农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2020年第5期

• 养殖废弃物堆肥中抗生素和抗性基因的降解研究

  宋婷婷,朱昌雄,薛萐,李斌绪,张治国,李红娜

  抗生素的滥用及排放会造成细菌产生耐药性以及抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes，ARGs）的传播和扩散。畜禽粪便是导致环境中抗生素污染的主要来源之一。本文综述了四环素类、大环内酯类、喹诺酮类、β-内酰胺类、磺胺类和氨基糖苷类等在水土环境中广泛存在的抗生素及其环境残留水平和对动植物、微生物的影响，分析了当前利用堆肥技术降解畜禽粪便中抗生素和ARGs效果及机制的研究情况。总结得出，猪粪中抗生素残留量最高，其中四环素类残留量为1390~354 000 mg·kg-1，磺胺类170.6~89 000 mg·kg-1，氟喹诺酮类411.3~1 516.2 mg·kg-1，硝基呋喃类85.1~158.1 mg·kg-1，大环内酯类1.4~4.8 mg·kg-1。堆肥对大部分抗生素具有好的降解效果，其中四环素类抗生素降解率为62.7%~99%，磺胺类为0~99.99%，对大环内酯类几乎可以完全降解，但是，堆肥无法降解喹诺酮类抗生素。养殖废弃物堆肥过程中，ARGs的降解情况同样因抗生素种类和堆肥方式而不同。已有的研究表明，除大环内酯类ARGs外，堆肥对其他ARGs均具有有效的降解效果，降解率为50.03%~100%。堆肥初期的优势菌门是厚壁菌门、放线菌门、变形菌门和拟杆菌门；堆肥结束后放线菌门成为最优势菌门。初始抗生素的浓度不影响堆肥结束时微生物的群落组成。温度和pH是影响抗生素降解的最主要因素，而ARGs的降解效果主要受温度影响。

• 页岩气压裂返排液对小麦生长及生理特性的影响

  李炎,徐敏,许瑶,田冬梅,伍钧

  为了探究页岩气开采产生的压裂返排液对农作物的影响，以冬小麦为材料，探究了小麦3个不同关键生育期（播种期、分蘖期、抽穗期）施入压裂返排液对小麦生长及旗叶、根部生理特性的影响。结果表明：随着返排液浓度升高，小麦株高、生物量、产量总体呈下降趋势，光合作用及抗氧化酶活性均呈先升高后降低的趋势，可溶性糖含量显著降低。播种期、分蘖期、抽穗期施入返排液浓度分别为≥50、50、150 g·kg-1时，小麦株高显著降低；返排液浓度分别为≥200、150、200 g·kg-1时小麦生物量明显降低；返排液浓度分别为≥200、150、100 g·kg-1时，小麦产量、光合作用及抗氧化酶活性明显降低。研究表明，高含量的有机物及盐分离子是压裂返排液中的主要污染物。在播种期、分蘖期、抽穗期返排液泄漏进入农田土壤的浓度分别为≥200、150、100 g·kg-1时，返排液通过诱导小麦氧化应激反应进而影响光合作用及植物生长，其中返排液于抽穗期进入土壤对小麦影响最大。

• 去电子水灌溉对冬小麦生长及其水分利用的影响

  王艳会,赵国庆,王全九,王力

  为探究去电子水灌溉对冬小麦生长及其水分利用的影响，选取关中平原典型灌区为研究区开展大田试验。以冬小麦“小偃22号”为供试作物，设置不同的灌水类型（普通水与去电子水）和灌溉量水平（60、120、180 mm与240 mm），分阶段对冬小麦的生长指标与光合指标进行测定，分析冬小麦的耗水特性、土壤水分变化状况及水分利用效率。结果表明，同一灌溉量水平（180 mm）下，与普通水灌溉相比，去电子水灌溉的冬小麦生长速率更快，同时耗水量较高，其籽粒产量与水分利用效率亦显著提高了17.8%与15.1%；与0 mm灌溉相比，去电子水灌溉的冬小麦增产46.9%，高于普通水灌溉处理（24.7%）。去电子水不同灌溉量处理中，灌溉量为180 mm时冬小麦的籽粒产量与水分利用效率均最高。因此，可以将去电子水灌溉180 mm作为关中平原冬小麦高效用水和高产的较优灌溉方案。

