农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2020年第9期

• 基于SD-SWT的铜胁迫下玉米光谱奇异性甄别与污染监测

  李艳茹,杨可明,韩倩倩,高伟,张建红

  为甄别重金属铜（Cu）胁迫下玉米光谱的弱差及奇异信息以监测玉米受Cu污染的程度，于2017年设置多浓度Cu胁迫下玉米培株盆栽实验，测定玉米叶片反射光谱和Cu含量数据，将一阶光谱微分（SD）和离散平稳小波变换（SWT）相结合，定义并提取小波奇异指数（WSI），进行光谱的奇异性甄别，并与常规的光谱特征参数进行对比；结合逐步多元线性回归（SMLR）算法，构建玉米叶片Cu含量的WSI-SMLR反演模型，同时利用不同年份采集的玉米叶片反射光谱和Cu含量数据验证反演模型的可行性及稳定性，并与一些已有的类似研究成果进行对比。结果表明：相比于常规的光谱特征参数，WSI与玉米叶片中的Cu含量有更显著的相关性及线性关系，可用来监测玉米叶片中的Cu含量变化；与一些已有的类似研究成果相比，WSI-SMLR模型反演玉米叶片中Cu含量的精度更高且更稳定。研究验证了小波奇异指数在监测玉米Cu污染方面具有有效性和优越性，为监测农作物重金属污染提供了新的光谱奇异指数与技术方法。

• 镉耐性固定细菌的筛选及其对不同品种小麦镉吸收的阻控效应

  孙乐妮,郭迎雪,侯雪婷,庄杰,杨章泽,陈兆进,田伟

  为筛选重金属耐性固定细菌并探索其阻控小麦对重金属的积累效应，从根际土壤筛选镉耐性固定细菌，研究细菌吸附特性以及细菌对两种小麦Cd含量、富集系数和转移系数的影响。结果表明：筛选到一株镉耐性固定细菌菌株YM4，经16S rDNA序列分析鉴定为假单胞菌（Pseudomonas sp.）。YM4能耐受225 mg·L-1高浓度Cd2+，在含50 mg·L-1 Cd2+培养基中对Cd的去除率达到58.9%。YM4对Cd的去除以胞外吸附为主。红外光谱分析发现，细胞壁上参与吸附或结合Cd的官能基团主要有-OH、-NH、羧基和磷酸基团等。小麦盆栽试验中，YM4显著降低小麦地上部（茎叶、麦壳）Cd积累量（11.31%~46.05%和10.12%~42.22%），使籽粒Cd积累量明显下降（26.79%~62.24%，红麦；25.27%~28.99%，白麦）。YM4能显著降低两种小麦茎叶、籽粒和麦壳的Cd富集系数以及籽粒的Cd转移系数。研究表明，镉耐性固定细菌Pseudomonas sp.YM4能降低小麦籽粒Cd含量，阻控小麦对Cd的吸收积累，对中轻度Cd污染土壤的粮食安全生产具有潜在应用价值。

• 屎肠球菌胞外多糖对镉胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响

  罗晟,赵泽文,任新宇,魏宏宇,马雅静,潘起涛,李荣同,龚国胜,程新

  为研究屎肠球菌胞外多糖对Cd胁迫条件下水稻种子萌发及幼苗生长的影响，采用水培试验法，在含有Cd（20、40 mg·L-1）的培养液中添加不同浓度胞外多糖（500、1 000 mg·L-1），考察水稻种子萌发及幼苗生长相关代谢指标的变化。试验结果表明，Cd胁迫明显抑制了水稻种子的萌发效率与幼苗各器官的发育情况，而添加不同浓度的屎肠球菌胞外多糖可以显著促进Cd胁迫下水稻种子的发芽势、发芽率和根部发育，但水稻萌发后的芽长受到显著抑制，而这种抑制作用在水稻幼苗生长阶段并未观察到。在Cd胁迫条件下，胞外多糖处理后的水稻幼苗内类黄酮与花色素苷的含量提高了18.6%~208.7%，超氧化物歧化酶、过氧化物酶的活力显著上升，丙二醛含量显著下降。傅里叶变换红外光谱显示胞外多糖提高了Cd胁迫下水稻叶片中碳水化合物、蛋白质、脂类和羧酸盐的含量，并可能通过加强渗透作用来降低Cd对水稻的毒害作用。研究结果表明，屎肠球菌胞外多糖可以显著缓解Cd胁迫对水稻种子萌发与幼苗生长的毒害作用。

