农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2021年第12期

• PFOA和PFOS在介质中迁移行为和数值模拟研究进展

  李辉,董纤凌,龚天添,相明辉,黄渊,王晨,王文兵

  全氟辛酸（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFOS）广泛应用于各种工业和家居产品的生产和使用中，因其具有热稳定性、化学稳定性和环境持久性等特殊性质，已在世界范围内广泛检出。目前，对于PFOA和PFOS在环境介质中的行为研究已有一些进展，本研究归纳总结了PFOA和PFOS在环境介质中的迁移行为和相关数学模型的研究进展。具体针对影响PFOA和PFOS在环境介质中迁移的机制（静电相互作用、疏水作用、配体交换和氢键）和因素（有机质含量、矿物类型、矿物含量、介质含水率、离子类型、离子强度和pH）以及可用于模拟的数学模型（对流-弥散模型、非平衡两点吸附模型、非平衡两区吸附模型、多速率模型、多过程限速传质模型，TOSD迁移模型）进行探讨和总结，以为后续更深入的科学研究提供综合性参考依据。

• 不同遮阴处理下施肥对水稻生长及生理特性的影响

  刘迎霞,娄运生,王坤,邢钰媛,刘健,苏磊,汤丽玲

  太阳辐射减弱是气候变化的重要特征之一，研究太阳辐射减弱对水稻生产的影响，探讨通过施肥能否减缓太阳辐射减弱对水稻生长及生理代谢影响，具有重要的生产实际意义。采用田间模拟试验探讨了不同生育期遮阴条件下施用复合肥和施用硅肥对水稻生长和光合生理特性的影响。采用3因素3水平正交试验设计，遮阴设3水平，即不遮阴（S0，遮阴率为0）、开花-成熟期遮阴（S1，遮阴率为64%）和分蘖-成熟期遮阴（S2，遮阴率为64%）；施用复合肥（N-P2O5-K2O）设3水平，即100（F1）、200 kg·hm-2（F2）和300 kg·hm-2（F3）；施用硅肥设3水平，即不施硅（R0）、钢渣200 kg·hm-2（R1）和钢渣400 kg·hm-2（R2）。结果表明，遮阴降低水稻株高、叶面积指数（LAI）和胞间CO2浓度（Ci），降低产量。与S0对比，S1、S2分别降低产量43.99%和54.24%。S1增加净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr），降低叶绿素含量（SPAD值），S2则增加SAPD值和Tr，降低分蘖数、Pn和Gs；施用复合肥可提高水稻株高、分蘖数、SPAD值、Pn和Tr，降低Ci和Gs。与F1相比，F2处理下LAI降低10.13%，F3则增加12.13%。与F2相比，F3处理下株高、分蘖数、SPAD值、Pn增加1.28%、8.21%、4.16%、7.64%，Tr则降低0.64%；施用硅肥可提高LAI、Pn、Gs和Tr，降低SPAD值和Ci。与R0相比，R1处理下株高和分蘖数减少1.27%和5.00%，R2处理下则增加0.50%和13.77%。研究认为，模拟太阳辐射减弱条件下，施用复合肥300 kg·hm-2和硅肥400 kg·hm-2，可有效减缓遮阴对水稻植株生长和光合作用的不利影响，保持较高产量。

• 配方施肥对水稻生产和经济、环境效益的影响

  韩雪梅,杨林章,俞映倞,徐红艳,朱秀红,杨梖,程浩

  苏州市吴中区是农业面源污染防控的重点区域，推行配方施肥模式是该区实现种植业肥料减量的主要手段。但是，测土配方施肥模式的制定以作物产量的提升和保障为侧重，缺少对经济、环保等多方综合性需求的回应。针对该区已沿用4 a的水稻配方施肥模式，本研究设置包含配方施肥模式和常规施肥模式的缺素试验，测定水稻养分利用、农田氮磷排放、农户经费收支等指标，分析配方施肥模式的经济、环境效益。研究结果显示，现有配方施肥模式在减少养分投入的条件下仍能够保障水稻产量，且提高磷钾肥利用效率6.35~28.59个百分点，降低氮流失量36%，减少用于肥料购置的经济投入35%，增加农户净利润2 558元·hm-2，实现生产、经济和环境多方效益的兼顾。基于养分利用效率，现有配方施肥模式仍有进一步减少肥料投入的余地。为保障土壤生产力的可持续性，建议增加一定比例的有机肥投入，且以4~5 a为周期，对配方肥养分配比和配方施肥模式进行调整，构筑生产中的动态物质平衡，为农业绿色发展提供技术支撑。