• 土壤外源钒施加对玉米中钒积累、亚细胞分布和非蛋白巯基含量的影响

  侯明,霍岩,张志专,韦明奉

  本研究旨在探讨玉米对钒（V）的耐受性机制及富集机理。采用差速离心法和DTNB[5，5'-二硫代双（2-硝基苯甲酸）]比色法，研究了不同V浓度（0、100、200、300、500 mg·kg-1）胁迫下，V在玉米中的积累、亚细胞分布和非蛋白巯基物质对V胁迫的响应。结果表明，V在玉米各部位中积累顺序为：根 > 叶 > 茎 >> 子实，其中74.8%~95.6%的V富集于根部。随着V胁迫浓度的增加，V的富集系数（BF）从0.061增加到0.306，而转运系数（TF）从0.336下降到0.108，从而降低了过量V对玉米茎叶的毒性。V主要积累于植物亚细胞组分的细胞壁（F1）和可溶性组分（F4）中，两者在茎叶中占总累积量的60.76%~75.75%，在根中占总累积量的82.66%~87.02%。土壤中一定的V浓度（V≤300 mg·kg-1）可促进玉米幼苗体内非蛋白巯基（NPT）和植物螯合肽（PCs）的合成，植物也通过消耗谷胱甘肽（GSH）来合成植物螯合肽（PCs），从而降低V的毒性。因此，玉米幼苗抗V毒性的机制包括细胞壁沉积和重金属分区，以及非蛋白巯基化合物的合成。

• 黄瓜幼苗对微塑料和镉污染的生理响应

  李贞霞,李庆飞,李瑞静,赵亚非,耿佳慧,孙涌栋,周俊国,王广印

  为研究农田土壤中微塑料和镉污染对黄瓜（Cucumis sativus L.）幼苗的生理效应，以两种不同粒径的聚氯乙烯微塑料A（粒径： <18 μm）和B（粒径： 18~150 μm）及20 mg·kg-1的镉为试材，探讨微塑料与镉污染对黄瓜幼苗根系和叶片生理特性的影响。结果表明，微塑料A和B能够缓解镉污染对黄瓜根系活力的影响；微塑料A显著降低了黄瓜幼苗总根长，但对根直径无显著影响。微塑料A、B和镉的复合污染对黄瓜叶片SOD和H2O2的影响无叠加效应，反而呈现中和效应；微塑料B可以改善镉污染对黄瓜叶片MDA的影响。微塑料粒径不同，其对黄瓜叶片光合色素和光合荧光参数的影响也不同；微塑料A可以显著改善镉污染对黄瓜叶片类胡萝卜素的影响；微塑料B处理的黄瓜叶片对光能的吸收和耗散能力都高于微塑料A处理；微塑料B与镉的复合污染降低了黄瓜叶片对光能的耗散能力，但增高了其对光能的捕获能力。灰色关联度分析表明微塑料A和B对生理指标的影响与镉不同，镉与生理指标H2O2的关联度大；但微塑料A和B与光合作用相关的生理指标关联度大。本研究为农田土壤微塑料与镉污染的生态风险评价提供依据。

• 硒与丛枝菌根真菌对镉胁迫下人参菜生长及品质的影响

  仰路希,谢永东,贺忠群,严文一

  采用盆栽试验，通过土壤中添加硒（Se）和接种丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF），研究镉（Cd）胁迫下人参菜生长、品质、矿质元素及Cd、Se积累的变化规律。结果表明： Cd胁迫抑制了人参菜生长，降低了其品质，Cd在人参菜内大量积累。单独施Se、单独接菌和Se菌交互处理提高了人参菜的株高、茎粗、根长、植株分支数及生物量。维生素C、总黄酮、总酚含量显著增加，人参菜品质得到改善。人参菜中钙（Ca）、铜（Cu）和锌（Zn）含量增加，但镁（Mg）、铁（Fe）未受影响。单独施Se、单独接菌和Se菌交互处理降低了人参菜根系对Cd的吸收，抑制了Cd向地上部的转运，叶片中Cd含量较Cd处理分别降低了41.94%、70.50%和72.28%。综合来看，土壤施Se和接菌均能促进Cd胁迫下人参菜的生长，提高其品质，降低其可食用部位中Cd含量，尤以Se菌交互处理效果最佳。

