农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2021年第9期

• 农田土壤中六溴环十二烷的污染过程以及生物修复方法研究进展

  杨昭,王莹莹

  六溴环十二烷（Hexabromocyclododecane，HBCD）是一种广泛使用的添加型阻燃剂，其具有持久性、生物积累性、生物毒性以及可远距离迁移性等特点。HBCD不会直接施用于农田土壤，但会随着一系列的环境行为进入其中并被土壤有机质吸附，使土壤成为HBCD的“汇”。土壤中的微生物和植物等生物活动会使HBCD进入生物链并对人类健康造成威胁。土壤生物修复方法具有修复成本低、操作简单、高效安全等特性，符合农田土壤绿色发展的目标导向，越来越多地被应用到土壤修复当中。本文重点阐述了农田土壤中HBCD的污染过程，包括污染源、环境行为，并对HBCD的生物修复方法进行了总结分析，以期为农田土壤中HBCD的高效阻控以及污染土壤的绿色修复提供有益参考。

• 硫素对小花南芥体内含硫化合物与铅累积特征的影响

  牟凤利,杨京民,刘翠,刘才鑫,刘梅,陈建军,祖艳群,王吉秀

  为探明含硫化合物促进小花南芥（Arabis alpina L.var.parviflora Franch）富集Pb的机理，采用外源添加不同硫浓度进行盆栽试验，通过测定谷氨酸、半胱氨酸、谷胱甘肽含量及酶活性，揭示超富集植物小花南芥体内含硫化合物对Pb累积特征的影响。结果表明：硫浓度为50 mg·kg-1处理下，小花南芥地上部、地下部生物量分别显著增加85.0%和46.2%；硫浓度为150、200 mg·kg-1处理下，土壤中有效态Pb含量分别显著增加3.6%和4.1%，小花南芥地下部Pb含量分别显著增加23.1%和32.8%；硫浓度为50、100 mg·kg-1处理促进了小花南芥对Pb的累积，富集系数分别显著增加64.2%和107.8%；硫处理显著提高了小花南芥体内含硫化合物含量及酶活性；小花南芥地下部Pb含量与地上部谷氨酸（Glutamine，Glu）含量呈极显著正相关，与地上部γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶（γ-glutamylcysteine synthetase，γ-GCS）和谷胱甘肽还原酶（Glutathione reductase，GR）活性呈显著正相关；小花南芥地下部Pb含量与地下部半胱氨酸（Cysteine，Cys）含量呈极显著正相关，与地下部γ-GCS、GR和谷胱甘肽S-转移酶（Glutathione Stransferase，GST）活性呈显著正相关。研究发现，适量施硫能促进小花南芥体内含硫化合物的合成，提高关键酶活性和对Pb的富集能力，有利于对Pb污染土壤的修复。

• 不同年限稻鸭共作对水体藻类群落结构的影响

  王晓莹,冯金侠,韦生宝,陈长青

  为探究不同规模、不同年限稻鸭共作系统水体藻类群落组成及多样性的差异，通过设置不同年限（4、20 a）和不同规模（0.067、0.200、0.333 hm2）稻鸭共作田，利用高通量测序等手段，分析稻鸭共作田水体藻类多样性及群落结构的变化规律。结果表明：稻鸭共作田水体藻类的丰富度指数较非稻鸭共作田高，长期稻鸭共作田水体藻类Ace丰富度指数较短期共作田高，物种数增多；稻鸭共作田与非稻鸭共作田水体藻类优势种均为裸藻、绿藻、蓝藻，但稻鸭共作田绿藻、蓝藻的相对丰度高于非稻鸭共作田，另外稻鸭共作田规模大小影响蓝藻的相对丰度，规模越大蓝藻相对丰度越低；稻鸭共作田藻类多样性指数比非稻鸭共作田高，水体藻类群落结构差异较大，稻鸭共作系统的水体藻类群落结构表现出一定的相似性。冗余分析表明，对于稻鸭共作后期而言，影响非稻鸭共作田水体藻类群落结构的主要环境因子是溶解氧，而影响稻鸭共作水体藻类群落结构的环境因子是可溶性钾和pH。研究表明，长期稻鸭共作系统提高水体藻类多样性，改变藻类群落组成，从而影响农田水体生态环境。

