农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2021年第2期

• 《农业环境科学学报》2020年刊出论文简评

  蔡祖聪

  本文对《农业环境科学学报》2020年全年发表的文章作了评述，总结分析了与2019年相比各栏目刊登内容上的一些变化，并按当前农业环境领域关注的热点研究对象：重金属、温室气体、面源污染、抗生素和抗生素抗性基因（AGRs）、微塑料等分别进行了其研究内容评述，指出了各方面未来研究中应重点关注的问题及《农业环境科学学报》的未来刊登重点。

• 土壤微塑料和农药污染及其对土壤动物毒性效应的研究进展

  薛颖昊,黄宏坤,靳拓,陈思,徐湘博,李少华,宝哲,居学海,习斌

  微塑料和农药可能会在土壤中长期共存，塑料制品的种类和结构差异导致其对化学污染物有不同的亲和力和吸附行为。因此，微塑料可作为农药的载体，与农药形成复合污染，对生物体产生联合毒性效应，进而对食物链乃至人类产生健康危害。本文归纳了微塑料和农药对土壤环境的影响，阐述微塑料吸附农药的机理与研究现状，分析了微塑料和农药对土壤动物的联合毒性效应，指出当前研究存在的问题并对未来研究方向进行展望，为未来研究微塑料与农药在土壤中的环境行为提供重要参考。

• 土壤有机碳组分化学测定方法及碳指数研究进展

  张方方,岳善超,李世清

  为探究土壤有机碳组分化学测定方法的优缺点和适宜使用范围，基于前人研究，对近年来使用较多的KMnO4氧化法、改进的Walkley-Black氧化法、酸水解法测定土壤有机碳组分的原理、特点和适用范围进行了全面综述，重点阐述了3种方法测定有机碳组分的优缺点，探讨了有机碳组分测定方法发展对碳库管理指数（CMI）计算方法的完善，以及不同测定方法分类的有机碳活性组分和惰性组分在固碳指数（RI）计算上的差异。利用文献计量分析方法，比较了3种方法在近19年（2001—2019年）的引用量，以及近10年（2010—2019年）利用这3种方法进行CMI和固碳研究的引用趋势。在比较3种方法优缺点和引用趋势的基础上，得出如下结论：KMnO4氧化法适合用于土壤活性有机碳测定和CMI的计算，且使用20 mmol·L-1 KMnO4能够有效规避该方法的多数缺点；改进的Walkley-Black氧化法适合用于土壤固碳研究和CMI的加权计算；酸水解法适合于以探究生化稳定性为目标的有机碳活性组分和稳定组分测定。最后，展望了未来在有机碳组分测定方法的发展方向、提高土壤固碳潜力和建立碳库评估新模型上需要深入研究的重点问题，旨在为揭示土壤质量动态变化提供科学参考。

• 氮肥对双季稻根表铁膜形成及双季稻镉积累的影响

  张玉盛,周亮,肖欢,匡瑜,敖和军,田伟,肖峰,向焱赟,张小毅

  为探究淹水条件下氮肥比例对水稻根表铁膜形成量及对镉吸收转运的影响，开展大田试验，选取早稻株两优819（低镉品种）、陆两优996（高镉品种）和晚稻湘晚籼12号（低镉品种）、玉针香（高镉品种）为试验材料，以水稻全生育期施氮量为180 kg·hm-2，设3个氮肥比例，基肥：蘖肥：穗肥：粒肥分别为4：4：2：0（T1）、8：0：2：0（T2）、6：0：2：2（T3）及不施氮处理（CK）。水稻分蘖期和乳熟期，整株采集水稻，测定植株各部位镉含量和根膜铁、镉含量；成熟期测定根、茎叶、糙米镉含量。结果表明，不同稻季低镉品种根膜铁含量为分蘖期>乳熟期，高镉品种根膜铁含量及镉吸附量为乳熟期>分蘖期。株两优819、陆两优996和玉针香乳熟期根膜镉含量以T1、T2处理时较CK有所降低，T3处理时最高，湘晚籼12号以不施氮情况下最高，T2处理下最低。高镉品种陆两优996不同时期根膜铁含量与根膜镉含量显著正相关（P<0.05），高镉品种玉针香分蘖期根膜铁含量与根膜镉含量显著正相关（P<0.05），乳熟期根膜铁含量与叶、穗镉含量显著负相关（P<0.05）。水稻根和茎、叶镉含量随生育期的延长而增加，施氮可降低早稻成熟期各部位镉含量，提高晚稻根和茎、叶镉含量。不同稻季糙米镉含量在氮处理下显著降低，施氮量一致情况下，改变氮肥比例对低镉品种株两优819和湘晚籼12号糙米镉含量无明显影响，高镉品种陆两优996和玉针香糙米镉含量以T3处理降低最明显，较CK分别降低52.72%和74.13%。由此可知，淹水条件下，可依据水稻品种，结合水稻镉积累关键生育期，制定合理的氮肥比例以降低糙米镉含量。