• 土壤和茎基部镉含量对稻米镉污染风险的影响

  黄永春,张长波,任兴华,王培培,王常荣,刘仲齐

  为了探讨影响稻米镉（Cd）污染风险的关键因素，通过分析土壤总Cd和有效态Cd含量在不同海拔高度和季节间的变化，对降低稻米Cd超标风险的科学分类方法进行了比较研究。结果表明，海拔高度、水稻生长季节和深层土壤Cd含量等因素对耕层土壤Cd污染程度均有显著影响，低海拔地区的土壤Cd含量显著高于高海拔地区。深层土壤（40~60 cm）的Cd含量比较稳定（0.11~0.60 mg·kg-1），耕层土壤（0~20 cm） Cd含量波动很大（0.22~1.78 mg·kg-1）。耕层土壤Cd总量和有效态Cd含量高度线性相关，但对低Cd稻米（Cd≤0.2 mg·kg-1）的分布频率没有显著影响。随着土壤Cd含量的增加，中Cd稻米（0.2 mg·kg-10.8 mg·kg-1）的发生率显著增加，导致稻米的超标风险急剧增加。在海拔高度为26~90 m的平原和岗地，稻米Cd含量和产地的海拔高度显著负相关，低海拔地区有效态Cd含量明显高于相邻的高海拔地区。根系和茎基部的Cd含量与稻米的Cd含量显著正相关，当茎基部Cd含量9.0 mg·kg-1时，稻米Cd含量几乎都在0.8 mg·kg-1以上。由此可见，以容易受农事活动和生态因素影响的耕层土壤Cd含量为依据对水稻产区进行分类，不能有效控制稻米Cd含量超过0.2 mg·kg-1的风险；以茎基Cd含量为依据进行稻田分类，可以有效降低稻米Cd超标的风险。

• 不同土壤镉提取方法预测稻米富集镉性能评估

  鄂倩,赵玉杰,刘潇威,李志涛,张闯闯,孙杨,周其文,梁学峰,王海华

  为筛选土壤镉（Cd）有效态提取方法并建立其与稻米Cd污染之间的累积模型，采用大田协同采样方式收集了土壤-水稻140对样品，分别研究了土壤Cd总量及土壤溶液Cd含量和化学浸提（醋酸HAc、复合有机酸、乙二胺四乙酸EDTA、CaCl2）、梯度扩散薄膜（DGT）技术提取的Cd含量与水稻糙米Cd含量的相关性，以评估不同提取方法预测稻米Cd累积模型的可行性。结果表明，研究区所在的长株潭地区存在较为明显的土壤及稻米Cd污染风险，EDTA提取Cd含量与土壤Cd总量显著正相关，模型拟合决定系数R2达到0.908 4，以总量预测稻米Cd污染存在37.2%~39.8%的误判率，0.01 mol·L-1 CaCl2提取的土壤Cd有效态含量存在明显的适用范围限制，在0.04~0.13 mg·kg-1范围内，效果明显差于其他数据区域，模型决定系数R2仅为0.006。DGT技术能较好地预测稻米对Cd的吸收富集性能，且能区分土壤库供给能力差异对稻米富集Cd的影响，与传统化学浸提方法比较，DGT技术提取的土壤Cd有效态含量与稻米Cd含量具有更好的相关性（R2=0.585 4，0.900 9），是预测稻米富集Cd较为理想的土壤有效态提取方法。

• 基于PCA和地统计的西南烟田土壤重金属源解析

  伍海闻,罗婷,马瑾,黄成毅,李位波,陈俊朴

  为定性、定量地分析西南某地区烟田土壤中重金属污染来源及源贡献得分的空间分布特征，用四分法采集研究区内256个表层土壤样品，利用数理统计方法[相关性分析、主成分分析（PCA）和PMF受体模型]，定量分析研究区域内Cd、Hg、Ni、Pb和Zn重金属的来源；并结合地统计方法对PMF得到的三种源的成分因子贡献率进行克里格空间插值，验证数理统计源解析结果。结果表明：重金属Hg、Pb、Ni、Zn的平均值（0.19、41.99、38.43、106.66 mg·kg-1）均未超过农用地质量标准的风险筛选值（1.80、90.00、70.00、200.00 mg·kg-1），Cd的平均浓度（0.66 mg·kg-1）与当地背景值（0.66 mg·kg-1）持平，但超过了该金属对应的农用地风险筛选值（0.30 mg·kg-1），此外，Cd和Hg的空间变异性（81.21%、84.21%）较大，在土壤中积累较明显；数理统计分析可得，五种重金属归因为三个主要来源，其中Pb、Ni和Zn主要来源于交通源，Cd主要来源于成土母质自然源，Hg主要来源于工业源；地学统计分析表明，PC1（Pb、Ni和Zn）主要积累在研究区交通量多的东部地区，PC2（Cd）分布较为均匀，PC3（Hg）主要积累在研究区工矿业密集的东北和东南方向。研究区烟田土壤中重金属整体污染程度较轻，但需要对Hg和Cd采取适当措施降低其风险，多元统计与地统计学的结果相印证土壤中重金属的来源主要是工矿业开采、交通和地质背景，受体模型与地质统计学相结合，可以有效地估计土壤中重金属的来源及分布。