• 植保无人机喷施锌锰型水稻降Cd叶面阻控剂的飞行参数研究

  隆志方,黄蕊,王继红,刘翔,刘贵阳

  应用植保无人机喷施叶面阻控剂有利于提高喷施均匀度、减少劳动力成本、提升作业效率。为规范植保无人机喷施叶面阻控剂田间作业，确保作业技术效果，本研究以大疆T16植保无人机为作业机，研究了喷施“美鑫隆”锌锰型叶面阻控剂以降低水稻Cd积累的最佳飞行高度、飞行速度和喷雾剂量等参数。结果表明，喷施锌锰型叶面阻控剂最佳降镉（Cd）效果的植保无人机作业参数分别为：喷施叶面阻控剂质量分数为12%，喷头总流量为3.6 L·min-1，飞行高度3 m，飞行速度5 m·s-1。第二年在最佳参数下喷施叶面阻控剂，黄华占和湘晚籼13号的糙米Cd含量分别比对照下降了0.24 mg·kg-1和0.12 mg·kg-1，降Cd率分别达到52.7%和62.1%（P<0.01）。

• 氧化老化过程对生物炭吸附镉的影响及机制

  何玉垒,宋宁宁,林大松,孙约兵,王芳丽

  为研究氧化老化过程对生物炭性质及其对镉（Cd2+）吸附能力的影响及机制，以过氧化氢（H2O2）化学氧化方法模拟稻壳生物炭在自然环境中的氧化老化过程，通过等温吸附试验研究氧化老化过程对生物炭吸附Cd2+能力的影响，运用扫描电镜和能谱分析（SEM-EDS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和13C核磁共振技术探究氧化老化过程中生物炭对Cd2+的吸附机制。结果表明：氧化老化过程中生物炭的元素组成和比表面积变化不明显，但含氧基团增多，芳香性增强。老化前后生物炭对Cd2+的吸附均符合准二级动力学模型，但氧化老化过程抑制了稻壳生物炭对Cd2+的吸附能力，在298 K时，Langmuir预测Cd2+在生物炭上的最大吸附量分别为未老化生物炭（BC，21.48 mg·g-1） >氧化老化1次生物炭（OBC1，15.07 mg·g-1） >氧化老化2次生物炭（OBC2，7.56 mg·g-1） >氧化老化3次生物炭（OBC3，7.51 mg·g-1）。生物炭吸附Cd2+的机理主要有表面络合作用、阳离子-π作用和离子交换作用，氧化老化后碱金属元素的变化抑制了表面吸附作用。

• 长期不同耕作方式与秸秆还田对稻田镉生物有效性的影响

  龙泽东,孙梅,罗尊长,孙耿,李超,肖小平

  以湖南省典型双季稻区的土壤-水稻系统为研究对象，通过长期田间连续定位试验，研究不同耕作方式和秸秆还田对土壤-水稻系统镉生物有效性的影响。试验采用随机区组设计，共设4个处理：翻耕+秸秆不还田（CT）；翻耕+秸秆还田（CTS）；旋耕+秸秆还田（RTS）；免耕+秸秆还田（NTS）。结果表明： NTS处理增加了土壤阳离子交换量，降低了粉粒的比例。NTS处理土壤总镉和离子交换态镉含量分别为（0.48±0.01）mg·kg-1和（0.39±0.01）mg·kg-1，与CTS和RTS处理均无显著差异，但显著高于CT处理。NTS处理早稻和晚稻糙米总镉含量分别高达（0.30±0.04） mg·kg-1和（0.60±0.07） mg·kg-1，超过0.20 mg·kg-1的国家食品安全标准（GB 2762—2017），且显著高于其他处理。水稻糙米中总镉含量和土壤总镉、碳酸盐结合态镉和铁锰氧化物结合态镉含量显著正相关。研究表明，耕作强度越弱土壤中镉的生物有效性越高，秸秆还田相对于不还田处理增加了镉的生物有效性。耕作方式和秸秆还田通过影响土壤镉生物有效性进而影响水稻镉含量，免耕秸秆还田增加了土壤和水稻糙米中的镉，带来了镉超标的安全问题。