• 叶面喷施苹果酸对水稻Cd积累特性的影响

  王惠君,薛卫杰,张昕,张长波,黄永春,任兴华,刘仲齐

  为了探讨水稻开花期喷施苹果酸对稻米Cd积累特性的影响，对4个早稻品种各器官的Cd含量及其Ca、Fe、Mn、Zn和氨基酸含量的变化进行了分析。结果表明，喷施2~3次5 mmol·L-1苹果酸能使稻米、穗颈、穗节和旗叶中的Cd含量显著下降，稻米中的Cd平均含量从0.26 mg·kg-1分别下降至0.14 mg·kg-1和0.09 mg·kg-1，降幅分别为46.15%和65.38%。喷施3次苹果酸后，稻米中的甘氨酸和缬氨酸含量分别增加了46.45%和34.56%。穗节中的Cd含量是穗颈和旗叶Cd含量的2~10倍，喷施2~3次苹果酸显著抑制了Cd从旗叶向穗节的转移，使穗节中的Cd浓度分别下降35.00%和56.88%。与此同时，喷施苹果酸使水稻各器官中Ca的含量显著上升，Fe、Mn、Zn的含量显著下降；其中稻米中的Ca含量增加16.02%~26.60%，Fe含量下降30.54%~43.14%，Mn含量下降23.07%~28.55%，Zn含量下降11.31%~19.57%。由此可见，喷施苹果酸主要通过抑制Cd由营养器官向籽粒的转运来降低稻米中的Cd含量，同时还能促进Ca的转运和稻米中氨基酸的合成。

• 耐镉阿氏芽孢杆菌缓解水稻受镉胁迫的研究

  范美玉,黎妮,贾雨田,张超,王伟平,杨志伟

  为了探究阿氏芽孢杆菌T61缓解水稻受镉胁迫的效应，运用96孔板法、电感耦合等离子体质谱法、比色法测定菌株T61的镉耐受性、镉去除率和植物促生性；利用绿色荧光蛋白标记的T61，观察菌株在水稻上的定殖；利用蘸根法施加T61菌剂，观察其降低水稻籽粒镉积累的效应。结果表明：菌株T61对Cd2+的最大耐受浓度达到500 μmol·L-1；在含镉液体培养基中培养24 h后，菌株T61对Cd2+的去除率超过50%。菌株T61可以合成植物促生性物质吲哚乙酸（6.2 μg·mL-1）和铁载体（46.6 μmol·L-1），并具有溶磷能力（37.1 μg·mL-1）。菌株T61可以在水稻根和茎上定殖。大田条件下，T61菌剂可以降低营养期水稻茎叶丙二醛含量和抗氧化酶活性，并使水稻728B和NX1B籽粒中的镉含量分别降低13.5%和11.2%。研究表明，阿氏芽孢杆菌T61是一株具有植物促生性的耐镉细菌，可以缓解某些水稻品种遭受的镉胁迫，在镉污染稻田的微生物修复方面具有一定的应用前景。

• 模拟大气镉沉降量对空心菜种子发芽的影响

  杜锦梦,易秀,崔键,王巍,常雅军,刘晓静,姚东瑞

  大气镉沉降严重威胁蔬菜安全生产，揭示其对种子发芽的影响能够为相关防控政策的制定提供依据。本研究以南京市场6个主流空心菜品种（白骨大叶、白骨柳叶、柳叶、双机竹叶、特选泰国和正宗三叉）为研究对象，设置3个大气镉沉降梯度（3.0、9.0、18.0 mg·m-2）进行了7 d种子发芽实验。结果表明：大气镉沉降量使白骨大叶和双机竹叶的发芽峰值日提早1 d，分别显著降低白骨大叶的发芽势和白骨大叶、白骨柳叶、特选泰国空心菜种子的根长及后两者的根长活力指数，而显著提高柳叶的发芽势、发芽指数、根长和鲜质量两种活力指数及双机竹叶的活力指数。相关性分析发现，大气镉沉降量与白骨柳叶种子的根长活力指数显著负相关，与柳叶种子的根长活力指数呈显著正相关，与白骨大叶和双机竹叶种子的烂根率呈显著负相关。白骨柳叶和柳叶种子的发芽受大气镉沉降量的影响较大，主要是种子根发育受到大气镉沉降量的影响，且适量的大气镉沉降可以缓解白骨大叶和双机竹叶种子的烂根状况；特选泰国和正宗三叉品种的发芽情况受大气镉沉降量的影响不明显。