• 玉米/大豆间作的镉累积规律初探

  李涵,黄道友,黄山,汤彬,郭欢乐,曹钟洋,陈松林,陈志辉

  为探索镉污染农田高效种植结构调整模式，通过在镉污染严格管控区农田（土壤全镉含量1.98 mg·kg-1）开展不同镉积累特性的玉米和大豆间作试验，系统研究了单作和间作下玉米和大豆的镉吸收积累规律。结果表明，随着生育进程推进，玉米秸秆镉含量呈总体降低的变化趋势，大豆秸秆镉含量呈逐渐升高再降低的趋势，玉米苗期秸秆镉含量最高，而大豆鼓粒期秸秆镉含量最高；大豆成熟期籽粒镉含量高于鼓粒期，玉米灌浆期籽粒镉含量高于成熟期；间作降低了成熟期镉低积累玉米籽粒镉含量，提高了镉高积累玉米籽粒镉含量，间作模式下镉高积累和低积累玉米品种籽粒镉含量平均值分别为0.139 mg·kg-1和0.003 mg·kg-1，分别较单作降低了-14.88%和88.46%；秸秆和籽粒的富集系数大豆分别为2.567~3.329和0.667~0.764，玉米分别为0.729~3.339和0.001~0.079，间作玉米秸秆富集系数较单作增加0.15%~46.22%，低镉积累玉米籽粒富集系数较单作降低84.62%~92.31%；间作处理土地当量比为1.46~1.77。因此，间作大豆可以保证低镉积累玉米籽粒在镉污染土壤的安全生产，为土地合理利用提供有效的参考途径。

• 叶面喷施两种典型纳米材料对苋菜积累多环芳烃的影响

  袁彬彬,周东美,马晓玥,方国东,高娟

  为探究叶面喷施硅、锌等是否能够减少作物对土壤有机污染物的吸收机理，选择纳米二氧化硅、纳米氧化锌以及对应的盐作为叶面喷施材料，考察了它们对苋菜生长和吸收累积多环芳烃（PAHs）的影响。结果表明：材料喷施未对植物叶绿素产生显著影响，但均增加了植物干质量。在S1处理中（低浓度污染处理），硅酸钠处理干质量增加了42%；在S2处理中（高浓度污染处理），硅酸钠、纳米二氧化硅、硫酸锌处理干质量分别增加了50.2%、64.0%和77.7%。在S1处理中，与对照（CK）相比，喷施硅酸钠、纳米二氧化硅、硫酸锌和纳米氧化锌处理的苋菜中荧蒽浓度分别降低了46.5%、35.3%、27.4%和25.8%，纳米二氧化硅处理使苋菜中芘的浓度降低了25.6%；在S2处理中，各处理未发生显著变化。研究表明，在一定的条件下，纳米氧化锌和纳米二氧化硅的喷施降低了苋菜对PAHs的累积。

• 铀对蚕豆幼苗光合特性和呼吸代谢的毒害机理

  刘泽伟,赖金龙,李俊柯,丁峰,张宇,罗学刚

  为探究铀（U）胁迫对植物光合作用和呼吸代谢的毒害作用，采用溶液培养法，用含有不同浓度铀（0、5、10、15、20、25μmol·L-1）的溶液处理蚕豆幼苗72 h后，通过组织切片和透射电镜观察根系结构的变化，并测定蚕豆幼苗的叶绿素含量、光合参数以及根系活力，另取高浓度铀处理组（U-25 μmol·L-1）与对照组（U-0 μmol·L-1）的根系进行转录组测序（RNA-seq）。结果表明：在不同浓度的铀胁迫下，铀向地上部的转移极少，其转移系数小于0.01，过量的铀累积明显破坏了根系的结构。此外，铀胁迫下蚕豆幼苗的光合效率降低，但根系活力增加。RNA-seq结果表明，与光合作用和呼吸代谢调控相关的基因中，共有117个基因差异表达，其中，光合作用中与光反应途径、卡尔文循环途径及光呼吸途径相关的基因表达以下调为主（90个DEGs；3个上调，87个下调）；呼吸代谢中参与线粒体电子传递过程的相关基因表达以上调为主（27个DEGs；23个上调，4个下调）。研究表明，高浓度的铀胁迫抑制了蚕豆幼苗的光合作用，但增强了其根系的呼吸代谢，这可能是蚕豆对铀毒害的一种适应机制。

• 重金属Pb与抗生素对发光菌的联合毒性研究

  李孟涵,贺子琪,苗家赫,王风贺

  重金属是水环境中的典型无机污染物，随着水体中抗生素检出率的增加，重金属和抗生素的复合污染及其效应已成为环境领域的研究热点。通过研究重金属和抗生素对发光菌的发光抑制作用，可以了解重金属和抗生素的毒性效应，为评估重金属和抗生素复合污染在水环境中的潜在风险提供理论依据。本文利用便携式急性毒性检测仪，系统研究了重金属Pb和6种抗生素（四环素、氧四环素、氯四环素、磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲基嘧啶和磺胺嘧啶）对费氏弧菌的单一和联合急性毒性，得到了单一污染物的半数效应浓度，并对重金属Pb和抗生素所组成的二元、三元复合污染体系的联合作用进行初步探讨。研究表明，当Pb与抗生素共存时，对发光菌的急性毒性急剧上升。因此，在评价Pb与抗生素二元或多元复合污染体系的生态风险时，应考虑其联合毒性作用。