• 微塑料与铅复合污染对水稻幼苗根系生长和氧化应激的影响

  刘玲,洪婷婷,胡倩男,谢瑞丽,周颖,王玲,汪承润

  为探讨聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）、铅（Pb）及其复合污染对水稻幼苗根系生长和氧化应激的影响，研究了水稻幼苗分别暴露于10~40 mg·L-1 PS-MPs、20 μmol·L-1 Pb及其复合溶液后根长、根系生物量、氧化损伤、抗氧化酶活性和Pb含量的变化。结果表明，与空白对照比较，PS-MPs处理降低了水稻幼苗的鲜质量、干质量和根长，显著诱导了丙二醛（MDA）和超氧自由基（O2-·）的产生以及根尖细胞坏死，还不同程度提高了根部超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性。与Pb单一处理比较，10~20 mg·L-1 PS-MPs+Pb减少了根部对Pb的吸收累积，增加了根长和鲜质量，降低了MDA和O2-·产物，减轻了根尖细胞的氧化损伤，而40 mg·L-1 PS-MPs+Pb则增加了Pb含量，降低了根长和鲜质量，促进了MDA和O2-·的积累，并加剧了根尖细胞的坏死。另外，高浓度PS-MPs+Pb还降低了SOD和过氧化氢酶（CAT）活性，同时提高了愈创木酚过氧化物酶（POD）活性。研究表明，PSMPs诱导了水稻幼苗根系的氧化损伤并抑制其生长；低浓度PS-MPs能够缓解Pb对水稻幼苗根系的氧化胁迫，而高浓度PS-MPs则可能与Pb产生了协同作用，加剧了Pb对水稻根系的氧化损伤。

• 乐果、铜和锌对水生生物的联合毒性研究

  丁英杰,诸寅,沈玲金,蔡佳玲

  为通过不同生物等级的模式生物研究乐果、铜和锌的联合毒性，以明亮发光杆菌和斑马鱼胚胎为受试模式生物，通过混合毒性指数法（MTI法）评价了乐果、铜和锌的联合毒性效应。结果表明：明亮发光杆菌毒性测试显示，暴露测试15 min时，乐果、铜和锌的EC50值分别为123、0.53 mg·L-1和1.71 mg·L-1；暴露测试30 min时，EC50值分别为122、0.50 mg·L-1和1.54 mg·L-1。乐果-铜和乐果-锌暴露15 min测得的MTI分别为0.69和0.60。斑马鱼胚胎毒性测试显示，暴露72 h后乐果、铜和锌的LC50值分别为0.31、1.67 mg·L-1和369 mg·L-1。乐果-铜和乐果-锌暴露72 h后测得的MTI分别为0.70和0.75。研究表明，乐果和铜、锌分别混合后的联合毒性均有所增强，整体毒性表现为部分相加作用，因此两类物质在环境中的残留会对水生生物及其他生物造成潜在危害。

• 不同环数多环芳烃对土壤白符跳（Folsomia candida）的毒性差异

  张家乐,赵龙,郭军康,侯红,林祥龙,王巍然,刘玲玲

  为了解不同环数多环芳烃（PAHs）对无脊椎动物的毒性效应以及对比不同类型土壤中PAHs毒性差异，通过滤纸接触实验、土壤和食物暴露实验，对比分析了三环、四环和五环3种多环芳烃菲（Phe）、芘（Pyr）、苯并芘（BaP）对模式生物白符跳（Folsomia candida）的急性、慢性毒性效应及差异。研究结果表明：滤纸实验中跳虫在不同浓度Phe和Pyr溶液浸透的滤纸上暴露3 d和7 d后死亡现象均比BaP明显。土壤暴露实验中Phe在江西红壤（以下简称红壤）和黑龙江黑土（以下简称黑土）土壤中对跳虫生存和繁殖的影响均大于BaP。基于可提取PAHs实测值推导的繁殖率的EC50（半数效应浓度），Phe在红壤和黑土中的毒性阈值分别是BaP的5倍和10倍； Pyr在红壤和黑土中的毒性阈值均为BaP的10倍。食物暴露实验中Phe、Pyr和BaP处理下跳虫成虫均无明显死亡，Phe、Pyr对跳虫繁殖的28 d-EC50分别为278 mg·kg-1（186~336 mg·kg-1）和363 mg·kg-1（298~427 mg·kg-1）。以上结果表明，Phe、Pyr会对跳虫的生存和繁殖产生较大影响，而BaP相对Phe和Pyr，对跳虫的影响较小。受试暴露浓度下，不同类型土壤中PAHs对跳虫的毒性大小具有显著差异，红壤中PAHs对跳虫的生态毒性和黑土相比最大差别超过3倍，表明不同理化性质对PAHs生态毒性具有显著影响，因此在后续评估PAHs生态毒性效应时要充分考虑土壤理化性质对其毒性的影响。