• 长期施用生物炭对土壤中Cd吸附及生物有效性的影响

  张莹,吴萍,孙庆业,孙倩,汪玉,王慎强,王玉军

  考察了Cd在长期施用生物炭农田土壤上的吸附及解吸过程，并结合大田试验稻麦轮作结果探究了长期施用生物炭对土壤中Cd有效性的影响。实验结果表明，与对照农田土壤相比，生物炭的施入量越高，土壤对Cd的吸附固定能力越强，这主要是由于生物炭的加入可显著增加农田土壤的pH、阳离子交换量（CEC）和有机质含量。大田数据显示生物炭可降低土壤中Cd的有效性，抑制土壤中的Cd向稻麦中迁移。

• 蜀葵-胶质芽孢杆菌联合修复土壤镉污染

  赵胤,龙月,潘远智,苟静,吴骞里,周蛟,邬梦晞,刘柿良

  为探究胶质芽孢杆菌对蜀葵修复土壤Cd污染能力的影响，采用盆栽试验，以蜀葵为供试植物，研究了25 mg·kg-1 Cd胁迫下施用3、6、9 g·kg-1的胶质芽孢杆菌对蜀葵生物量、Cd积累量、根际土壤有效态Cd含量和根际土壤酶活性的影响。结果表明： 25 mg·kg-1 Cd胁迫下，施用6 g·kg-1胶质芽孢杆菌可显著提高蜀葵根、茎生物量（P<0.05），总生物量相比单一Cd处理提高了33.6%~73.2%；施用3、6、9 g·kg-1的胶质芽孢杆菌，蜀葵整株Cd积累量是单一Cd处理的1.64、2.89、1.69倍，蜀葵根际土壤有效态Cd含量分别上升4.8%、13.1%和8.5%。25 mg·kg-1 Cd胁迫下施用胶质芽孢杆菌后，蜀葵根际土壤脲酶、蔗糖酶活性随施用浓度增加而升高，且处理间差异显著（P<0.05）；脱氢酶活性在施用3 g·kg-1和6 g·kg-1胶质芽孢杆菌下活性显著增强（P<0.05）；多酚氧化酶活性随施用胶质芽孢杆菌浓度上升而持续减弱且变化显著（P<0.05）。研究表明，25 mg·kg-1 Cd处理下施用6 g·kg-1胶质芽孢杆菌可有效提高蜀葵修复土壤Cd污染的能力，蜀葵-胶质芽孢杆菌联合修复土壤Cd污染具有一定应用潜力。

• 苎麻对农田土壤中汞、镉的吸收累积特征研究

  刘冲,赵玲,李秀华,傅赵聪,刘方,滕应

  为了评价非食用性经济植物苎麻对农田土壤中汞、镉的累积修复效果，本研究采集了46个种植于某汞矿区周边的汞、镉复合污染农田土壤的苎麻样品，分析了苎麻及对应土壤样品中汞、镉含量，计算了苎麻对汞、镉的累积系数和转运系数。结果表明：汞在苎麻根、秆、皮和叶中的含量分布为58.02~136.97、60.6~560.45、113.26~3 860.51、446.1~1 686.3 μg·kg-1；镉在苎麻根、秆、皮和叶中的含量分布为10.1~1 527.8、7.17~1 203.63、11.57~1 838.14、77.12~842.41 μg·kg-1。麻皮和麻叶中的汞含量明显高于根部；而镉较均匀分布在苎麻的根部、麻秆、麻皮及麻叶。汞和镉在对应土壤中含量分布为0.381~9.040 mg·kg-1和0.131~7.814 mg·kg-1。苎麻地上部对汞的累积系数范围为0.017~4.826，转运系数范围为0.583~22.595，苎麻地上部对镉的累积系数范围为0.011~3.725，转运系数范围为0.055~16.175。麻皮的汞累积系数明显高于根部和麻秆；而苎麻各部位的镉累积、转运系数无明显差别。土壤中的DOC含量上升会导致苎麻麻秆、麻皮中汞含量的下降，土壤pH的下降会促进苎麻的麻秆、麻皮两个部位对镉的吸收累积。