• 酸雨对含磷物质钝化修复的农田土壤磷流失的影响

  张锦路,吴春发,张宇,王翀,傅赵聪

  为探讨酸雨对经不同含磷物质钝化修复的镉污染农田土壤磷流失和磷有效性的影响，本研究选用磷酸二氢钙（MCP）、磷酸二氢铵（MAP）和磷酸二氢钾（MKP） 3种典型含磷物质对镉污染农田土壤进行室内钝化试验，在室温下培养3个月。采用两种类型[硫酸型酸雨（SSAR）和混合型酸雨（SMAR）]、3种酸度（pH=3.0、4.0、5.6）的模拟酸雨（SAR）对钝化修复后土壤进行浸泡处理，并测定酸雨浸出液的总水溶性磷（TDP）和土壤的有效磷（AP）。结果表明：在各种酸雨条件下，MAP和MKP处理的土壤磷浸出率均显著高于对照组（CK），它们的磷浸出率分别达32.63%~38.57%和41.48%~49.29%，而MCP处理的磷浸出率与CK相比无显著差异。土壤磷浸出率随酸雨pH值的升高而降低，且SSAR处理的磷浸出率高于SMAR处理。3种含磷物质的添加均显著增加了土壤有效磷的含量，但在SAR处理后，土壤有效磷含量显著下降，且呈现MCP>MAP>MKP的规律。此外，SSAR处理的有效磷含量低于SMAR处理。因此，从土壤磷流失与磷有效性的角度考虑，MCP比MAP和MKP更适合于酸雨区镉污染农田土壤的钝化修复。

• 不同腐解阶段羊粪与海藻有机肥对Pb（Ⅱ）的吸附

  韩佳益,王雨阳,赵庆杰,吴蔚东,李建宏,范秋云,吴治澎

  为筛选钝化效果优良且持久的商品有机肥，通过化学分析、吸附/解吸分析、热重分析（TG-DTG）和傅里叶红外（FTIR）分析等方法，对不同腐解阶段（0、6、12个月）的羊粪（Sheep manure，SM）和海藻（Seaweed，SW）商品有机肥的基本性质进行分析，并深入研究了有机肥对水溶液体系中Pb （Ⅱ）的吸附机理。结果表明：与羊粪有机肥相比，海藻有机肥的有机碳含量和pH值较高，阳离子交换量、氧碳比和盐基饱和度较低；随着腐解过程的进行，海藻有机肥的氧碳比和阳离子交换量显著增加，官能团含量减少，而羊粪有机肥官能团含量增多，两种有机肥易分解的化合物（如纤维素、半纤维素、脂肪族物质等）随着腐解的进行而减少。未腐解时羊粪有机肥的Pb（Ⅱ）最大吸附量（qm）为198.7 mg·g-1，随着腐解过程的进行，羊粪有机肥qm降低，在腐解12个月时降低至61.6mg·g-1，而海藻有机肥qm从118.7 mg·g-1开始逐渐增加，最终达到147.1 mg·g-1。准二级动力学能更好地描述海藻、羊粪有机肥对Pb （Ⅱ）的动力学吸附过程。海藻有机肥和羊粪有机肥对Pb （Ⅱ）的吸附是以化学吸附为主的单层吸附，符合Langmuir模型。有机肥对Pb（Ⅱ）的化学吸附主要是以离子交换吸附（41.4%~47.1%）和氢键吸附（36.5%~47.3%）为主。相关分析发现，有机肥吸附Pb（Ⅱ）的qm与阳离子交换量、盐基饱和度以及氧碳比具有相关性，提高有机肥表面可交换活性位点以及含氧官能团数量可以增强有机肥的Pb （Ⅱ）吸附能力。研究表明，海藻有机肥对Pb （Ⅱ）的吸附容量高且持久性好，适合作为农田Pb （Ⅱ）污染稳定修复商品有机肥。

• 黑曲霉对生物炭中磷释放及形态转化的影响

  李涵,来张汇,吴代赦,吴山

  为了解解磷真菌对生物炭中磷的释放及形态转化的影响，以污泥和水稻秸秆为原料，分别在400℃和700℃下制备得到两种生物炭，然后从土壤中筛选得到一株有解磷能力的黑曲霉，并以生物炭为唯一磷源进行培养，研究黑曲霉存在下生物炭中磷的释放和形态转化。结果表明：黑曲霉的存在使污泥生物炭中磷的释放量从0.73 mg·g-1提高到78.55 mg·g-1，使秸秆生物炭中磷的释放量提高了50%以上。热解温度对污泥生物炭中磷的释放具有重要影响，700℃下制备的污泥生物炭释放的磷比400℃下高出46%，但对秸秆生物炭的影响不显著。生物炭直接释放出的磷主要为焦磷酸盐，在黑曲霉的作用下，磷的主要形态由焦磷酸盐转为正磷酸盐。研究表明，黑曲霉能促进生物炭中磷的释放与形态转化，有利于增大生物炭中有效态磷的含量，进而提高生物炭在土壤领域的应用价值。