• 单壁碳纳米管对紫花苜蓿根际土壤中PAHs降解及微生物群落的影响

  王慧敏,陈莉荣,任文杰,郑春丽,黄怡雯,滕应,张铁军

  为探究单壁碳纳米管（SWCNTs）对紫花苜蓿根际土壤中多环芳烃（PAHs）降解及微生物群落的影响，以高浓度PAHs污染土壤为供试土壤种植紫花苜蓿，并添加不同含量的SWCNTs，通过室内盆栽试验，分析了根际土壤中PAHs的降解效应及微生物群落响应。结果表明：添加0.5 g·kg-1和5 g·kg-1 SWCNTs使土壤中PAHs的去除率分别显著降低了3.43%和6.98%（P<0.05），SWCNTs对PAHs降解的抑制作用主要来源于5环和6环高分子量PAHs。添加SWCNTs对紫花苜蓿生长并未产生毒害作用，当SWCNTs的添加量为5 g·kg-1时，紫花苜蓿根长、地上部鲜质量和根鲜质量与对照（不添加SWCNTs）相比分别显著增加了21.44%、49.13%和100.00%（P<0.05）。qPCR和高通量测序结果表明，添加SWCNTs对土壤细菌生物量、丰富度和多样性无显著影响，但显著改变了土壤细菌群落组成。较高添加量的SWCNTs（5 g·kg-1）显著降低了污染土壤中PAHs潜在降解菌属Phenylobacterium、Reyranella、Brevundimonas和Pseudorhodoferax的相对丰度。研究表明，添加SWCNTs抑制了根际土壤中PAHs的去除，尤其是5环和6环PAHs，同时改变了土壤中微生物群落，并且抑制了与PAHs降解相关的微生物。

• 氟磺胺草醚及其降解菌对大豆生长及生物固氮的影响

  周聪,陈未,高岩,施曼,李江叶,刘丽珠,陈金林

  从生长于氟磺胺草醚污染土壤的大豆根瘤中筛选出的Sinorhizobium sp.W16菌株，能高效降解氟磺胺草醚并能缓解氟磺胺草醚的生物负效应。以大豆（苏C1008）为研究对象，采用盆栽试验，探究Sinorhizobium sp.W16对大豆生长、氮累积量、根瘤固氮酶活性及根际土壤氮循环相关微生物功能基因丰度等的影响。结果表明：氟磺胺草醚的施用量（以有效成分计）超过450 g·hm-2时显著降低了大豆生物量，抑制了大豆根瘤固氮酶活性和土壤脲酶活性，降低了土壤固氮细菌（nifH）、氨氧化古菌（AOA）、氨氧化细菌（AOB）基因丰度，限制了植物-根际系统的生物固氮及有机氮素转化；接种Sinorhizobium sp.W16降解菌显著提高土壤中氟磺胺草醚的降解率至81.97%，且显著提高了大豆根瘤干质量、根瘤固氮酶活性和土壤nifH基因丰度，增强了大豆的固氮作用，同时刺激了脲酶活性，提升土壤AOA和AOB的基因丰度，增加了土壤有效氮素的供应，从而使大豆植株氮含量提高了15.85%~24.93%。研究表明，氟磺胺草醚的施用抑制了大豆-根际系统的生物固氮作用，但接种Sinorhizobium sp.W16降解菌不仅能有效降低土壤中氟磺胺草醚的残留量、缓解氟磺胺草醚对大豆的持续药害，还增强了植物-根际系统中生物固氮能力、土壤有效氮素供应及大豆的氮素累积，对修复氟磺胺草醚污染土壤、增强大豆固氮具有较好的应用价值和市场前景。