• 太湖典型地区雨养麦田的径流发生时间特征

  严磊,薛利红,侯朋福,徐德福,何世颖,俞映倞,杨林章

  明确农田径流发生的时间特征对因时因地制定径流养分削减策略具有重要意义。本文基于太湖流域典型地区（苏州、无锡、溧阳、湖州） 60 a历史降水时序变化和12 a正常气象年份田间径流实际发生的时间特征，分析了太湖流域雨养麦田的径流发生时间特征。结果表明，太湖地区年均降水量和小麦生长季均值降水量分别为1 164.8 mm（657.7~1 643.7 mm）和514.6 mm（207.3~742.8 mm）。除个别年份，年降水距平百分率基本在±25%左右变化（正常）。剔除偏涝年和偏旱年后的小麦生长季降水概率和日均降水量月度时序变化均表现为先下降后升高的趋势，12月降水概率和日均降水量均最低。从小麦生长季12 a径流发生时间统计结果来看，2月（19.05%）和3月（18.10%）径流发生次数占比较高，12月（16.19%）、4月（13.33%）和5月（15.24%）径流发生次数的占比相当。不同年份驱动径流发生的实际最小降水量为8.1~19.4 mm，径流发生概率与降水发生概率变化并不完全一致。结果表明，太湖地区雨养麦田驱动径流发生的最小降水量范围为8.1~19.4 mm，2月和3月是径流发生的高风险期，12月、4月和5月是次高风险期，径流发生概率与降水发生概率变化并不完全一致。

• 白洋淀近30年水质时空变化特征

  王欢欢,白洁,刘世存,田凯,赵彦伟,李春晖

  运用综合污染指数法、累积距平法、Mann-Kendall检验法、分层聚类法，研究了白洋淀水质时空变化特征。结果表明：白洋淀近30年（1988—2016年）综合污染指数呈现波动变化，2015年水质最差，水质平均污染指数（WQI）达2.229；在年内变化上，综合污染指数7月最高，2月最低，夏季 > 秋季 > 春季 > 冬季，且TN污染指数最高；在空间分布上，南刘庄所在的西北部淀区水质最差，其次是东部和南部的光淀张庄、枣林庄、圈头、端村、采蒲台，北部的王家寨、烧车淀水质较好。

• 白洋淀生态环境变化及影响因素分析

  刘世存,王欢欢,田凯,赵彦伟,陈家琪,李春晖

  为明确白洋淀生态环境变化，归纳总结了其水文、水量、水质、水生生物和景观格局变化，采用相关性分析法和曲线回归法分别分析了各生态环境要素的相关性与生态环境退化的影响因素。结果表明：白洋淀入淀水量逐年减少，蒸发量增加，水质下降，水生生物种类和数量减小，湿地景观向非湿地景观转化的比例增大，景观破碎化程度增加；水文要素、水质与水生生物之间存在一定相关性，流域用水增加及气候变化共同导致的入淀水量减少，是水质下降、湿地面积减少和浮游动物种类减少的重要影响因子。未来应加强生态补水，优化流域社会经济发展，推进流域水污染深度治理，实施湿地生态修复与连通性建设，改善生态环境状况。

• 流域水环境承载力评价——以白洋淀流域为例

  白洁,王欢欢,刘世存,田凯,赵彦伟,李春晖

  流域水环境承载力评价可为流域生态环境治理提供重要依据。以白洋淀流域为例，建立包括水资源、水环境和水生态三要素、共16个指标的水环境承载力评价指标体系与标准，提出基于层次分析法和熵值法的指标权重确定方法以及基于可变模糊识别模型的评价方法，对近20年水环境承载力进行计算与评价。结果表明： 1998—2017年白洋淀流域水环境承载力的综合特征值由1.84增加到3.16，水环境承载力呈上升趋势，1998—2012年属较低承载区间，2013—2017年属中等承载区间；从各要素看，水资源和水环境要素的特征值由1.18、1.92分别增加为2.72、3.36，均呈增加趋势，水生态要素的特征值由3.44下降为2.31，呈下降趋势。未来应在推进水污染控制、水资源节约利用的基础上，重点关注水生态的保护、修复。