• 杀螟丹和Cr6+复合污染对赤子爱胜蚓的毒性研究

  朱艳,高晨昕,孟雨婷,肖娴,刘建国,赵远

  为了考察土壤中重金属与农药复合体系下的联合毒性效应，以赤子爱胜蚓为受试生物，采用毒性试验方法，研究了Cr6+和杀螟丹的单一及复合污染对蚯蚓的影响。结果表明，杀螟丹对赤子爱胜蚓单一毒性大于Cr6+，杀螟丹和Cr6+联合毒性效应作用类型以拮抗作用为主。在不同污染物暴露下，蚯蚓的生理生化指标都有不同程度的变化。杀螟丹单一作用时，赤子爱胜蚓体内蛋白含量随染毒时间和浓度增加先升高后降低；在短时间内，超氧化物岐化酶（Superoxide dismutase，SOD）活力存在诱导作用；丙二醛（Malondialdehyde，MDA）和过氧化氢酶（Catalase，CAT）含量在染毒初期被促进，随时间延长两者含量大幅度降低。Cr6+单一作用时，赤子爱胜蚓体内蛋白含量、CAT活力随Cr6+浓度升高先升高后降低； SOD活力在后期受到抑制，MDA含量持续升高。杀螟丹和Cr6+联合作用初期对赤子爱胜蚓体内蛋白含量有增加作用； SOD活力前期、中期促进，后期抑制；随染毒时间的延长，CAT活力升高，MDA含量则降低。研究表明，SOD活力、MDA含量均可作为蚯蚓在应对氧化胁迫时，机体受氧化损伤程度的判断指标。

• 退化喀斯特生态恢复过程对土壤微节肢动物群落多样性的影响

  李宜蓉,龙健,李娟,刘灵飞,廖洪凯,王显,杨睿

  为研究退化喀斯特生态恢复演替过程中土壤微节肢动物的变化特征，采用空间代替时间的方法，选取茂兰自然保护区内的草地、灌木丛、灌木林和原森林4种不同演替过程的典型样地，采集土壤样品并分离鉴定土壤动物，分析退化喀斯特生态环境的恢复过程中土壤微节肢动物群落特征及其与土壤性状的关系。结果表明：共获得土壤微节肢动物121只，隶属2纲3目9科，土壤微节肢动物群落丰富，其中隐气门亚目螨、捕食性螨在不同的恢复阶段处于优势群落的地位。Pearson相关性分析表明，铵态氮、易氧化碳对土壤微节肢动物营养功能群落结构和多样性（除均匀度指数）的影响较为显著。研究表明，退化喀斯特生态环境恢复过程对土壤微节肢动物的多样性、丰富度和均匀性均产生了极显著影响（P≤0.01），对于土壤微节肢动物微食物网的形成起到积极的作用。

• 巯基化坡缕石对碱性土壤镉污染的快速钝化修复效应

  何丽质,徐应明,宋常志,吴义茜,黄青青,梁学峰

  为了探究巯基化坡缕石作为钝化剂在镉污染碱性土壤上的适用性及应用潜力，选取典型镉污染碱性土壤，以青菜和生菜为模式作物开展盆栽试验和土壤培养试验，研究巯基化坡缕石对碱性土壤镉污染的快速钝化修复效应。结果表明：巯基化坡缕石在应用剂量为0.1%~0.3%（m/m）时可以使生育期内青菜地上部镉含量降低81.44%~93.44%，根系镉含量降低68.47%~85.63%，生菜地上部镉含量降低65.11%~92.18%，根系镉含量降低57.77%~91.92%。收获时可食部位镉含量满足国家食品卫生标准限量值要求，在极低的应用剂量下显著的钝化效应是其优势。巯基化坡缕石可使土壤DTPA浸提有效态镉含量降低68.57%~84.10%，钝化过程速度快，5 d左右达到平衡，可以用二级动力学拟合。连续浸提形态分析显示，巯基化坡缕石能够快速减少土壤中可交换态和碳酸盐结合态镉含量，并显著提高易还原金属氧化物结合态镉含量，使镉由活泼态向不活泼态转化，从而减少作物吸收累积。巯基化坡缕石同时抑制了青菜和生菜对镉的转运系数和生物累积系数，进一步降低了可食部位镉含量。研究表明巯基化坡缕石是一种在镉污染碱性土壤上具有快速钝化作用和良好应用潜力的高效钝化剂。