• 不同增强试剂对二维电场下伴矿景天修复镉污染土壤的影响

  樊广萍,姚澄,周东美,张振华,童非,史高玲,张维国,陈未,李江叶,刘丽珠,李云涛,高岩

  为探讨添加不同增强试剂对二维电场下伴矿景天（Sedum plumbizincicola）修复镉（Cd）污染土壤的影响，采用室内盆栽试验，通过构建棒状石墨阳极在花盆四周，垂直网状不锈钢阴极在土壤表层的二维电场，研究了硫粉、菌菇渣溶解性有机质（DOM）和柠檬酸等不同增强试剂及固定直流电场和反转电场等不同电场模式对土壤理化性质、Cd迁移转化、伴矿景天生长和Cd吸收的影响。结果表明：无电场条件下，施加硫粉能使土壤pH下降0.5~1.0个单位，整体提高了土壤有效态Cd含量，并且显著提高了伴矿景天根部对Cd的积累，但显著降低了伴矿景天地上部生物量和地上部Cd积累量；施加DOM和柠檬酸可显著促进伴矿景天生长，但对伴矿景天吸收Cd影响较小，植物地上部Cd积累量分别是不添加增强剂的对照的1.43倍和1.60倍。施加固定直流电场使土壤表层总Cd发生迁移，增加了植物根区土壤总Cd含量，但并未使底层土壤总Cd向表层土壤迁移；反转电场缓解了土壤pH和有效态Cd的变化，使表层土壤总Cd向底层迁移。直流电场与DOM和柠檬酸共同作用时，固定直流电场和反转电场均显著抑制了伴矿景天的生长和对Cd的积累，电场对伴矿景天生长和Cd吸收的影响占主导地位；直流电场与硫粉共同作用时，硫粉对伴矿景天生长和Cd吸收的影响起主要作用。整体上，固定直流电场相较反转电场可增加植物对Cd的吸收，反转电场相较固定直流电场能增加植物生物量。固定直流电场与硫粉共同作用可显著增加伴矿景天根系Cd浓度，其对地上部的Cd吸收也有促进作用。研究表明，在利用伴矿景天修复碱性污染土壤时，电场+硫粉处理可作为一种有效的强化措施，但是硫粉的施用量需要进一步优化。

• 巯基坡缕石-硫酸锰复配对碱性土壤镉污染钝化阻控效应

  雍莹莹,徐应明,黄青青,梁学峰,孙约兵,王林,秦旭,赵立杰

  为探讨巯基坡缕石（MPAL）和硫酸锰（MnSO4）复配处理对碱性土壤镉（Cd）污染钝化阻控效应，以河南省Cd污染小麦土作为供试土壤，进行了土壤单施MPAL、单施MnSO4及MPAL和MnSO4复配施用的为期30 d的土壤老化培养实验。结果表明：土壤孔隙水中Mn含量主要受外源MnSO4添加剂量的影响，受MPAL添加量影响较小。随着外源MnSO4添加剂量的增加，土壤DTPA-Mn含量显著升高，但DTPA-Cd含量与空白对照（不添加MPAL和MnSO4）间并无显著差异。MnSO4和MPAL复配施用对碱性土壤Cd的钝化效果优于单施MPAL和单施MnSO4处理，其中，MPAL和MnSO4复配处理、单施MnSO4及单施MPAL处理对土壤Cd的最大钝化率分别为57.7%、19.2%和41.8%。在所有复配处理中，添加0.025% MnSO4对MPAL钝化Cd无显著影响或存在一定的活化作用，而添加0.1%~0.2% MnSO4对MPAL钝化Cd具有促进作用，在较高剂量MnSO4对MPAL钝化Cd呈促进作用的情况下，MnSO4对0.01% MPAL作用最大，随着MPAL添加剂量的增加，这种促进效应逐渐降低。研究表明，MPAL与MnSO4合适剂量复配处理可以高效固定土壤Cd，是适用于修复碱性农田Cd污染土壤的良好方法。