• 速效氮与缓控释氮配比一次性侧深施对双季稻产量、氮素利用率及氮素损失的影响

  侯坤,荣湘民,韩磊,潘治宇,彭建伟,张玉平,谢桂先,田昌,韩永亮

  为探究在机插同步一次性侧深施肥作业方式下的速效氮与缓控释氮合理配比，保证水稻产量，提高肥料利用率，降低氮素流失，实现水稻的清洁化生产，采用田间小区试验，设置7个处理，分别为CK：不施肥，T1：农民习惯施肥（施N量早稻150 kg·hm-2，晚稻165 kg·hm-2），T2~T6：机插同步一次性侧深施肥（施N量早稻105 kg·hm-2，晚稻132 kg·hm-2），其中T2~T6处理的缓控释氮分别占总氮的0%、10%、20%、30%、40%。结果表明：在早稻季，各处理间产量差异不显著；晚稻季，T3~T5处理的产量间差异不显著，T6处理产量显著低于T4和T5处理；与T1处理相比，T2~T6处理的氮肥吸收利用率提高了8.08~14.10 （早稻）个和6.68~26.61（晚稻）个百分点。与T2处理相比，早、晚稻T3~T6处理氨挥发累积量分别降低了5.20%~38.20%、29.41%~35.60%，田面水总氮平均浓度下降了20.90%~38.22%、7.39%~29.14%，田面水铵态氮平均浓度降低了26.26%~46.09%、42.57%~45.61%，其中T4处理早、晚稻不减产，肥料吸收利用率达到37.93%（早稻）、61.32%（晚稻），氨挥发累积量、田面水总氮平均浓度和铵态氮平均浓度分别下降37.00%、30.48%、31.88%（早稻），35.58%、12.88%、52.58%（晚稻），综合效果最好。研究表明，在湖南双季稻生产中，采用机插同步一次性侧深施肥作业方式，缓控释氮占总氮的20%较为合适。

• 稻田氨挥发和水稻产量对增效复合肥减氮施用的响应

  朱荣,柳丽丽,齐永波,穆静,蒋东,章力干,郜红建

  通过田间试验研究3种增效复合肥（腐植酸、氨基酸及海藻酸复合肥）减氮施用对稻田氨挥发、氮素利用率和产量的影响，为探究增效复合肥的高效利用并评价其环境效应提供科学依据。田间试验设不施肥（CK）、常规施肥（CF）、常规施肥减氮20%（CR）、腐植酸复合肥减氮20%（HR）、氨基酸复合肥减氮20%（AR）和海藻酸复合肥减氮20%（SR） 6个处理。采用密闭式间歇通气法测定施肥后氨挥发通量，于水稻成熟期测产，测定植株吸氮量并计算氮素利用率。结果表明：氨挥发主要发生在基肥和分蘖肥施用后。与CF处理相比，CR、HR、AR、SR处理均显著降低了稻田氨挥发损失总量（P<0.05），降低幅度为38.9%~54.7%；且与CR处理相比，增效复合肥减氮处理AR与SR的氨挥发损失总量分别显著降低20.5%和25.8%。此外，田面水NH4+-N浓度是影响氨挥发的重要因素，减氮条件下田面水NH4+-N浓度降低，其中3种增效复合肥减氮处理田面水NH4+-N平均浓度较CR处理降低了5.5%~18.7%。减氮条件下，增效复合肥处理（HR、AR与SR）的植株吸氮量较CR处理显著提高20.0%~31.8%（P<0.05）。而且，HR、AR与SR处理的氮素利用率均显著高于CF和CR处理（P<0.05）。对比CF处理的产量，3种增效复合肥减氮处理的产量没有显著降低；同一减氮水平下，HR、AR与SR的产量均显著高于CR处理，增幅为4.4%~4.8%（P<0.05）。研究表明，增效复合肥减氮施用均可有效降低稻田氨挥发损失，并具有较好的稳产效应，其中以氨基酸和海藻酸增效复合肥效果更为明显。

• 玉米秸秆添加畜禽粪便田间条带堆腐对黑土活性有机碳的影响

  李虎,吴景贵,李建明

  为明确秸秆田间条带堆腐在农业生产中推广应用的可能性，以吉林省范家屯农业科技示范园黑土为研究对象，探讨秸秆添加不同畜禽粪便田间条带堆腐还田对土壤活性有机碳的影响。以玉米秸秆为供试材料，进行田间堆腐试验，设置本地秸秆覆盖还田（即对照，CK）、秸秆条带堆腐无畜禽粪便（ST）、秸秆条带堆腐+腐熟猪粪（STP）、秸秆条带堆腐+腐熟鸡粪（STC） 4个处理。通过测定土壤有机碳（SOC）、土壤微生物生物量碳（MBC）、土壤溶解性有机碳（DOC）、土壤易氧化有机碳（EOC），综合分析土壤活性有机碳的含量和碳库管理指数（CPMI）。结果表明：秸秆条带堆腐还田各处理土壤SOC、MBC、EOC、DOC含量均高于CK处理，其中秸秆条带还田添加畜禽粪便处理更为显著，各活性碳组分含量较CK处理呈升高趋势。相关性分析表明田间条带堆腐土壤SOC、DOC、EOC、CPMI间呈现显著或极显著正相关，与氧化稳定系数（Kos）显著或极显著负相关。玉米秸秆条带堆腐还田有效增加土壤SOC、MBC、DOC、EOC含量，秸秆添加不同畜禽粪便处理中鸡粪更显著增加土壤有机碳和土壤活性有机碳含量，增加CPMI，降低Kos，对改善黑土碳库质量有着积极的作用。