• 生态补水驱动下白洋淀生态系统服务演变趋势

  杨薇,孙立鑫,王烜,闫胜军,赵彦伟

  自20世纪八九十年代以来水利部、河北省先后开展了近50次生态补水，成为缓解白洋淀水位下降、减少生态空间萎缩和修复生态系统功能的重要措施。为进一步揭示补水措施对淀区生态系统服务功能的影响，基于白洋淀1991、1996、2005年和2015年4期遥感数据，利用InVEST模型和市场价值法对白洋淀碳储量、栖息地质量、物质生产和文化4种服务功能进行了时空分布定量评估。研究结果显示，受多重人类活动和气候变化等影响，芦苇草地和水域面积占比下降20%，且深水区面积占比显著减少；研究期内白洋淀栖息地质量平均得分从20世纪90年代的0.63下降到2015年的0.49，下降趋势显著；平均碳密度1991—2005年稳定在32.33 t·hm-2左右，但2015年下降到30.23 t·hm-2，与芦苇草地面积减少有关；物质生产和文化功能均随着时间变化呈现较明显的增加趋势。总生态系统服务平均得分从20世纪90年代的0.80~0.82，逐步增加到2005年的0.93，到2015年降低到0.79。从整体上看，白洋淀生态补水工程在一定程度上维护了其生态系统服务功能，但生态服务的高值区域斑块化更为明显。未来可进一步深化白洋淀生态系统服务对补水策略的动态响应和权衡模式研究，科学支撑湿地生态水利管理决策。

• 杨庄煤矿区农田塌陷水域多介质OCPs污染特征及生态风险研究

  周晓芳,高良敏,陈晓晴,查甫更,王新富

  为研究采煤活动影响下农田塌陷水域有机氯农药（OCPs）的污染特征及潜在生态风险，使用GC-MS对淮南潘一矿的杨庄农田塌陷区水体和底泥中的OCPs特征污染物六六六（HCHs）及滴滴涕（DDTs）进行质量浓度测定，利用ArcGIS进行OCPs分布特征及来源研究，并选择共识沉积物质量基准法（CB-SQGs）对潜在生态风险进行分析。结果表明：杨庄沉陷区溶解态ΣOCPs质量浓度范围为72.06~218.89 ng·L-1，均值为167.32 ng·L-1；悬浮态和沉积态ΣOCPs范围为199.35~405.04 ng·g-1dw和24.34~1 247.32 ng·g-1dw，均值为277.07 ng·g-1dw和238.78 ng·g-1dw；悬浮态和沉积态OCPs质量浓度自上游向下游方向随水流呈削减趋势；杨庄塌陷水体中HCHs主要来自于林丹，DDTs主要来自于农业三氯杀螨醇；溶解态OCPs低于国家Ⅲ类水质标准限额，处于低生态风险水平；悬浮态和沉积态OCPs处于中高生态风险水平，其中沉积态OCPs毒性发生率略低于悬浮态OCPs毒性发生率。

• 生物滴滤塔/景观滤床工艺高效处理农村污水

  刘梦雪,曾非凡,文红平,林学明,杨小明,任宗玲,李永涛,张振

  农村生活污水处理对于改善农村人居环境具有重要意义。本研究通过“小试-中试-工程应用”尺度下一系列试验研究，探索出一套新型高效生物滴滤塔/景观滤床污水净化工艺（ETF/LBb）。通过小试吸附和挂膜试验筛选合适的填料，以实验室模拟生活污水，进行处理规模为1 m3·d-1的生物滴滤池改良优化中试试验，继而以学生宿舍区真实生活污水开展处理规模50 m3·d-1的ETF/LBb工艺的工程应用试验。小试结果表明：由工业及建筑废料改性而成的除磷填料和除氮填料具有较强的氮磷吸附能力，对NO3-和PO43-的饱和吸附量分别为1.0 mg N·g-1和2.3 mg P·g-1，泥岩填料具有较好的微生物挂膜能力。中试结果表明：除磷填料、除氮填料和泥岩在同一条件下对生活污水中的NH4+、CODCr、TP、TN的去除率在88.9%、89.9%、67.8%、61.52%以上。工程应用试验结果表明：处理后的生活污水可以稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A排放标准，工艺运行费用<0.10元·m-3·d-1。ETF/LBb工艺具有造价低、污水处理效率高和节省人工等特点。

• 鸡粪除臭菌的分离筛选及除臭效果分析

  李玥,李成成,李静,张潇月,张紫薇,黄议漫,刘浩,罗鸿,张小平,赵珂

  以鸡粪堆肥为材料，筛选高效除臭菌株并构建复合菌系，为鸡粪的无害化处理提供具有除臭功能的菌种资源。首先，采用驯化富集法、平板稀释法、产气试验、除氨试验、除硫化氢试验以及纤维素降解试验筛选出鸡粪堆肥中的除臭菌；其次，通过16S rRNA基因测序鉴定菌株；最后，通过拮抗试验构建除臭菌系。研究分离得到5株具有除臭功能的菌株，分属于芽孢杆菌属（MS03，Bacillus sp.）、贝莱斯芽孢杆菌（MS07，Bacillus velezensis）、耐寒短杆菌（MS11，Brevibacterium frigoritolerans）、木糖葡萄球菌（MS42，Staphylococcus xylosus）和变异棒杆菌（MS82，Corynebacterium variabile）。复合菌系C2（MS03+MS07）和C4（MS03+MS82）的综合除臭率均高于60%，且明显高于单株菌株及其他复合菌系。研究表明，这两个由不同除臭菌组合而成的复合菌系在无害化处理鸡粪方面具有较大的潜力和应用前景。