• 黑麦草根系分泌物氨基酸组分对PAHs胁迫的响应

  胡芳雨,孟凡波,张闻,高永超,郑立稳

  为探索黑麦草根系分泌物中的氨基酸对多环芳烃（PAHs）胁迫的响应，通过水培试验，研究了在不同浓度的菲、芘和苯并（a）芘胁迫下，黑麦草根系分泌物中氨基酸的变化。结果表明：无PAHs胁迫时，黑麦草根系分泌物的氨基酸总量为（84.2±10.3）μg·g-1，共检出10种氨基酸，其中缬氨酸和谷氨酸浓度相对较高，各占氨基酸总量的43%和24%。PAHs胁迫使黑麦草生物量有不同程度的增加，并影响根系分泌的氨基酸总量及组分构成，其胁迫效应因PAHs种类和浓度而异。对于氨基酸总量，菲和低浓度苯并（a）芘均起抑制作用，且高浓度菲比低浓度抑制效应更强；其他处理无显著影响。对于氨基酸组分构成，菲使黑麦草不再分泌酪氨酸并抑制缬氨酸的分泌，高浓度时还对谷氨酸分泌起抑制作用。芘的存在使黑麦草开始分泌异亮氨酸及亮氨酸，高浓度时还可促使蛋氨酸分泌，低浓度时则抑制了缬氨酸的分泌且使黑麦草不再分泌组氨酸。苯并（a）芘使黑麦草开始分泌异亮氨酸和亮氨酸，而不再分泌酪氨酸，并抑制缬氨酸的分泌，此外，高浓度时还使黑麦草开始分泌蛋氨酸，低浓度时则使黑麦草不再分泌组氨酸。

• 不同有机废弃物对铅锌尾矿基质性质和植物生长的影响

  王璐,杨胜香,赵东波,彭禧柱,李凤梅,陈功锡

  为研究有机废弃物作为改良剂对铅锌尾矿污染基质修复效果的影响，采用原位基质改良方法，开展野外田间试验，研究不同处理对尾矿基质营养元素、DTPA提取态重金属、酶活性以及植被盖度、生物量、植物体内重金属含量的影响。结果表明，尾矿基质的营养元素、酶活性以及植被盖度、生物量均最低，而尾矿基质DTPA提取态重金属、植物体内重金属最高；与尾矿相比，添加不同有机废弃物后尾矿基质有机质、有效磷、铵态氮、有效钾含量分别增加了0.68~5.52、1.50~14.46、1.62~4.59、0.16~1.08倍；尾矿基质DTPA-Cd、DTPA-Cu、DTPA-Pb、DTPA-Zn分别降低了27.33%~62.06%、6.98%~35.19%、0.50%~32.41%、19.37%~43.98%；尾矿基质脱氢酶、葡萄糖苷酶、脲酶、磷酸酶分别增加了0.08~11.00、0.05~1.72、0.59~17.38、1.71~6.74倍；植被盖度、生物量分别增加了12.75~84.75、1.59~215.57倍；植物体内Cd、Cu、Pb、Zn分别降低了23.18%~82.76%、3.30%~39.52%、67.30%~81.46%、44.98%~75.60%；总体上鸡粪组、污泥组提升尾矿基质营养元素、酶活性以及植被盖度、生物量效果最明显，且均达到显著水平（P<0.05）。其中鸡粪组有机质、有效磷、有效钾分别增加了5.52、14.46、1.08倍，污泥组铵态氮增加了4.59倍；鸡粪组、污泥组脱氢酶分别提高了11.00、10.12倍，脲酶分别提高了17.38、16.74倍，磷酸酶分别提高了6.74、5.94倍；鸡粪组、污泥组生物量分别增加了214.80、215.57倍，植被盖度分别增加了84.75、80.25倍。8种有机废弃物均有助于植物在铅锌尾矿基质上的定居与生长，其中鸡粪、污泥在尾矿基质的改良实践中具有较大的修复潜力。