• 蛭石改性水稻秸秆生物炭在土壤中的短期降解

  王瑞,刘玉学,高诚祥,何莉莉,汪玉瑛,吕豪豪,杨生茂,梁宗锁

  稳定性是生物炭发挥固碳功能的基础，探究生物炭在土壤中的降解特征具有重要的现实意义。以水稻秸秆为生物质原料，在不同炭化温度和蛭石改性条件下制得一系列生物炭，探索其稳定性变化规律，并通过实验室恒温培养试验，研究了蛭石改性和未改性水稻秸秆生物炭在红壤、水稻土中的短期降解行为及其影响因素。水稻秸秆生物炭的碳含量随炭化温度的升高而增加，经蛭石改性后降低了20.3%～32.6%。当炭化温度从300℃升高至700℃时，生物炭的可溶性有机碳（DOC）含量表现为先增后减的变化趋势，在400℃时为最大值，700℃时为最小值。蛭石改性降低了所有生物炭的DOC含量。生物炭的H/C随炭化温度升高而降低，且经蛭石改性后有所降低。与300℃生物炭相比，700℃未改性和蛭石改性生物炭的热损失量分别降低了56.1%和56.8%。蛭石改性使生物炭的热损失量降低14.8%～45.6%。水稻秸秆生物炭的含碳官能团主要由芳香碳、烷氧碳与非取代脂肪烃组成，其中芳香碳含量最高；随着炭化温度的升高，生物炭中的芳香碳含量增加，烷氧碳与非取代脂肪烃含量下降；蛭石改性增加了生物炭中的芳香碳含量。与红壤相比，水稻土中生物炭的碳含量更低；与淹水条件相比，干旱条件下土壤中生物炭的碳含量更低。结果表明，蛭石改性在降低生物炭中碳含量的同时增加了生物炭的稳定性。相比于红壤，生物炭在水稻土中的碳降解速度更快；相比于淹水条件，干旱条件下生物炭的碳降解速度更快。综合来看，蛭石改性为显著影响生物炭在土壤中发生碳素降解的最主要因素，其次为土壤类型，水分状况的影响相对较弱。

• “产业治污”模式削减丘陵区农业面源氮排放

  刘广龙,李涛,薛利红,樊丹,戴志刚,甘晓东,张凯,周宇翔,胡荣桂

  丘陵是我国南方面积最大的地貌类型，是降雨径流易发区和水土流失敏感区。诸多因素使农业面源氮排放成为丘陵区农村环境整治和乡村振兴的难题。为此，本研究以目标区域的产业发展为前提，基于丘陵小流域氮素流失特点，以氮资源循环利用为核心，针对农村生活源、农田种植源和畜禽养殖源分别构建了生活污水的稻田安全消纳净化技术、生态种植串联沟渠塘堰的立体消减技术和种养结合的畜禽粪污多级循环全消纳技术体系，提出了“产业治污”运行及管理模式，即：根据流域环境承载力确定产业结构和规模，建立“企业订单+基地+农户+专家团队”的产业控污机制和“村企合一参与式”的治污管理体系。并基于国家典型流域农业面源污染综合治理专项，在湖北省竹溪县竹溪河源头流域农业面源污染综合治理试点项目中进行了具体的工程设计和应用。实践证明，“产业治污”模式实现了目标区域污染治理与产业发展的有机融合，在有效削减丘陵区农业面源氮排放的同时，推动了产业结构调整，提升了农民收入，促进了农业经济发展与环境保护双赢。