• 硫铁矿区污染土壤镉铅高富集蓖麻品种筛选

  鲍广灵,陶荣浩,张慧敏,叶文玲,胡兆云,周彩玲,马友华

  蓖麻（Ricinus communis L.）是一种有价值的能源作物，筛选适合在硫铁矿区严格管控类耕地上种植的Cd、Pb高富集蓖麻品种，可以合理地利用污染农田且能生产生物能源。选取18个蓖麻品种，通过大田试验，研究Cd、Pb胁迫下蓖麻的生物量及产量、根际土壤Cd、Pb含量及不同蓖麻品种Cd、Pb的提取量、富集与转运差异、根际土壤重金属有效态等。结果表明，不同蓖麻品种的全株生物量及果实的产量之间差异明显；重金属Cd、Pb在蓖麻不同组织的分布情况均为根>茎>叶>壳>籽粒，18个品种蓖麻Cd的富集系数均大于1，Pb的富集系数均小于1，同一个品种茎叶Cd的转运系数均高于果实Cd转运系数，茎叶Pb的转运系数除BM-6外，均高于果实Pb的转运系数； Cd的最大提取量为42.67 mg·株-1，Pb的最大提取量为1 482.22mg·株-1；根际土壤有效态Cd、Pb含量均高于背景值，有效态Cd含量为1.25~2.82 mg·kg-1，有效态Pb含量为72.20~108.79 mg·kg-1；通过聚类分析，品种BM-6、BM-7、BM-11、BM-13、BM-15和BM-18为蓖麻Cd、Pb高富集的品种。根据蓖麻生物量和产量，植株Cd、Pb含量及提取量，富集及转运系数，根际土壤有效态及酶活性等指标进行综合评价，认为BM-2、BM-6、BM-7、BM-15和BM-18共5个品种可作为Cd、Pb高富集蓖麻品种在严格管控类耕地上推广种植，其中效果最好的品种是BM-18。

• 基于多目标重金属元素筛选低累积芸豆品种

  秦冉,龚思同,娄飞,马智黠,何守阳,何腾兵,付天岭

  为筛选基于多目标重金属元素芸豆品种，保障芸豆生产输出潜力，以黔西北主栽的10个芸豆品种为研究对象，通过污染区田间微区试验，研究不同芸豆品种中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni等典型有害重金属元素的污染特征和富集系数。结果显示：10个芸豆品种对8种典型有害重金属的吸收累积能力整体呈现Zn>Cu>Cd>Ni>Hg>Cr>As>Pb的特征；芸豆对Zn、Cu元素的富集能力较强（富集系数0.2左右），对Cd的富集能力较弱（富集系数0.02~0.05），对Pb、As、Cr、Ni、Hg富集能力非常弱（富集系数不足0.01）。芸豆品种间对同一典型有害重金属元素的累积存在显著差异，按照芸豆中重金属含量进行聚类分析，可以把芸豆品种划分为较高值类、中间值类、较低值类3个类别，富集系数也可以相应地明显区分开来。其中，黑红芸豆、威芸一号、大红芸豆和红芸豆可作为Cd的低累积推荐品种；红芸豆、朱砂豆、圆花豆可作为Hg的低累积推荐品种；本地芸豆、黑芸豆、圆花豆、威芸一号和朱砂豆可作为As的低累积推荐品种；黑芸豆、奶花豆、本地芸豆和朱砂豆可作为Pb的低累积推荐品种；威芸一号和圆花豆可作为Cr的低累积推荐品种；朱砂豆可作为Cu的低累积推荐品种；黑芸豆、本地芸豆、大红芸豆、威芸一号、红芸豆和朱砂豆可作为Zn的低累积推荐品种；大红芸豆、威芸一号、黑红芸豆、红芸豆可作为Ni的低累积推荐品种。研究表明，10个芸豆品种均可以作为黔西北Cd污染区的推荐品种，但其体内重金属Cu、Zn超标风险须引起特别关注。

• 生物炭对铅矿区污染土壤修复效果的稳定性研究

  杨凯,王营营,丁爱中

  为探究生物炭钝化修复铅矿区污染土壤的稳定性以及对土壤质量的影响，采集了山西省某铅矿区表层土壤，将500℃下制备的麦秆生物炭和玉米秆生物炭按照0 （对照）和5%质量比分别添加到污染土壤中进行30 d恒温恒湿、30轮（历时30 d）干湿交替和冻融循环3种老化试验。结果表明： 3种老化条件下，玉米秆生物炭对土壤中Pb的钝化效果均好于麦秆生物炭，与各自对照相比，添加玉米秆生物炭处理Pb的有效态含量分别下降了47.4%、16.1%和45.0%。3种老化条件下，玉米秆生物炭未对基于蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性的土壤酶综合活性指标产生负面影响。因此，玉米秆生物炭比麦秆生物炭具有更高的用于原位修复铅矿区污染土壤的潜力。