• 磷酸氨基酸盐对Cd污染土壤的淋洗效果

  季蒙蒙,王星星,马欢欢,张长波,阮文权,任洪艳,邓芸

  为减少淋洗修复对土壤环境的影响，从12种不同磷酸氨基酸盐中筛选出了淋洗效率较高且价格低廉的最佳淋洗剂[Gly][H2PO4]，探究了淋洗时间、淋洗剂浓度、液土比和pH对淋洗效果的影响，并对淋洗后土壤理化性质的变化进行了研究。结果表明：当淋洗剂浓度为0.3 mol·L-1、液土比为4、淋洗时间为60 min时，淋洗剂[Gly][H2PO4]对Cd的去除率最高可达55.4%。淋洗后土壤有机质、总氮、总磷、速效钾含量上升，土壤脱氢酶和β-葡萄糖苷酶活性先降低后升高。在淋洗后第28 d时，两种酶的活性与原土相比，分别升高了61.3%和37.3%。在淋洗废液中添加Ca（OH）2，当其浓度为20 g·L-1时，废液中Cd去除率为96.57%，达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）的排放要求（<0.1 mg·L-1）。因此，[Gly][H2PO4]可作为环境友好型淋洗剂用于Cd污染土壤的修复。

• 磷强化米饭残渣生物炭对土壤中Cd的稳定化

  彭亚茹,吴维隆,郭智强,刘俊汐,齐伟栋,张增强,李荣华

  为探讨磷强化生物炭材料的环境应用，将餐厨米饭残渣掺杂磷酸二氢钙后在600℃下进行缺氧热解制成磷强化餐厨米饭残渣生物炭（EFB），同时制备未强化生物炭（FB），并对其进行表征；此后，将两种生物炭分别按0（对照CK）、1%和3%的比例施于Cd污染土壤（总Cd含量14.47 mg·kg-1）中，进行30 d的培养试验和30 d的小芥菜盆栽试验，以探究FB和EFB对污染土壤中Cd稳定化的影响。结果表明：相比于FB，EFB具有较高含量的磷和较多的焦磷酸钙、三斜磷钙石和羟基磷灰石等磷酸盐矿物，且这些磷酸盐矿物能通过表面沉淀的方式降低Cd的迁移能力。相比于CK，添加FB和EFB能提升土壤pH和电导率，降低土壤有效态Cd含量，促使Cd从弱酸提取态和可交换态向可氧化态和残渣态转化，促进土壤磷素供给和小芥菜生长，并以3% EFB处理效果最为显著。盆栽实验中，与CK处理相比，1% FB、3% FB、1% EFB和3% EFB处理使小芥菜茎叶干质量分别提高了44.28%、136.53%、91.88%和189.67%，小芥菜茎叶部位的Cd含量分别降低了38.17%、81.74%、74.59%和91.08%。研究表明，将餐厨米饭残渣制备为生物炭材料FB和EFB，均可促进污染土壤Cd的稳定化，且EFB的应用效果更为显著。

• 间作对伴矿景天与红背桂花生长及镉锌吸收的影响

  关元静,刘鸿雁,孙曦,朱仁凤,赵婕,张亚冰,吴龙华

  为探讨不同根系分隔方式间作对植物生长和Cd、Zn吸收的影响，以伴矿景天与红背桂花为供试植物，开展盆栽及田间试验。盆栽试验设置5个处理：伴矿景天与红背桂花塑料板分隔间作（地上部作用，COP）；伴矿景天与红背桂花300目尼龙网分隔间作（土壤溶液作用，COM）；伴矿景天与红背桂花无分隔间作（完全作用，CO）；红背桂花单作（EcM）；伴矿景天单作（SpM）。田间试验仅作无分隔间作处理。结果表明，COP条件下伴矿景天生物量略高于SpM处理，较COM及CO条件下高达100%、149%，差异显著。COP条件下每株伴矿景天的Cd、Zn吸收量分别较SpM显著高28.3%和14.0%。随着根系相互抑制作用的逐渐增强，COM和CO条件下伴矿景天每株Cd、Zn吸收量均显著低于COP及SpM处理。红背桂花的生长及Cd、Zn吸收性趋势与伴矿景天相似。田间条件下，因植物间距较大等因素，间作对二者生长及Cd、Zn吸收性均无显著影响。盆栽条件下，近距离间作时伴矿景天与红背桂花的根系相互作用将显著影响其生长和Cd、Zn吸收，田间条件下保持适宜的植物间距则不会出现抑制作用，二者在田间间作实现Cd/Zn污染土壤的边生产边修复是可行的。