• 长期秸秆还田和地下水位对土壤镉积累及有效性的影响

  吴佳琪,黄运湘,尹力初,梁玉文,黄玲,向艳艳,施强

  以1982年开始的长期定位试验为对象，研究了2个地下水位（高水位-20 cm和低水位-80 cm）下3种施肥方式（高量秸秆还田HS、常量秸秆还田MS、化肥CF）对水稻土镉积累及有效性的影响。结果表明：高水位条件下，长期秸秆还田可增加土壤总镉及有效态镉含量，HS和MS处理分别较CF处理提高21.8%、59.9%和9.8%、49.2%。低水位条件下，HS处理土壤总镉及有效态镉含量高于CF处理，较CF处理分别提高11.2%和31.6%；MS处理土壤总镉及有效态镉含量低于CF处理，较CF处理分别下降8.8%和14.3%。2012年，在保证原定位试验有足够重复的前提下，变更高水位条件下的部分试验处理。当HS处理变更为CF处理5 a后，土壤总镉和有效态镉含量分别较变更前下降2.5%和5.7%；CF处理变更为MS处理后，土壤总镉和有效态镉含量分别较变更前增加16.5%和58.9%。相同施肥处理，高水位土壤总镉含量高于低水位土壤。在MS处理下，高水位土壤有效态镉含量也高于低水位土壤，而在HS和CF处理下，低水位土壤有效态镉含量高于高水位土壤。土壤镉含量和土壤基本理化性质的相关分析表明，土壤总镉与土壤有机质、络合态铁含量极显著正相关，与pH显著负相关；土壤有效态镉与土壤pH、游离氧化铁极显著负相关。研究表明，施肥方式和地下水位是通过改变土壤的基本性质影响土壤镉的积累及其有效形态。

• 草酸对镉污染土壤油葵生物量及土壤酶活性和镉形态的影响

  韩洋,乔冬梅,齐学斌,李中阳,胡超,陆红飞,赵宇龙,白芳芳,庞颖

  探究草酸浓度与施入时间对Cd污染土壤酶活性、Cd形态及油葵生物量的影响。采用盆栽试验，以油葵为供试植物，研究了不同草酸施用浓度（1、2、3、4、5 mmol·kg-1和6 mmol·kg-1）和施入时间（出苗后20、30、40、50 d）对土壤酶活性、油葵干物质量及土壤Cd形态的影响。结果表明，施用草酸提高了土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性，比CK分别提高4%~84.4%和2%~147%。草酸提高了油葵地上部分及根干生物量，比CK处理分别提高7%~126%和11.4%~139%；施用2~3 mmol·kg-1浓度草酸，地上部和根干质量较高，在出苗后30~40 d时施入草酸，地上部和根干质量较高。草酸降低了土壤可交换态、铁锰氧化物结合态及有机物结合态Cd浓度；施入2~3 mmol·kg-1浓度草酸，土壤可交换态、铁锰氧化物结合态及有机物结合态Cd浓度较低，在出苗后30~40 d时施加草酸，可交换态、铁锰氧化物结合态及有机物结合态Cd浓度较低。在油葵出苗后30 d时施入4 mmol·kg-1浓度草酸，土壤Cd去除率最高，相比CK提升89.2%；草酸可有效提高油葵修复Cd污染土壤能力，具有一定的应用潜力。

• 尿素混合生物质炭穴施对土壤氮含量及酶活性的影响

  张莉,任建新,韩国君,马乐元,孙小妹

  为研究尿素与生物质炭混合穴施条件下，生物质炭对土壤氮素转化及土壤酶活性的影响，设单施尿素（N120、N180、N240）、尿素混合生物质炭穴施（N120B、N180B、N240B）处理，施氮量分别为240 kg·hm-2（N240）、180 kg·hm-2（N180）、120 kg·hm-2（N120）和不施氮（CK），生物质炭施用量为10 t·hm-2。测定土壤硝态氮、铵态氮、无机氮和碱解氮的含量，以及土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶的活性。研究表明，第5 d尿素穴施处理的土壤铵态氮、硝态氮、无机氮和碱解氮含量分别是尿素混合生物质炭穴施处理的4.5~8.2、2.0~3.0、2.55~5.81、3.13~4.46倍，第10 d尿素穴施处理的土壤铵态氮、硝态氮、无机氮和碱解氮含量分别是尿素混合生物质炭穴施处理的24.5~58.9、1.21~1.37、2.99~3.82、1.34~1.48倍，第15 d各处理间土壤氮含量差异不显著。第5 d和第10 d，尿素混合生物质炭穴施处理的土壤脲酶活性均显著高于尿素穴施处理，但在第15 d后处理间无显著差异，第5 d尿素混合生物质炭穴施处理的土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性分别是尿素穴施处理的1.80~2.55、1.07~1.77、1.18~1.22倍，第10 d尿素混合生物质炭N180B处理的土壤蔗糖酶活性最高，N240B处理的土壤碱性磷酸酶活性最高，混合生物质炭处理的蔗糖酶活性是单施尿素处理的2.35~2.37倍。因此，生物质炭促进土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性，吸附土壤中的NH4+和NO3-，赋予土壤氮素缓慢释放特性，尿素混合生物质炭穴施可以促进土壤酶活性，有效降低土壤有效氮素流失的风险。