• 盐碱农田土壤铬污染特征及健康风险评价——以山东省滨州市滨城区为例

  王玥,刘莹雪,李丹丹,何睿,王伟,刘月仙,陆兆华,张萌

  以山东省滨州市滨城区农村、郊区、城区3个区域的农田土壤为研究对象，分析各区域农田土壤重金属铬（Cr）的含量及分布特征，采用单因子污染指数（Pi）与综合污染指数（P综）法对土壤重金属Cr污染水平进行评价，并根据人体健康风险评估模型对各区域Cr暴露的人体健康风险水平进行评估。研究结果表明：滨城区土壤重金属Cr含量范围为20.56～49.58 mg·kg-1，远低于土壤污染风险筛选值，均低于管制值，由高到低顺序依次为城区>郊区>农村，均处于清洁状态；以滨城区农村农田实测表层Cr含量平均值为背景值，Pi分析结果显示，城区、郊区、农村Cr含量超出背景值点位率分别为60%、56%、42%，P综结果显示，超出背景值的点位率分别为53%、48%、45%。各区域土壤重金属Cr对儿童和成人均不造成非致癌风险、致癌风险和总风险。

• AQDS和腐植酸对微生物介导铁还原过程的影响

  牛丹妮,弓晓峰,李远航,孙玉恒,舒瑶,曾慧卿

  为探讨异化铁还原过程中电子传递物质的影响，研究了在腐败希瓦氏菌（希瓦氏菌属）介导下，腐植酸、腐殖质同类物蒽醌-2，6-二磺酸盐（anthraquione-2，6-disulfonate，AQDS）在厌氧条件下对异化铁还原过程的影响，并进行Logistics方程拟合；同时对不同来源腐植酸进行了元素分析、紫外-可见光吸收光谱分析和傅里叶红外吸收光谱分析。结果表明：添加低质量浓度（10~100 mg·L-1）土壤腐植酸对异化铁还原过程的促进效果不明显，而高质量浓度（200~500 mg·L-1）促进效果显著；与对照组（添加2 mL无菌水处理）相比，添加了泥炭湿地腐植酸的体系中Fe（Ⅱ）最终产生量增加，但各质量浓度处理间Fe （Ⅱ）产生量差别较小； AQDS促进Fe （Ⅲ）还原，其添加浓度越高，还原效果越好。Logistics方程显示，腐植酸和AQDS均能加快Fe （Ⅲ）还原速率，有效提高Fe （Ⅲ）还原率。两种不同来源腐植酸的分析结果显示，两者均有大量含氧活性官能团和芳香族、脂肪族物质，但与泥炭湿地腐植酸相比，土壤腐植酸腐殖化和芳香化程度更强。研究表明，腐植酸和AQDS作为电子传递物质，对促进微生物介导的铁还原过程有重要作用，且芳香化程度越强，促进效果越显著。

• Thauera humireducens合成钯纳米颗粒及其催化除铬性能研究

  张巍,王希,李依娜,郭琳,张宝刚

  为了提供制备过程环境友好、性能良好的催化剂，采用反硝化菌Thauera humireducens（T.humireducens）合成钯纳米颗粒（Pd-NPs），并评价其催化去除地下水中Cr（Ⅵ）的性能。结果表明：利用T.humireducens能够在24 h内制得尺寸集中分布在2~6nm、分散良好的Pd-NPs。提高初始Pd（Ⅱ）和HCOONa浓度、增大微生物接种量及营造弱酸性环境，均能加快T.humireducens合成Pd-NPs的速率。相比于化学方法制备的Pd-NPs，T.humireducens合成的Pd-NPs能够更高效地将Cr（Ⅵ）催化还原为不溶的Cr（Ⅲ），1.5 h内Cr（Ⅵ）的还原效率达95%。循环使用3个周期后，T.humireducens合成的Pd-NPs的催化活性仅下降13%。本研究首次证明反硝化菌T.humireducens可快速合成Pd-NPs，且合成的Pd-NPs可用于地下水的铬污染治理。