• 地质高背景区马铃薯安全生产的土壤镉风险阈值

  王旭莲,刘鸿雁,周显勇,罗凯,于恩江,冉晓追

  为探讨我国西南喀斯特镉（Cd）地球化学高背景区马铃薯的安全生产，以贵州省5个县区105对土壤样品及对应马铃薯样品为试验材料，以食品安全污染物限量为标准（GB 2762—2017，Cd<0.1 mg·kg-1），利用回归模型推导基于马铃薯质量安全的土壤Cd风险阈值。结果表明：赫章县（HZ）和威宁县（WN）采样区土壤总Cd全部超过了土壤环境质量标准GB 15618—2018中农用地土壤污染风险筛选值，分别有92.3%和77.4%超过管制值，土壤处于中度到重度污染水平；长顺县（CS）和册亨县（CH）分别有80%和50%的土壤超过筛选值，但未超过管制值，土壤处于地质高背景的无污染水平。马铃薯Cd的点位超标率为17.1%，超标倍数仅为0.01~1.11倍，主要分布在WN；马铃薯Cd与土壤总Cd和有效态Cd的相关系数分别为0.587和0.755，均呈极显著正相关（P<0.01）。回归模型模拟基于马铃薯Cd限量标准（pH≤6.5、6.57.5）的土壤总Cd风险阈值分别为4.30、7.34、9.39 mg·kg-1，土壤有效态Cd阈值分别为0.22、0.02、0.01 mg·kg-1；黔西北HZ和WN的污染土壤总Cd风险阈值分别为5.11、7.75、9.39 mg·kg-1。研究区土壤Cd超标严重，马铃薯超标率相对较低，超标倍数小，基于马铃薯质量安全的土壤Cd风险阈值是农用地土壤污染风险管制值的2倍以上；基于本研究，现行的农用地土壤Cd标准应用于喀斯特地区较为严格。

• 微塑料在菲降解过程中对融合菌株F14的影响

  周昌鑫,侯彬,郭学涛,高乔,刘怡暄,卢静

  以聚乙烯微塑料（Polyethylene Microplastics，PE-MPs）为对象，探究其对融合菌株F14在降解菲过程中的影响。采用扫描电镜（SEM）对添加PE-MPs前后细胞形态进行表征，结果显示，添加PE-MPs后的细胞呈现明显的凹陷，且胞外聚合物明显增多；采用傅里叶变换光谱（FTIR）对F14菌株细胞表面化学成分进行表征，发现在接触PE-MPs后，菌株细胞表面的碳水化合物、多糖和酰胺的吸收强度发生了相对变化，蛋白质、核酸、多糖的相对含量明显增加；细胞活性氧测试表明，随着PE-MPs浓度的增加和培养时间的延长，F14细胞内活性氧含量逐渐降低，PE-MPs的粒径对细胞活性氧的产生量没有明显的影响。试验浓度和粒径范围内的PE-MPs的存在并没有抑制融合菌株F14对菲的降解，反而有所促进，推测可能是PE-MPs作为载体增大了F14和菲的接触机会，同时其可能对F14菌株细胞产生了应激反应，促使F14分泌胞外聚合物，同时减弱了F14细胞的氧化损伤，进而影响了F14对菲的降解过程。

• 桂林会仙湿地表层土壤中有机氯农药污染现状

  程铖,刘威杰,胡天鹏,邢新丽,毛瑶,石明明,许安,苏业旺,李星谕,余海阔,祁士华

  为了解会仙湿地表层土壤中有机氯农药（OCPs）的残留现状，于2019年11月，根据不同土地利用类型，在桂林会仙湿地18个点位分别采集了不同深度的表层土壤样品，采用GC-ECD法对土壤中24种OCPs进行检测分析，对其残留特征、可能来源和生态风险进行了相关研究。结果表明，研究区土壤中24种OCPs检出率均高于80%，总OCPs含量范围为3.56~69.7 ng·g-1，均值为14.0 ng·g-1，与其他研究区相比，OCPs残留量处于较低水平，其中主要组分为滴滴涕（DDTs）和甲氧滴滴涕（MXC）。农用地土壤中OCPs残留量较高，且OCPs在0~10 cm深度残留量高于其他深度。研究区土壤中OCPs主要来源于工业DDTs等传统农药的历史残留。生态风险评价结果表明研究区土壤中六六六（HCHs）生态风险较低，DDTs存在一定的生态风险。