• 秸秆生物炭配施沼液对土壤有机质和全氮含量的影响

  郑健,李欣怡,马静,马彪,王燕,王磊

  为增加沼液中养分在土壤中的滞留量，提高沼液利用效率，本文采用室内土柱试验，研究了不同生物炭混掺量（CK、0.5%、1.0%、2.0%）、生物炭混掺厚度（0、5、10、15、20 cm）和土壤容重（1.30、1.35 g·m-3）对土壤有机质和全氮含量的影响。结果表明：土壤容重相同时，土柱入渗液渗出速率随生物炭混掺量和混掺厚度的增加而增大；土壤容重不同时，1.35 g·cm-3土壤土柱入渗液渗出速率小于1.30 g·cm-3土壤，土壤有机质和全氮含量均呈1.30 g·cm-3土壤容重小于1.35 g·cm-3土壤容重；土柱内有机质和全氮含量随生物炭混掺量增大而逐渐增加，生物炭混掺量为2.0%时对土壤有机质和全氮含量影响最大；土柱内有机质含量随生物炭混掺厚度增大而逐渐增加，生物炭混掺厚度为20 cm时对土壤有机质含量影响最大，而全氮含量在土壤容重为1.30 g·cm-3、混掺厚度10 cm时影响最显著，土壤容重为1.35 g·cm-3、混掺厚度15 cm时效果较为显著。研究表明生物炭配施沼液时土壤有机质和全氮含量受生物炭混掺厚度、混掺量和土壤容重综合作用的影响。

• 不同氮钾水平及氮形态差异对土壤氨挥发和氧化亚氮排放的影响

  夏淑洁,刘闯,袁晓良,李俊雅,李林洋,张润琴,李志国

  研究不同氮钾用量下土壤氨（NH3）挥发和氧化亚氮（N2O）排放，为确定氮钾肥合理施用和大气环境保护提供理论依据。盆栽实验共9个处理： N0K0、（NO3--N）50K35、（NO3--N）50K80、（NO3--N）100K35、（NO3--N）100K80、（NH4+-N）50K35、（NH4+-N）50K80、（NH4+-N）100K35、（NH4+-N）100K80。分别采用静态箱法和通气法采集N2O和NH3。氮肥显著增大了N2O的排放通量和累积排放量以及NH3的挥发速率和累积排放量。N2O的平均排放通量和累积排放量从不施肥处理的15.8 μg·m-2·h-1和0.17 mg·kg-1增加到氮肥用量100 mg·kg-1时的45.6 μg·m-2·h-1和0.57 mg·kg-1。NH3挥发速率和累积排放量在氮肥用量为100 mg·kg-1时达到最大，分别为1.5 kg·hm-2·d-1和4.18 mg·kg-1。铵态氮为氮源的各处理N2O排放通量和累积排放量以及NH3挥发速率和累积排放量均高于以硝态氮为氮源的各处理。钾肥显著增大了NH3挥发速率和累积排放量，但在低氮水平下，钾肥显著降低N2O排放通量和累积排放量。化学氮肥施用量的增加是NH3挥发和N2O排放增加的主要因素，与硝态氮肥相比，铵态氮肥更易于NH3和N2O的排放。增施钾肥显著增大土壤NH3挥发速率和排放量，但降低了土壤N2O的排放通量，显著减少了整个生长季节N2O的累积排放量。

