究表明，W50%和W55%处理有利于形成腐殖类物质，提高堆体腐熟度，W55%处理MC的降解效果最好。

• 围垦植稻对崇明东滩湿地产甲烷微生物的影响

  张鑫磊,宋怡轩,张洁,汪方圆,张耀鸿,贾仲君

  滨海湿地是CH4排放的重要自然源，受人类活动的影响较为强烈。本研究选择长江入海口崇明东滩自然湿地（光滩湿地和芦苇湿地）为对照，以空间代替时间变化，比较研究不同围垦年限（27、51、86年）的稻田耕作土壤产甲烷速率演替规律及其微生物数量变异特征。结果表明，围垦稻田的产甲烷速率平均值为13.8 ng CH4·g-1·d-1，是自然滩涂湿地的3.3倍，且随着围垦年限增加而显著增加。围垦稻田中产甲烷菌的mcrA基因拷贝数为1.101×108~1.443×108 copies·g-1，也随围垦年限增长而增加，比光滩湿地中的基因拷贝数高出一个数量级。光滩湿地产甲烷菌的相对丰度显著低于芦苇湿地和围垦稻田，围垦稻田中相对丰度值随围垦年限增长而显著增加。其中，H2/CO2营养型产甲烷菌的相对丰度随内陆方向和围垦年限增长而数量级水平增加，而甲基营养型产甲烷菌的相对丰度在光滩中最高，随内陆方向和围垦年限增长而数量级水平减小。各采样点中的乙酸营养型产甲烷菌相对丰度同处于一个数量级，其在3个围垦稻田中没有显著差异。相关性分析表明，产甲烷速率与H2/CO2营养型产甲烷菌丰度值呈显著正相关，而与甲基营养型产甲烷菌呈显著负相关。因此，围垦种稻的熟土作用促进了滨海湿地甲烷产生过程，H2/CO2营养型产甲烷菌数量的大幅增加是产甲烷速率升高的主控因素之一。

• 耕作方式与氮肥减施对黄褐土麦田土壤酶活性及温室气体排放的影响

  张志勇,于旭昊,熊淑萍,马新明,王小纯,刘洋,闫广轩,李永革

  为探明夏玉米秸秆粉碎还田后，不同耕作方式和氮肥减施对土壤酶活性及温室气体排放的影响，采用静态箱气相色谱法，以传统翻耕和常规施氮量为对照（PT+CN），测定并分析了免耕减氮（NT+LN）、免耕常规施氮（NT+CN）、旋耕减氮（RT+LN）、旋耕常规施氮（RT+CN）、翻耕减氮（PT+LN）对麦田土壤-作物系统温室气体排放的影响及其与土壤酶活性的关系。结果表明：土壤中脲酶和蔗糖酶活性均表现为0~20 cm高于20~40 cm土层，拔节期脲酶和蔗糖酶活性达到最高值。减少施氮量降低了土壤脲酶和蔗糖酶活性，其中以NT+LN处理土壤脲酶和蔗糖酶活性最低；不同处理小麦田均表现为CH4的汇和CO2与N2O的源。与对照相比，NT+LN、RT+LN、PT+LN、NT+CN、RT+CN处理的CH4平均吸收通量分别减少了25.57%、25.06%、18.03%、11.96%、11.61%，CO2和N2O平均排放通量分别降低了17.57%、12.28%、11.36%、10.24%、4.96%和34.05%、26.48%、20.60%、15.61%、3.02%；土壤脲酶与CH4排放通量呈负相关，与CO2、N2O排放通量呈正相关。蔗糖酶与0~20 cm土层的CH4排放呈显著负相关，与N2O排放呈显著正相关，但20~40 cm土层的蔗糖酶活性与温室气体排放通量相关性不显著。综上所述，在秸秆还田、减少化肥用量、提倡固碳减排的背景下，旋耕减氮处理是在保持较高土壤酶活性的同时减少农田温室气体排放的最优组合。

• 不同质地黑土净氮转化速率和温室气体排放规律研究

  郎漫,李平,魏玮

  为探讨黑龙江省半干旱地区不同质地黑土的净氮转化速率和温室气体排放规律，以壤砂土和粉壤土为研究对象开展室内培养试验，对土壤净硝化速率和净矿化速率、N2O和CO2排放速率与累积排放量进行研究。结果表明：7 d培养期间壤砂土的平均净矿化速率和CO2平均排放速率分别为0.49 mg N·kg-1·d-1和0.30 mg CO2-C·kg-1·h-1，显著低于粉壤土的平均净矿化速率（1.37mg N·kg-1·d-1）和CO2平均排放速率（0.47 mg CO2-C·kg-1·h-1）。壤砂土的平均净硝化速率和N2O平均排放速率分别为1.65 mg N·kg-1·d-1和212.6 ng N2O-N·kg-1·h-1，显著低于粉壤土的5.02 mg N·kg-1·d-1和521.3 ng N2O-N·kg-1·h-1。壤砂土和粉壤土的N2O排放比率分别为0.081%~0.301%和0.210%~0.254%。研究表明，土壤质地显著影响土壤净氮转化速率和温室气体排放，壤砂土较低的pH、有机碳和水溶性有机碳含量是导致其净硝化速率、净矿化速率以及N2O、CO2排放速率显著低于粉壤土的主要原因。

• 农药草铵膦产污系数研究

  迮晓慧,王娜,苑文凯,郭欣妍,施玛丽,单正军

  产污系数的研究是第二次全国污染源普查的基础之一。本文选取了两家以格氏工艺生产草铵膦农药原药的企业进行采样和调查，基于废水实测法和废气物料衡算法进行个体产污系数与品种产污系数核算，分析了两家企业产污差异的影响因素。结果表明：企业A的个体产污系数为化学需氧量1.09×106 g·t-1、氨氮969 g·t-1、总氮2.10×103 g·t-1、总磷750 g·t-1、挥发性有机物1.59×103 kg·t-1；企业B的个体产污系数为化学需氧量2.34×106 g·t-1、氨氮53 g·t-1、总氮795 g·t-1、总磷124 g·t-1、挥发性有机物335kg·t-1；品种产污系数为化学需氧量1.73×106 g·t-1、氨氮499 g·t-1、总氮1.43×103 g·t-1、总磷429 g·t-1、挥发性有机物748 kg·t-1。通过对两家企业产污系数影响因素的深入分析，发现原辅料的使用与投用量、有机溶剂和设备的使用不同是导致产污水平差异的主要因素。