• 陕南茶园产地环境现状及其潜在生态风险评价

  赵佐平,付静,岳思羽,王蒙,宋凤敏,刘智峰,汤波,同延安

  了解陕南茶园产地环境状况和潜在的生态风险，以陕南茶园主要种植区为研究对象，采集不同茶园土壤样品及相应茶园茶叶鲜样，分析了土壤基本理化性状（pH、有机质、有效钾、有效磷、硝态氮、全氮、阳离子交换量）和土壤中Pb、Zn、Cu、Cr、Hg、As、Cd、Ni、Se、Mn、Fe、V和Mg等13种元素含量和茶叶中Pb、Cu、Cr、Hg、As、Cd和Se含量。以《绿色食品产地环境质量》（NY/T 391-2013）和陕西土壤背景值为评价标准，对调查采样区茶园土壤肥力和土壤重金属元素潜在生态风险进行了评价；同时结合《无公害食品茶叶》（NY 5244-2004）和《茶叶中铬、镉、汞、砷及氟化物限量》（NY/T 659-2003）对茶园茶叶重金属进行生态风险评价。结果表明，调查区域土壤肥力中理化指标平均含量处于NY/T 391-2013中的Ⅱ级标准范围。茶园土壤Pb、Zn、Cu、Cr、Hg、As、Cd、Ni、Se、Mn、Fe、V和Mg的平均含量分别为10.03、87.61、16.42、12.38、0.20、6.89、0.11、24.81、625.20、0.15、40 291.61、4 774.51mg·kg-1和76.82 mg·kg-1，变异系数范围为29.16%~58.82%，其中Cd和Hg的变异系数分别为49.30%和48.55%。有5.76%的土壤样本中Cd含量和4.54%的土壤中Ni含量高于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618-2018）中的风险筛选值，但远低于风险管控值。研究区域土壤重金属综合潜在生态风险指数平均值为102.15，总体潜在生态风险仍然较低。Cd和Hg对潜在生态风险的贡献最大（分别为35.47%和46.53%），而其他重金属的风险相对较小。研究表明，研究区茶园茶叶中重金属含量符合NY 5244-2004和NY 659-2003相关标准。

• 石灰石砂砾负载铁膜及其强化除磷效果

  施佳诚,陈灿明,高婷,卫泽斌,吴启堂

  为研究探讨出一种成本低、适用于农村生活污水处理的人工湿地填料负载铁膜方法，通过室内小试比较了石灰石砂砾、普通河沙砂砾2种材料，以及FeCl3溶液、FeSO4溶液、Fe（OH）3胶体溶液3种含铁溶液，并比较了不同的工艺条件，包括4种加液方式：载体浸泡在溶液中不捞出、浸泡2 h后捞出、浸泡1 min后立即捞出和喷淋，3种干燥方式：105℃烘干、太阳晒干和室内自然晾干；同时构建了铁膜石灰石砂砾小型人工湿地，考察了其实际运行效果。试验优选出的负载铁膜方法为：石灰石砂砾浸泡在浓度为1.5 mol·L-1的FeSO4溶液中，使石灰石砂砾与溶液充分接触1 min后捞出，再将捞出后的石灰石砂砾室内通风自然晾干。铁膜石灰石砂砾对生活污水总磷的静态吸附去除率从普通石灰石砂砾的22.7%提高到80.6%；将其应用于小型人工湿地，总磷去除率比普通石灰石砂砾湿地提高了10%~15%。

• 生物炭折流湿地对生活污水的净化效果

  王若凡,汪文飞,王煜钧,孙鹤洲,刘傲展

  为提升西北地区农村生活污水的治理水平，结合西北地区气温特征，以生物炭为主体构建了折流湿地，并分析其对生活污水中污染物的净化效果。结果表明：在水温8~12℃条件下，折流湿地的最佳水力停留时间（HRT）为2.5 d，此时，湿地中污水的化学需氧量（COD）、氨氮（NH4+-N）、磷酸盐（PO43--P）、悬浮物（SS）的去除率分别为90.51%、72.38%、90.73%、94.57%。此外，各自污染物去除率与其停留时间和沿程均呈显著正相关（P0.91），并且对SS具有较快的去除速率。研究表明，生物炭作为折流湿地填料具有良好的应用价值，对解决西北地区农村水污染问题具有重要的意义。

• 改性玉米秸秆吸附磷的动力学和热力学特征研究

  韩珏,李佳欣,崔红艳,吕纬,白淑琴

  为实现玉米秸秆的资源化，对玉米秸秆进行化学改性，制备成了一种阳离子型吸附剂，并对其吸附水溶液中的磷进行了研究。通过改变初始磷浓度、吸附时间、吸附温度等条件，研究了改性玉米秸秆对磷的吸附行为。结果表明：随着反应时间的延长，吸附量开始急剧上升，后缓慢减小至达到平衡，平衡吸附量随着磷初始浓度的增大而增大。在298 K的条件下，改性玉米秸秆对磷的吸附过程符合Langmuir等温吸附模式，最大吸附量为12.96 mg·g-1；吸附过程符合伪二级反应动力学模式，且受颗粒内扩散模式控制，吸附过程主要为化学吸附；吸附热力学参数ΔH和ΔG均小于0，表示该过程是一个可自发进行的放热反应。研究表明，改性玉米秸秆对水中的磷有很好的去除效果，是一种良好的磷吸附剂。