• 湿地植物香蒲根系抗氧化酶活性和根系分泌物对阿特拉津胁迫的响应

  武淑文,侯磊,刘云根,范黎明,叶敏

  为探明阿特拉津胁迫下水生植物根系的生理响应特征，以典型湿地植物香蒲（Typha angustifolia L.）为研究对象，采用水培实验，研究阿特拉津（0、0.2、0.4 mg·L-1和2.0 mg·L-1）胁迫45 d对香蒲根系阿特拉津积累、抗氧化酶活性以及根系分泌物的影响。结果表明：阿特拉津可以在香蒲根系积累且显著降低香蒲生物量。随阿特拉津胁迫的提升，根系丙二醛（MDA）含量持续升高；超氧化物歧化酶（SOD）活性显著降低（P<0.05），过氧化氢酶（CAT）活性呈先增加再降低趋势（P<0.05），且在0.4 mg·L-1时达到最大值，较对照提高123.7%；阿特拉津胁迫对谷胱甘肽（GSH）活性无明显影响。香蒲根系分泌物中检出的化合物种类随着阿特拉津质量浓度的升高而增多，主要包括烷烃、烯烃、酯、胺、醇、酚、酮和有机酸类化合物，其中烷烃类化合物种类最多且相对含量最大；高浓度阿特拉津胁迫（2 mg·L-1）抑制酯类和醇类化合物的分泌，而提高酚类和有机酸类化合物的分泌量；根系阿特拉津含量、MDA含量分别与酚类和有机酸类的相对含量呈正相关关系。研究发现，阿特拉津胁迫诱导的氧化应激激活了香蒲根系的抗氧化防御系统，植物通过调节分泌物的组成和含量应对胁迫，最终降低了生物量的积累。

• 不同雨强和植被盖度对稻田径流及氮素流失的影响

  严磊,邓旭哲,薛利红,侯朋福,徐德福,杨林章

  阐明径流及养分流失特征对制定农田径流削减策略、降低面源污染发生风险具有重要意义。为明确稻田径流和氮素流失对雨强的响应，分别在水稻生育前期（低植被盖度）和后期（高植被盖度）选择3个降雨强度[低雨强（SI），30 mm·h-1；中雨强（MI），60 mm·h-1；高雨强（LI），90 mm·h-1]进行了田间降雨模拟试验。结果表明：稻田径流率均呈先上升后下降的趋势，且径流率峰值随雨强增大而增加。不同降雨强度下径流率峰值分别为72.58 （SI）、126.45 （MI）、234.90 （LI） m3·hm-2·h-1（低植被盖度）和41.94（SI）、70.02 （MI）、83.30 （LI） m3·hm-2·h-1（高植被盖度）。径流氮素浓度在初始产流期较高，不同植被盖度和雨强下径流氮素浓度随径流时间的变化均可以用对数函数方程进行描述[Y=a-b×ln （X+c），P<0.01]。与浓度表现不同，受径流率影响，径流发生后的前40min内的氮素流失风险较高，特别是在径流发生后的20~30 min （流失率峰值时间）。低植被盖度下氮素流失率更易受降雨强度影响，两种植被盖度下氮素流失率峰值分别为0.07 （SI）、0.10 （MI）、0.27 （LI）kg·hm-2·h-1（低植被盖度）和0.05 （SI）、0.04 （MI）、0.06 （LI）kg·hm-2·h-1（高植被盖度）。因此，不同雨强下氮素流失负荷在低植被盖度条件下差异显著，且高降雨强度的氮素流失量（10.02mg·m-2）显著高于中、低降雨强度，铵态氮（NH4+-N）是稻田径流氮素流失的主要形态（占比约41%~52%）。氮素流失负荷与径流发生前期（0~20 min）和中期（20~40 min）的径流率及氮素浓度密切相关。结果表明，初始产流期是稻田氮素流失的高浓度风险期，而径流发生后的20~30 min内氮素流失最快，低植被盖度下径流发生更易受雨强影响。

• 生物炭原位添加对养殖池塘底泥中微生物群落结构的影响

  赵汉胤,陈潘毅,唐欣哲,陈以芹,李娟英

  为深入了解生物炭添加对养殖底泥微生物群落结构的影响，采用高通量测序方法，分析了在养殖池塘现场原位修复期间，养殖底泥中微生物群落的变化特征。结果显示：添加小麦秸秆生物炭修复期间，Simpson多样性指数先降低后逐渐升高，在第42 d时指数达到最低（0.16），Shannon指数与Chao1指数以及OTU数的变化也呈现相似的规律，即在第42 d时生物丰度达到最大值。养殖底泥细菌中门水平优势细菌相对丰度发生改变，变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）的相对丰度显著提高，而酸杆菌门（Acidobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）的相对丰度降低。Heatmap图也呈现出相似的结果，即Ardenticatenales、芽单胞菌科属（Gemmatimonadaceae）、bacteriap25和棒状杆菌属（Rokubacteriales）的相对丰度出现了先增加后降低的趋势。研究表明，养殖底泥中添加小麦秸秆生物炭可以改善微生物的群落结构，进而有助于底泥中多环芳烃等有机污染物的降解去除。