• 苯多羧酸分子标志物对生物炭吸附磷行为的表征

  张军,周丹丹,常兆峰,王薇,李芳芳,刘洋,储刚,古正刚

  生物炭因其具有多孔、比表面积较大、含氧官能团较为丰富且芳香性较强等优点而在农业面源污染控制方面具有良好的应用前景。然而，生物炭应用于土壤后难以从土壤颗粒中分离出来，从而制约了其对农业面源污染物吸附行为的预测。分子标志物技术在表征有机碳行为领域做出了重要的贡献，苯多羧酸（Benzene polycarboxylic acids，BPCAs）分子标志物方法的引入，可为表征生物炭与磷之间相互作用提供新的视角。因此，本研究采用批量吸附实验，考察了烟秆和松木及其制备的生物炭对磷的吸附行为。结果表明，随热解温度的升高，生物质及其生物炭中各BPCAs含量及苯六甲酸（Benzene hexacarboxylic acid，B6CA）对BPCA的贡献率随热解温度的升高而增加，生物炭的芳香缩合度不断增强；两类生物炭对磷的吸附量均随热解温度的升高而降低，其中400℃烟秆生物炭和200℃松木生物炭对磷的吸附量最大。表面含氧官能团的减少和静电排斥作用降低了生物炭对磷的吸附，而较大的比表面积使烟秆生物炭的吸附量高于松木生物炭。烟秆生物炭中B6CA含量高于松木生物炭，因此其对磷的吸附量较松木生物炭高。

• 贵州草海表层沉积物重金属污染特征与源解析

  林绍霞,柳小兰,张转铃,肖致强,张清海

  为探明草海沉积物中重金属的污染水平和来源，将沉积物重金属与贵州表生沉积物地球化学背景值进行比较，阐述重金属沉积特征，以生物效应浓度为参考，评价重金属对水生生物的危害性；利用主成分分析法（PCA）、正定矩阵因子分析法（PMF）两种模型解析重金属污染源。结果显示，沉积物中只有Cu、Cr平均含量未超过背景值，Cd、Zn、Hg、As、Pb相对背景值的超标率分别为100%、95.23%、92.86%、83.33%、66.67%，Cu、Cr的含量大多低于效应浓度低值（ERL），部分样本的Cd、Hg、Zn含量大于效应浓度中值（ERM）限值范围；两种模型均识别出4种污染源，分别为地表径流源占13.31%，人为活动源占45.13%，地质背景源占38.32%，大气沉降源占3.24%。研究表明，两种模型解析的污染源均可得到很好的表达，说明沉积物中重金属来源明确，在制定污染防治措施时应重视人为活动的影响。

• 典型微塑料对环丙沙星在多孔介质运移的影响

  陈燕娜,吴鸣,程洲,胡晓农

  为探究微塑料对抗生素在多孔介质运移的影响，本文以聚丙烯（Polypropylene，PP）作为典型微塑料，以环丙沙星（Ciprofloxacin，CIP）为典型抗生素污染物，通过CIP的吸附实验和CIP在砂柱中运移实验，研究PP对CIP在多孔介质中的运移分布的影响。结果表明，PP对CIP的吸附能力强于石英砂对CIP的吸附能力，最大Langmuir吸附能力为1.03 mg·g-1。在砂柱实验中，CIP的流出浓度随PP含量的增加而降低，而流速增大时砂柱流出的CIP浓度峰值的出现时间提前。此外，当进入砂柱的CIP溶液浓度增大时，流出砂柱的CIP总量增大；溶液中增加NaCl、CaCl2和BaCl2等电解质提高离子强度，会增强CIP在砂柱中的迁移能力。研究表明，PP能显著影响CIP在多孔介质中运移的行为。

• 长江经济带农业种植-消费系统氮流时空格局演化规律与驱动机制

  庞爱萍,李春晖,易雨君

  针对农业农村氮过量使用产生的环境污染问题，采用物质流分析和空间分析方法，评估长江经济带农业种植-消费系统氮流时空格局演化规律及驱动机制。结果表明，1998年无机氮肥的输入量为1.088 5×1010 kg N，此后以1.14%的速度增长，2012年无机氮肥施用量开始减少，虽然2018年低于1998年水平，但无机肥施用仍是长江经济带农业种植子系统氮输入的主要来源，为其他路径氮输入总量的1.6倍。通过作物收获形式输出系统的有效氮量，并未受氮素输入波动的影响，2018年作物收获量分别比1998年和2008年高18.97%和25.71%。近几年长江经济带生猪养殖量有下降的趋势，但是受粪便及垃圾还田率下降的影响，居民及养殖区向环境排放的氮量并没有明显减少。受长江经济带城镇化进程加快以及农村人居环境整治的影响，通过污水直排的氮排放量呈现减少的趋势。无机氮肥施用、粪便和垃圾的产生、大气沉降、秸秆还田、污水直排和灌溉等氮流路径对氮径流流失的年均贡献比分别为0.53、0.28、0.11、0.04、0.02和0.01，随着时间的变化，各路径对氮流失量影响的趋势呈现差异，粪便和垃圾的产生对系统内氮流失的贡献比由1998年的0.33下降到2018年的0.26。从空间上看，四川省贯穿东北到西南的中部地区、浙江省中南部的大部分地区、重庆市东北和东南地区、云南省大部分地区都属于氮流失的高风险区，其分别占本省份面积的22.83%、22.10%、21.80%和25.14%，以上省份累积在土壤中的剩余氮素约有20%通过氮径流损失，极易造成水体的富营养化。