• DFeRB和SRB对冰封期铁与硫还原的影响研究

  宋文杰,石文静,吕项蒙,吕思杰,吕昌伟,何江

  铁硫还原对环境中碳、氮、磷等生源要素的环境地球化学行为及重金属等污染物的形态和生物有效性有重要影响，而微生物在铁硫还原过程中起关键控制作用。本文针对北方寒旱区冰封期较长的特点，采用室内模拟研究，重点探究了冰封期异化铁还原菌（Dissimilatory iron reducing bacteria，DFeRB）和硫酸盐还原菌（Sulfate reducing bacteria，SRB）介导的还原过程对铁硫行为的影响以及铁硫还原的耦合关系。结果表明，铁硫共存时，DFeRB和SRB的存在影响铁硫自身的电子传递，使铁和硫的还原过程更为复杂。DFeRB和SRB的还原倾向性存在明显差异。铁硫共存时，DFeRB更有利于铁的异化还原，DFeRB对铁的影响程度强于SRB。无论是DFeRB还是SRB，铁和还原菌同时存在时对硫酸盐还原的促进作用更强。DFeRB和SRB介导下的异化铁还原和硫酸盐还原存在明显的耦合关系，且存在显著的阶段性差异。研究表明冰封期DFeRB和SRB仍具有生物活性及还原能力，且对异化铁还原和硫酸盐还原有明显促进作用。

• 不同处理梯度污水对细菌群落和酶活性的影响

  吴晓斐,何源,黄治平,张丹丹,郑宏艳,丁健

  为寻求适合农村生活污水资源化利用的污水处理梯度，采用室内盆栽试验，设计生活污水原水、厌氧出水、接触氧化出水和尾水等4种污水处理梯度对茭白和水稻进行灌溉，研究不同处理梯度的生活污水对土壤细菌群落结构和酶活性的影响。结果表明：不同处理梯度的污水灌溉对土壤细菌群落多样性影响不显著，减少施肥有利于细菌群落多样性的增加；污水灌溉对土壤细菌门水平上的优势种影响较大，污水处理梯度与变形菌门具有正相关关系，与对照（清水）相比，土壤中放线菌门相对丰度提高16.74%~95.90%，酸杆菌门相对丰度降低9.57%~47.38%；污水灌溉对碱性磷酸酶和蔗糖酶活性具有促进作用，提高率为11.67%~55.60%和11.36%~156.66%；不施肥土壤中脲酶活性提高10.45%~25.88%，施肥土壤中接触氧化出水使脲酶活性降低25.84%，其他处理对施肥土壤脲酶活性无显著影响；在同一灌溉条件下，减少施肥有利于土壤酶活性提高。研究表明，肥料对土壤细菌群落结构和酶活性具有显著影响，不同处理梯度污水对土壤细菌多样性无显著性影响，但显著影响了土壤酶活性和细菌在门水平优势种的相对丰度。

• 不同空间尺度河流水质与土地利用关系分析——以泰国蒙河流域为例

  田皓予,佟玲,余国安,ARIKA Bridhikitti

  为分析不同空间尺度河流水质与土地利用的响应关系，认识水环境变化成因和趋势，以泰国蒙河流域为研究对象，采用GIS、莫兰指数（Moran's I）和Spearman相关分析等方法，探究蒙河水质的空间分异及不同空间尺度下水质对土地利用格局的响应特征。结果显示，近20 a（1997-2017年）流域内溶解氧（DO）、生化需氧量（BOD）、总磷（TP）、硝态氮（NO3--N）、氨氮（NH3-N）、固体悬浮物（SS）的Moran's I值分别为0.86、0.38、0.35、0.40、0.45、0.50，表现出空间聚集性，而总大肠菌群（TCB）、粪大肠菌群（FCB）的Moran's I值分别为-0.15、-0.10，具有空间离散特征。不同空间尺度下河流水质与土地利用的相关性大体一致，但相关程度存在差异，缓冲区尺度的土地利用格局能够更好地解释蒙河水质变化，其中水质指标与5 km缓冲区空间尺度下土地利用的关系最为显著。相关分析结果表明，蒙河流域农业用地、城镇建设用地对水质负荷起到"源"的作用，林地起到截留、吸附的作用。因此，蒙河流域水环境保护应以非点源污染控制为主，重点加强农业生产过程中化肥等管控，控制生活污水等污染物直排入河。