• 黄腐酸钾对植烟土壤氮素转化及N2O排放的影响

  李青山,王德权,高政绪,杜传印,管恩森,程谊,王慎强

  为了探究黄腐酸钾对植烟土壤氮素转化以及N2O排放的影响，采用实验室静态培养的方法，通过氮肥配施不同量黄腐酸钾来探究黄腐酸钾对植烟土壤氮转化以及N2O排放的影响。试验设置5个处理： CK，硝酸铵（200 mg N·kg-1，下同）；T1，硝酸铵+2.5 g·kg-1黄腐酸钾；T2，硝酸铵+5 g·kg-1黄腐酸钾；T3，硝酸铵+10 g·kg-1黄腐酸钾；T4，硝酸铵+15 g·kg-1黄腐酸钾。结果表明：与CK处理相比，添加黄腐酸钾显著降低了土壤中的无机氮含量；当黄腐酸钾添加量≥10 g·kg-1时，土壤中可溶性有机氮含量显著增加；T1、T2、T3、T4处理的净矿化和硝化速率随黄腐酸钾添加量的增加而减小，且均显著小于CK处理（P<0.05）；添加黄腐酸钾显著提高了N2O和CO2的排放速率和累积排放量（P<0.05），N2O和CO2累积排放量随黄腐酸钾添加量的增大而增大。另外，N2O累积排放量与CO2累积排放量之间存在显著的正相关关系（R2=0.97，P<0.001）。分析表明，添加黄腐酸钾促进了微生物对氮素的净同化作用，能够显著降低土壤中的无机氮含量。另外，添加黄腐酸钾也刺激了反硝化作用，提高了N2O累积排放量。CO2累积排放量可作为量化N2O累积排放量的辅助指标。

• 不同作物农田的土壤呼吸与高光谱的关系

  姚雪雯,陈书涛,王君,邓熙茗,张婷婷,胡正华

  为研究种植不同作物的农田土壤呼吸与高光谱植被指数的关系，选取3种典型夏熟作物冬小麦、油菜籽、蚕豆，于2018年10月至2019年5月进行田间随机区组试验，观测土壤呼吸、土壤温度、土壤湿度的季节动态，并观测NDVI（归一化植被指数）、DVI（差值植被指数）、RVI（比值植被指数）、EVI（增强植被指数）、PRI（光化学植被指数） 5种高光谱植被指数和叶绿素SPAD值。结果表明：冬小麦、油菜籽、蚕豆田土壤呼吸季节平均值分别为1.78±0.15、1.35±0.27、1.61±0.22 μmol·m-2·s-1，冬小麦田土壤呼吸显著高于油菜籽田（P0.05）。冬小麦田土壤呼吸残差（基于温度指数方程的模拟值与实测值的差值）与NDVI、RVI、EVI、PRI、SPAD值均存在显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）的相关关系，蚕豆田土壤呼吸残差与NDVI、DVI、RVI、EVI、PRI均存在极显著（P<0.01）相关关系，而油菜籽田土壤呼吸残差与上述植被指数均不存在显著的相关关系，这可能与油菜籽3—4月份花期叶片退化有关。在冬小麦和蚕豆田，可分别建立基于土壤温度、NDVI、RVI、PRI、SPAD值以及土壤温度、RVI的土壤呼吸模型，而油菜籽田土壤呼吸的季节变化仅与土壤温湿度和SPAD值有关。

• 深松秸秆还田措施对东北黑土土壤呼吸及有机碳平衡的影响

  刘平奇,张梦璇,王立刚,王迎春

  针对我国东北黑土深松结合秸秆还田措施对土壤呼吸变化特征影响不清晰、土壤有机碳平衡不确定的问题，以东北典型黑土区——绥化市青冈县为例，开展了田间原位监测试验，研究了不同深松深度（深松25 cm、深松35 cm）结合不同秸秆还田（秸秆还田、秸秆不还田）处理对土壤呼吸（包括根呼吸）和土壤有机碳平衡的影响。结果表明：不同田间管理条件下，土壤呼吸速率呈现“先升高，后降低”，在7月中旬至8月初呼吸速率达到峰值的变化特征；各个生育期土壤累积呼吸量对总呼吸的贡献有所差别，其中以春玉米拔节期和吐丝期土壤呼吸对总呼吸贡献最大，分别占35.3%~41.2%和25.9%~31.9%。与农民习惯处理（不深松、秸秆不还田，FP）相比，深松结合秸秆还田处理提高了土壤呼吸速率并显著提高土壤呼吸累积量53.2%~108.0%（P<0.05）；FP处理土壤有机碳表现为入不敷出，土壤有机碳平衡值为-647 kg C·hm-2。单独深松处理（T1）土壤有机碳平衡表示为碳亏损，碳支出比FP高102.3%，有机碳损失最严重。单独秸秆还田处理（T2）、深松25 cm+秸秆还田处理（T3）和深松35 cm+秸秆还田处理（T4）较FP分别增加了土壤有机碳收入448.5%、477.7%和448.9%，土壤有机碳平衡均为正值，均能有效固存有机碳；与FP相比，深松和秸秆还田及两者结合的处理均能显著增加玉米产量13.8%~22.4%（P<0.05），达到12 t·hm-2高产水平。深松结合秸秆还田措施能有效增加土壤活性，提高作物产量，是东北黑土地力提升和有机碳固存的推荐田间管理技术。