• 河北省规模肉鸭场粪污重金属和抗生素调查分析

  马金智,朱志平,卢连水,张万钦,薛鹏英,江旭东

  为探究河北地区典型规模化肉鸭养殖场粪污中重金属和抗生素排放特征，分别于2019年8月（夏季）和10月（秋季）定点监测8家规模化肉鸭养殖场饲料和粪污中的重金属；于2020年4月按养殖方式监测17家规模化肉鸭养殖场（包含地面养殖4家、垫料养殖5家、网上平养8家）的粪污样品中重金属与抗生素。结果表明：肉鸭饲料和粪污中重金属以Cu、Zn为主，含量分布呈现出Zn > Cu > Cr > Pb > As > Cd的特点，饲料与粪污中Zn呈极显著正相关（P喹诺酮类，磺胺类与大环内酯类未检测出，粪污中抗生素浓度呈现出地面养殖 > 网上平养 > 垫料养殖的特点。研究表明，垫料养殖是一种环境污染物排放较少的肉鸭养殖模式。

• 不同镁/磷盐添加剂对蓝藻堆肥的氮素损失控制效果

  唐尙柱,赵晓海,斯鑫鑫,王顺永,李珊珊,张学胜,李玉成

  为探究蓝藻好氧堆肥过程中较佳的氮素损失控制措施，以蓝藻为主要原料，菌渣、稻壳为调理剂，4种不同组合的镁盐和磷盐[Mg（OH）2+H3PO4（MP）、Mg（OH）2+KH2PO4（MKP）、MgSO4+H3PO4（MSP）、MgSO4+KH2PO4（MSKP）]为添加剂进行好氧堆肥试验，对不同处理下的氮素损失控制效果进行研究。结果表明：MP、MKP、MSP和MSKP处理组的NH3排放量相较于空白对照组分别降低了48.98%、45.95%、76.91%和38.65%； TN含量相较于初始值分别增加了66.31%、54.42%、30.15%和46.50%；氮素固定率分别为44.26%、41.36%、71.09%和33.54%。X射线衍射（XRD）分析结果证实不同处理组堆肥产品中均有鸟粪石（MgNH4PO4·6H2O）的存在。堆肥42 d后，除MSP处理组外，各组均已达到腐熟状态，且符合NY 525—2012标准。综合来看，MKP处理的氮素固定率略低于MP处理，但具有更高的微囊藻毒素降解率与总养分含量，是蓝藻堆肥工程化应用中理想的保氮方式。

• 高CO2浓度和叶面施锌对稻米锌营养的影响

  杨阳,户少武,牛玺朝,童楷程,陈晨,杨连新,王云霞

  水稻是全球半数以上人口的主食，增加稻米中的锌营养水平对解决人类锌缺乏至关重要。依托稻田FACE（Free Air CO2 Enrichment）平台，采用9个现代品种为供试材料，CO2处理设置环境CO2浓度（Ambient）和高CO2浓度（增200 μmol·mol-1）两个水平，锌处理设置对照（不施锌）和叶面施锌（灌浆前期喷施0.2% ZnSO4）处理，研究水稻糙米产量、锌浓度、锌有效性以及锌肥利用率对CO2和锌处理的响应及其品种间差异。结果表明，与Ambient相比，高CO2浓度使所有品种糙米产量平均增加15.7%，但对糙米锌浓度、植酸浓度及植酸与锌摩尔比均无显著影响，不同品种和不同锌处理条件下趋势均一致；高CO2浓度下扬稻6号和隆两优1988糙米籽粒锌肥利用率显著降低，而其他品种无显著变化。花后叶面施锌对糙米产量及植酸浓度无显著影响，但使糙米锌浓度平均增加37.3%，植酸与锌摩尔比平均降低29.1%，不同品种间响应幅度存在显著差异。以上数据说明，在环境CO2浓度和CO2浓度升高两种情形下，水稻花后叶面喷施锌肥均可显著改善稻米的锌营养水平，幅度因品种而异，而高CO2浓度使部分籼稻品种的锌肥利用率显著下降。