• 辽河干流河岸带植物及微生物多样性研究

  陈影,陈苏,马鸿岳,单岳,冯天朕,张鸿龄

  为明确辽河保护区河岸带生物多样性恢复现状以促进河岸带生态系统的健康管理，本研究通过植被现场调查和土壤微生物高通量测序分析，对辽河干流23个采样点的植物多样性和微生物多样性进行测定，结果表明：辽河干流23个采样点的植被Shannon-Weiner多样性指数平均为1.227，平均植被覆盖率达到74.19%；河岸带土壤微生物Shannon-Weiner多样性指数平均为9.55；其优势度大于1%的细菌属于11个门、32个纲、40个属；人类活动干扰、放牧情况以及土地利用类型是影响河岸带植物和微生物多样性的关键因子。目前辽河保护区河岸带生物多样性恢复状态较好，但日渐增多的人类活动对河岸带生物多样性的恢复产生不利影响，因此建议尽量减少封育区内的人类活动、放牧情况等，以加快辽河保护区河岸带植物及土壤微生物多样性的恢复进程。

• 规模猪场机械通风育肥舍氨气产生及排放研究

  刘杨,尚斌,董红敏,陶秀萍,徐文倩,杨培媛

  为了获取机械通风育肥猪舍内氨气产生和排放的基础数据，分春、夏、秋和冬四季对规模化种猪场育肥猪舍（试验期间猪的日龄在90~110 d）的氨气浓度进行测定，在猪舍设定3个采样点，每个季节连续采样5 d，每日采样4次，同时采用通风量现场测定系统对风机通风量进行测定。结果表明：育肥猪舍内春季、夏季、秋季和冬季的氨气平均浓度分别为（3.60±1.67）、（3.15±1.02）、（3.88±0.38）、（8.41±0.98）mg·m-3，夏季氨气平均浓度最低，其次是春季和秋季，冬季氨气浓度最高；育肥猪舍不同季节通风量为38.1~112.7 m3·h-1·头-1，夏季通风量分别是春季、秋季和冬季通风量的2.08、2.34、3.04倍，在此通风条件下育肥猪舍内氨气浓度为1.6~10.0 mg·m-3（风机故障除外），均未超过GB/T 17824.3-2008的限值（25 mg·m-3）；育肥猪舍不同季节白天管理活动时间内（7：00-17：00）氨气排放速率为0.17~0.24 g·h-1·m-2，而全天平均氨气排放速率为0.13~0.23 g·h-1·m-2，夏季和冬季猪舍氨气排放值较高、其次是春季，秋季排放相对最低。

• 磷酸铵镁堆肥产品养分释放特性及其肥效研究

  李丹阳,亓传仁,卫亚楠,李国学

  为了研究磷酸铵镁堆肥产品的氮磷养分释放特性及其肥效，分别采用土柱淋溶方法及盆栽试验研究了磷酸铵镁堆肥（MAPC）产品的氮磷养分释放特性及对油菜的肥效，并与普通化肥（CCH）、普通堆肥（CCO）、磷酸铵镁肥（MAP）3种肥料进行对比。结果表明：在整个淋溶过程中，CCH和MAPC处理淋溶液的总氮及总磷浓度均较其他处理高；MAP肥具有缓释性，且堆肥对其养分释放具有促进作用；CCO处理的养分释放最慢。在最后一次淋洗（即第5次）后，总氮及总磷养分浓度排序均为：CCH > MAPC > MAP > CCO。盆栽试验18 d后油菜快速生长，且与对照（不施肥）处理相比，MAP和MAPC处理能显著提高油菜的株高及生物量。在45 d盆栽试验结束时，CCH、CCO、MAP和MAPC处理的生物量分别是对照处理的14.8、4.8、20.5倍和16.0倍。MAP处理能显著提高油菜的养分含量，TN和TP含量分别比对照提高了2.24 g·kg-1和1.54 g·kg-1。研究表明，4种肥料均可改善油菜的生长发育情况，且MAP和MAPC的肥效优于CCH和CCO，在堆肥中利用鸟粪石结晶原理可固定部分氮磷元素，提高堆肥产品肥效。

• MC1预处理对豆秸水解特性及产甲烷效率的影响

  曹燕篆,张海波,苏婉,程红艳,闫双堆,卜玉山,崔宗均,李佳佳

  为提高大豆秸秆厌氧发酵产气性能，本文利用复合菌系MC1对灭菌秸秆（SS）及未灭菌秸秆（NSS）进行预处理，研究预处理时间对秸秆水解特性及产甲烷效率的影响。结果表明：MC1能有效降解大豆秸秆，SS经12 d预处理，其纤维素及木质素降解率分别为41.71%和29.92%，显著高于NSS（P<0.05）。SS预处理体系中VFAs含量显著高于NSS（P<0.05），且两者分别在预处理3 d及7 d浓度达到最高，分别为2.18 g·L-1（SS）和1.52 g·L-1（NSS），预示杂菌减缓了MC1对秸秆的降解速率。乙酸是预处理体系中最主要的VFAs产物，整个预处理期间SS和NSS水解液乙酸含量分别高于72.41%和56.23%。与未处理大豆秸秆相比，经过3 d预处理，SS和NSS预处理体系的甲烷累积产量分别提高了36.86%和34.27%，其最大产甲烷速率分别为21.69 mL·d-1·g-1 VS和17.44mL·d-1·g-1 VS，表明MC1预处理能有效提高大豆秸秆厌氧发酵性能。