• 未来发展情景选择对农业面源污染风险的影响分析

  朱康文,陈玉成,熊海灵,张晟,杨志敏,黄磊,雷波

  为指导区域未来发展模式选择和农业面源污染（Agricultural non-point source pollution，ANSP）典型区域（涪陵区）风险调控，综合CLUE-S、Markov、GIS、改进的输出风险模型等模型和技术的优势，在ANSP典型区域（涪陵区）以2010、2015年土地利用数据为基础，进行未来2020—2030年的自然发展（ND）和耕地保护（CP）两种情景下的ANSP输出风险演变及对输出系数调整的响应分析。研究发现：涪陵区土地利用数据模拟精度较好，Kappa系数为0.75且FoM大于0.21。涪陵区2010—2030年期间ANSP风险等级明显降低，尤其是靠近大木山、武陵山区域的镇街和子流域。风险等级降低速率减缓明显，ND情景下，清溪镇在2010、2015、2020、2025、2030年各年份Ⅶ以上等级风险比例分别为46.20%、29.69%、25.72%、22.20%、20.00%。子流域输出风险等级对于耕地输出系数（即化肥施用水平）变化具有很好的响应关系。未来的情景模拟有利于探寻区域不同发展情景下输出风险与土地利用变化之间的响应关系，有利于聚焦分析各镇街或某子流域风险变化情况。本研究路径与方法有利于区县对各镇街、子流域未来的ANSP风险进行有效防控。

• 高效富集磷的周丛生物构建及其特征分析

  高孟宁,徐滢,吴永红

  为强化周丛生物富集磷的性能，采用斜生栅藻与周丛生物共培养，形成新型的具有高效富集磷能力的人工周丛生物，并探究其特征与富集磷的机制。结果表明：与原周丛生物相比，人工周丛生物7 d磷富集量由（2.26±0.14）mg·g-1显著提高到了（6.79±0.45）mg·g-1。人工周丛生物有更为复杂的表面细胞结构以及更高的三维孔隙度，从而增加了表面磷的结合位点。人工周丛生物中光合作用相关生物，特别是绿藻的相对丰度提高了177.6%，从而增加了周丛生物胞内磷的吸附；胞外聚合物（EPS）中胞外蛋白质和多糖的含量增加，提升了周丛生物胞外磷的富集。周丛生物体系代谢产物的定量分析也表明：人工周丛生物中涉及到组氨酸和维生素B6代谢途径的8种关键代谢物质表达量上调。研究表明，斜生栅藻的引入改进了周丛生物的群落组成，尤其提高了光合自养微生物的丰度，促进了EPS的产率和关键代谢物质表达量的上调，最终提高了周丛生物的磷富集能力。

• 会仙湿地水体有机磷农药污染特征及生态风险

  张健威,曾莎莎,梁延鹏,覃礼堂,曾鸿鹄,马诚佑

  为系统了解桂林会仙岩溶湿地水环境中有机磷农药（OPs）污染水平、时空分布特征和生态风险，分别于2018年8月至2019年1月3个不同水期在研究区域内采集湿地湖泊和农田沟渠水样共72份，利用固相萃取法结合超高效液相色谱串联质谱仪（UPLC-MS/MS）对16种OPs含量进行检测分析，并通过风险熵值法（RQ）开展生态风险评估。结果表明：湿地湖泊和农田沟渠水体中OPs的残留浓度分别为nd~182.590、nd~146.636 ng·L-1，平均浓度分别为11.633、16.813 ng·L-1；其中氧乐果、敌百虫和三唑磷为主要污染物，占总残留浓度的65%以上；毒死蜱和对硫磷分别在湿地湖泊水和农田沟渠水中检出率最高，分别为55.5%和44.5%。在时间分布上，OPs残留量呈现季节变化特征，表现为丰水期>枯水期>平水期，丰水期平均浓度分别是平水期和枯水期的3.73倍和6.74倍；在空间分布上，OPs呈现沿水流方向减少的趋势。OPs混合物生态风险评估表明，在采集的72个水样中，有27.8%的水样RQ值大于1，表现为高风险； 44.4%的水样RQ值在0.1~1，表现为中等风险。高风险点位多集中于丰水期和平水期农业活动频繁的农田沟渠水中，而人类活动较少的湿地湖泊水多表现为中低风险，说明人类活动强度可能与OPs污染强度密切相关。研究表明，会仙湿地水体中OPs具有一定的生态风险，对产生中高等风险的农业耕种区应加强OPs的施用管控。