• 凹凸棒添加对有机肥发酵温度及养分的影响

  王钰轩,俄胜哲,袁金华,姚佳璇,王少琦,赵天鑫

  为充分利用凹凸棒石的吸附性能，降低有机肥发酵过程中的碳氮损失，减少臭气排放，设置4个不同凹凸棒石添加量（0、5%、10%、15%），探讨凹凸棒石添加量对有机肥发酵温度、养分含量及养分损失率的影响。结果显示：相比不添加凹凸棒石的对照，添加凹凸棒石可降低堆肥发酵最高温度，延长高温持续时间，降低堆体水分损失速率； 5%凹凸棒石添加可显著降低氮素损失约10个百分点，但当其添加量超过10%时，氮素损失反而增加；添加凹凸棒石显著降低了有机质含量和损失率，且凹凸棒石添加量与有机质损失率呈显著负相关关系。此外，添加凹凸棒石可提高有机肥的钾素含量，但对磷素的含量和损失无显著影响。研究表明，有机肥生产工艺中，凹凸棒石的适宜添加量应为物料总质量的5%~10%。

• 秸秆与缓控释肥配施对双季稻田氨挥发的控制效果

  肖其亮,朱坚,彭华,简燕,纪雄辉

  为减少双季稻田氨（NH3）挥发损失，以农民常规施肥采取的尿素一次性表施（CF）为对照，在氮肥深施条件下，设置秸秆还田（R1）、秸秆移除（R0）两种水稻秸秆利用方式和常规尿素（CU）、包膜尿素减量（PU）、控释尿素减量（LU） 3种不同施肥模式，研究了在双季稻种植模式下深施、秸秆利用方式及施肥模式对稻田田面水氮浓度、pH值及NH3挥发损失的影响。结果表明：早、晚稻NH3挥发均主要发生在施肥后一周，且晚稻NH3挥发量远大于早稻。不同施肥处理双季稻NH3挥发总量依次为CF>CUR0>CUR1>LUR0>LUR1>PUR0>PUR1；秸秆利用方式显著影响NH3挥发，但对田面水氮素浓度影响较小。与R0处理相比，R1处理NH3挥发显著降低了8.67%；施肥模式显著影响NH3挥发和田面水氮素浓度。与CU处理相比，PU和LU处理NH3挥发分别显著降低了75.68%和39.14%；秸秆利用方式与施肥管理交互作用显著，其中R1与PU结合效果最佳，PUR1处理较PUR0处理可降低15.07%的NH3挥发。研究表明，适当降低施氮水平，采取包膜尿素深施并搭配秸秆还田的施肥管理模式，是具环境友好性的氮肥管理模式。

• 双氰胺减少铵态氮肥施用后潮土N2O排放的机制

  马兰,李晓波,马舒坦

  为探讨双氰胺（DCD）减少铵态氮肥施用后氧化亚氮（N2O）的排放机制，通过开展好氧培养试验，研究DCD配施铵态氮（NH4+-N）或亚硝态氮（NO2--N）对潮土土壤N2O排放的影响，同时添加不同浓度NO2--N模拟NO2--N累积对N2O和CO2排放的影响。结果表明： DCD仅对NH4+-N氧化过程中N2O排放有抑制作用，对NO2--N还原过程中产生的N2O没有影响；培养前7 d，DCD显著抑制NH4+-N的氧化过程，降低净硝化速率，而在添加NO2--N土壤中加入DCD后净硝化速率显著增加，培养30 d后，DCD对NH4+-N和NO2--N氧化过程均没有影响；添加外源NO2--N明显促进了N2O排放，其排放通量显著高于不施肥的对照处理； N2O累积排放量同NO2--N浓度呈正相关，CO2累积排放量同NO2--N浓度呈显著负相关。研究表明，DCD可以避免NO2--N大量累积而产生的毒害作用，但仅对氨氧化过程N2O减排有效果，因此亟待研发适于抑制NO2--N产生N2O的新型抑制剂。