• 生物质炭施用对不同深度稻田土壤有机碳矿化的影响

  王佳盟,刘伟,刘志伟,刘秀霞,吴秀兰,卞荣军,郑聚锋,李恋卿,潘根兴

  本文旨在揭示生物质炭施用下不同深度稻田土壤有机碳矿化特征的变化，为提高稻田土壤生物质炭施用下的固碳效应提供参考。以太湖地区施用生物质炭2 a后的水稻土为研究对象，采集了7个不同土壤深度的土壤样品，通过室内培养试验，分析了生物质炭施用下不同深度土壤有机碳分布及矿化特征。结果表明，生物质炭仅显著增加了表层（0~10 cm）土壤总有机碳含量，而对深层土壤无显著影响。然而，与对照相比，施用生物质炭显著降低了土壤0~40 cm有机碳矿化强度，0~10、10~20、20~30、30~40 cm土层的降幅分别为23.74%、37.57%、37.62%和15.95%，并降低了10~40 cm土层的微生物生物量碳和0~40 cm土层微生物代谢熵，同时表层（0~10 cm）土壤微生物生物量碳显著增加11.3%，而以上各指标在40 cm以下土层未因生物质炭添加而产生显著变化。因此，生物质炭在2 a尺度上提高了稻田土壤0~40 cm有机碳的稳定性，有助于增加深层土壤固碳潜力。

• 不同施肥和保水措施对油茶土壤N2O排放的影响

  王书丽,郭晓敏,黄立君,袁希,董星宇,肖斌,方海富,高宇,牛德奎,张令

  为探究不同施肥和保水措施对油茶土壤N2O排放的影响，采用静态暗箱-气相色谱法，设置对照（B0CK）、氮肥（N，0.13 g N·kg-1）、磷肥（P，0.065 g P·kg-1）、氮磷肥（NP，0.13 g N·kg-1+0.065 g P·kg-1）、低复合保水材料（生物炭和聚丙烯酰胺，B1，每盆13.65 g炭+1.35 g聚丙烯酰胺）、高复合保水材料（生物炭和聚丙烯酰胺，B2，每盆27.30 g炭+2.70 g聚丙烯酰胺）、低复合保水材料和N（NB1）、高复合保水材料和N（NB2）、低复合保水材料和P（PB1）、高复合保水材料和P（PB2）、低复合保水材料和NP（NPB1）、高复合保水材料和NP（NPB2），共12个处理，进行不同施肥和保水措施下土壤N2O排放的差异比较。结果表明，N、P添加均显著增加土壤N2O的累积排放量，NP添加与对照无差异。施加复合保水材料抑制土壤N2O的排放，随着复合保水材料施用量的增加，土壤N2O的排放显著降低，与对照相比，B1和B2处理N2O减排50%以上。N添加条件下，与对照相比，添加复合保水材料NB1、NB2的N2O累积排放显著降低。P与复合保水材料无交互作用。N、P和复合保水材料对土壤N2O累积排放量具有显著作用，在NP同施时，与对照相比，添加复合保水材料NPB1、NPB2的N2O累积排放分别降低了1.18%、30.69%。因此，高复合保水材料类型的施肥措施对减少油茶土壤N2O排放具有重要意义，从而对缓解全球气候变化具有重要影响。

• UPLC-MS/MS直接进样快速测定水体中41种初级芳香胺

  王璐,贺泽英,孙小杰,史小萌,何沛桥,王策,刘潇威

  建立了直接进样同时测定水体中41种初级芳香胺化合物的超高效液相色谱-串联质谱方法（UPLC-MS/MS）。样品不净化，直接过0.22 μm滤膜上机检测。采用Phenomenex Kinetex F5液相色谱柱（3 mm×100 mm，2.6 μm）进行分离，以0.05%甲酸水溶液-甲醇作为流动相进行梯度洗脱，流速为0.45 mL·min-1。采用正离子模式电喷雾电离（ESI+），多反应监测（MRM）模式检测，标准曲线外标法定量。结果表明，41种初级芳香胺化合物在0.08~50 μg·L-1浓度范围内线性良好，相关系数为0.989 9~0.999 8，检出限（LOD）和定量限（LOQ）分别为0.01~0.15 μg·L-1和0.04~0.30 μg·L-1。3个不同浓度水平下，相对标准偏差（RSD）为2.31%~7.90%，5 μg·L-1浓度加标水平下，回收率在64.2%~110.3%，其中39种化合物的回收率>80%。该方法简便快捷、目标物覆盖范围广、准确度和灵敏度高，适用于水体样品中初级芳香胺化合物的测定。