• 异位发酵床处理农村厕所黑水的效果研究

  李佳彬,李路瑶,刘雪,陈卓帛,宋婷婷,朱昌雄,耿兵

  为了解决农村厕所黑水带来的环境污染问题，并促进其资源化利用，本研究采用异位发酵床技术处理农村厕所黑水，探究了试验过程中填料的基本参数和微生物数量的变化，并评价了发酵后填料的营养肥效。结果表明：发酵床填料温度整体呈现先升高后降低的变化趋势，基本维持在40~57℃，含水量在50%~65%波动变化，pH值由7.80上升至8.46，电导率变化不明显。发酵床填料微生物以细菌为主，其分布量达到107～108 CFU·g-1，高出真菌和放线菌数量2~3个数量级。试验结束时，填料的种子发芽指数为118.05%，表明填料对作物无毒性；填料的TN、TP和TK含量均显著增加，而有机质和C/N显著降低（P<0.05），填料对厕所黑水的吸纳系数为2.51，总养分含量和有机质分别为5.85%和76.82%，均满足《有机肥料》（NY 525—2012）的标准。

• 黑水虻幼虫处理鸡粪后虫体营养及虫沙评价

  蔡影峰,牛世华,刘朔,程增文,廖新俤,邢斯程

  为探讨不同比例黑水虻幼虫处理鸡粪对黑水虻幼虫生长性能和虫沙肥料的影响，选择150日龄新鲜蛋鸡粪（各处理均为100 g），在人工气候培养箱中设置14组不同初始投放条数密度的3日龄黑水虻幼虫（0、50、100、…、1 000条，分别表示为T0、T50、T100、…、T1000），对黑水虻幼虫生长性能及营养成分和鸡粪营养物质变化进行研究。结果表明： T50组与T100组黑水虻幼虫生长性能显著高于其他幼虫处理组（P<0.05），其中T50组和T100组每条幼虫鲜质量分别可达134.70 mg和98.47 mg，干物质含量分别可达37.49%和34.61%。T100~T1000组虫沙含水率显著低于新鲜鸡粪组（CK）、无虫组（T0）和T50组（P<0.05）；虫沙pH总体偏碱性，幼虫处理组pH均高于CK组，只有T100组pH为8.48，符合《有机肥料》（NY 525—2012）；虫沙粗蛋白含量幼虫处理组显著低于CK组和T0组（P<0.05），T350组虫沙粗蛋白含量最低，仅为7.32%，T50~T1000组虫沙类腐植酸含量显著低于CK组和T0组（P<0.05）； CK组虫沙类胡敏酸含量显著高于T50和T100组，而T50和T100组虫沙类胡敏酸含量显著高于其他幼虫处理组（P<0.05），并且其他幼虫处理组虫沙类胡敏酸含量接近于0； T50和T100组虫沙各重金属含量均符合《有机肥料标准》。研究表明，T100组即100条黑水虻幼虫与100 g鸡粪的比例满足了幼虫和虫沙的需求，幼虫具有更高水平的生长性能及营养成分，虫沙被黑水虻幼虫充分利用后仍保留较多有利于提高植物品质的类腐植酸和类胡敏酸，其中pH、有机质、总养分含量及重金属含量均满足我国《有机肥料》（NY 525-2012），对虫沙进行再加工可生产出商品有机肥料，因此T100组是黑水虻幼虫高效处理鸡粪的合理比例，有利于指导黑水虻幼虫的饲养管理，高效地针对蛋鸡粪实现变废为宝。

• 工厂化条件下外源添加剂对猪粪堆肥过程中NH3和H2S的减排效果

  宋修超,郭德杰,成卫民,罗佳,徐烨红,王光飞,刘新红,马艳

  为了探究工厂化条件下不同添加剂对猪粪秸秆好氧堆肥过程中氮素和硫素转化规律的影响，掌握其对堆肥过程中NH3和H2S气体减排效果，本文共设置4个处理：沸石（质量分数10%）、过磷酸钙（质量分数5%）单独添加及二者同时添加，同时以无添加剂的处理作为对照。结果表明，不同添加剂对堆肥温度影响差异较小；与对照处理相比，单独添加沸石的堆肥产物全氮和全硫含量分别提高17.5%和17.1%，而单独添加过磷酸钙则分别提高26.1%和40.6%，二者同时添加保氮效果最佳，全氮含量提高32.1%，全硫增加52.8%；沸石通过吸附作用可以使堆肥过程中NH3和H2S的排放分别减少8.2%和9.4%。过磷酸钙能够通过提高堆体铵态氮含量，减少NH3释放，减排率达37.6%，但由于过磷酸钙中含有较多的硫，导致H2S排放量增加；两种添加剂同时添加对NH3和H2S减排效果与单独过磷酸钙添加处理差异较小。综合考虑堆肥品质和NH3减排效果，工厂化堆肥过程中添加一定量过磷酸钙可以达到很好的除臭、保氮效果，过磷酸钙与沸石同时添加并没有协同强化作用，但过磷酸钙添加应该配合恰当的工艺参数，否则有增加H2S释放的风险。