• 磷对稻田甲烷排放的影响及其可能机制

  何竹,薛利红,杨林章,许琛

  目前关于磷对稻田甲烷排放的影响研究较少，为此，本文检索了已发表的磷对稻田甲烷排放的相关文章，并对文献数据进行了再挖掘分析，总结归纳了磷对甲烷产生和氧化的可能影响，并对未来需要进一步探究的问题进行了讨论。分析发现磷对稻田甲烷排放的调控主要受种植系统和其他施肥情况的影响，一季中稻下大都表现为磷肥施用降低甲烷排放，降幅受其他土壤养分情况影响而不同。磷通过影响水稻根系及其分泌物进而影响土壤碳的有效性，直接影响土壤磷的有效性，并改变土壤产甲烷菌和甲烷氧化菌的丰度和群落组成来调控甲烷的产生及氧化过程，最终影响甲烷的排放。

• 施用生物炭和硅肥对增温水稻叶片光合及荧光特性的影响

  邢钰媛,娄运生,王坤,刘健

  夜间增温幅度大于白天是气候变暖的主要特征之一。夜间增温、施硅或施生物炭单因子对水稻生产的影响已有报道，但三者耦合如何影响水稻植株光合及荧光特性，尚不清楚。通过田间模拟试验，研究了夜间增温下施硅和生物炭对水稻不同生育期叶片光合作用和灌浆期荧光特性的影响。采用3因素3水平正交试验设计，用铝箔反光膜夜间（19：00—6：00）覆盖水稻冠层模拟夜间增温，设常温对照（W0）、5 mm铝箔膜覆盖（W1）和11 mm铝箔膜覆盖（W2）3水平；生物炭施用量设不施生物炭（B0）、施7.5 t·hm-2（B1）和施17.5 t·hm-2（B2）3水平；硅肥设不施硅（Si0）、钢渣粉（Si1，200 kg·hm-2）和矿粉（Si2，200 kg·hm-2）3水平。结果表明，5 mm和11 mm铝箔膜可使5 cm土层夜间均温分别提高0.72℃和0.28℃，10 cm土层提高0.43℃和0.05℃。夜间增温降低水稻叶片平均净光合速率（Pn）、气孔限制值（Ls）和水分利用效率（WUE），提高平均蒸腾速率（Tr）、胞间CO2浓度（Ci）和气孔导度（Gs）；增加灌浆期的荧光耗散，抑制PSⅡ原初光能转化效率和光合性能，其中对Ls、Gs、Ci和光合性能的影响达显著水平（P<0.05）。施用生物炭（7.5 t·hm-2）和硅肥可提高Pn，缓解夜间增温对水稻光合作用和荧光特性的抑制作用。在增温和不施硅条件下，施用生物炭（7.5 t·hm-2）可促进光合作用，实现增产。

• 不同遮阴处理下施肥对稻田CH4和N2O排放的影响

  王坤,娄运生,邢钰媛,刘健

  太阳辐射减弱是气候变化的主要特征之一。太阳辐射减弱下不同肥料种类和施用量对水稻生产、稻田甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）排放的影响尚不明确。通过田间模拟试验研究了不同生育期遮阴条件下施用氮磷钾复合肥和硅肥对水稻产量、稻田土壤CH4和N2O排放的影响。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）、水稻开花-成熟遮阴（S1，遮阴率为64%）和分蘖-成熟遮阴（S2，遮阴率为64%）；氮磷钾复合肥设3水平，即100 kg·hm-2（F1）、200 kg·hm-2（F2）和300 kg·hm-2（F3）；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，遮阴明显降低水稻产量，与S0相比，S1和S2分别降低了43.33%和48.51%。遮阴极显著降低CH4累积排放量，与S0相比，S1和S2分别降低了7.46%和57.71%；氮磷钾复合肥可显著提高CH4和N2O累积排放量，与F1相比，F2和F3 CH4累积排放量分别增加了48.34%和57.03%，N2O累积排放量分别增加了85.81%和192.98%；施钢渣硅肥显著影响CH4累积排放量，与R0相比，R1降低了20.42%，R2增加了17.56%。所有处理CH4增温潜势占总温室效应的比例均高于91%，稻田CH4排放在稻田总温室效应中起主导作用。研究表明，太阳辐射减弱背景下，保证产量的同时控制氮磷钾复合肥和钢渣硅肥施用量可有效降低CH4和N2O综合温室效应和排放强度，最适组合为复合肥100 kg·hm-2（F1）和钢渣硅肥400 kg·hm-2（R2）。