• 天津市畜禽粪污处理工艺对抗生素抗性基因的去除效果

  闫雷,丁工尧,杨凤霞,阮蓉,韩秉君,支苏丽,张克强

  为了探明养殖场粪污处理工艺对抗生素抗性基因（ARGs）的去除效果，选取天津市不同畜种且具有典型处理工艺的养殖场为研究对象，运用实时荧光定量PCR技术，对养殖场粪便和污水样品中5类13种ARGs和intI1进行检测。结果表明：目标ARGs和intI1在畜禽粪便和污水中普遍存在（10-7~10-1），猪、鸡和牛3种养殖场粪便中喹诺酮类ARGs的相对丰度最低（10-7~10-5），四环素类和磺胺类ARGs的相对丰度较高，分别为10-4~10-1和10-4~10-2，猪场污水中13种ARGs和intI1的相对丰度（10-3~10-2）普遍高于牛场（10-6~10-4）。对于畜禽污水，猪场和牛场的处理工艺可以去除大部分ARGs，尤其是四环素类ARGs，相对丰度（lg值）下降了0~2.09，此外，猪场污水处理工艺中厌氧发酵单元和贮存池单元对ARGs的去除效果较好，牛场污水处理工艺中调节池单元对ARGs的去除效果较好；对于畜禽粪便，异位发酵床、堆肥和无菌晾晒处理均能去除大部分目标ARGs。猪粪在异位发酵床处理后，10种ARGs的相对丰度下降，其lg值平均降低了1.11；牛粪和鸡粪在堆肥后，分别有8种和9种ARGs的相对丰度下降，其lg值平均降低了0.83和1.32；牛粪在灭菌晾晒处理后，5种ARGs的相对丰度下降，其lg值平均降低了1.12。磺胺类ARGs在以上处理工艺中呈现升高趋势，因此，应该对磺胺类ARGs引起的污染予以重视。

• 九龙江河口养虾塘氧化亚氮排放通量及影响因素

  金宝石,谢建国,闫鸿远,杨平,曾从盛

  水产养殖生态系统由于其高氮负荷而成为氧化亚氮（N2O）的潜在释放源，为探究其排放特征，选择福建省九龙江河口养虾塘为研究对象，采用悬浮箱-气相色谱仪法测定其水-气界面N2O排放通量变化，并结合气象要素和水环境因子分析其主要影响因素。结果表明：九龙江河口养殖塘水-气界面N2O排放通量的变化范围和均值分别为0.10~0.64 μmol·m-2·h-1和（0.26±0.07）μmol·m-2·h-1，均表现为向大气释放N2O的源。N2O排放通量随养殖期推迟呈现持续增加，且在白天不同时刻存在显著变化。相关分析表明，N2O排放通量与养殖水体的温度、溶解性有机碳、NO2--N和NO3--N浓度呈显著正相关，与盐度呈显著负相关。多元回归分析表明，水体盐度和NO2--N浓度是影响养虾塘N2O排放的主要因素。

• 有机无机肥配施对苹果园温室气体排放的影响

  马艳婷,赵志远,冯天宇,SOMPOUVISET Thongsouk,孔旭,翟丙年,赵政阳

  为研究有机肥代替化肥对苹果园温室气体排放的影响，本研究基于12 a的长期定位试验，采用静态暗箱-气象色谱法监测了果园温室气体（CH4和N2O）排放的动态变化。试验共设置4个处理：对照（CK）、有机肥（M）、化肥（NPK）、有机无机肥配施（MNPK）。结果表明：果园年生活周期内CH4以吸收为主； N2O排放的高峰均出现在施肥后。各处理温室气体累积排放量差异显著（P<0.05），其中M处理的CH4累积吸收量最高，为9.95 kg·hm-2； MNPK处理的N2O累积排放量显著高于NPK处理。相关性分析结果显示，土壤含水量、气温及硝态氮、铵态氮均为影响温室气体排放的因素。与NPK处理相比，MNPK处理可显著增加苹果产量，提高氮肥农学利用效率，增加CH4吸收量、N2O排放量和N2O排放系数，降低综合温室气体排放强度。MNPK处理与NPK处理下单位产量CH4的累积吸收量分别为0.04 kg·t-1和0.06 kg·t-1，单位产量N2O累积排放量分别为0.05 kg·t-1和0.07 kg·t-1，两处理间差异不显著。研究表明，有机无机肥配施在保证产量的前提下更有利于苹果园的可持续发展。

• 添加生物炭对海南燥红壤N2O和CO2排放的影响

  刘丽君,朱启林,李凯凯,李淼,孟磊,伍延正,汤水荣,何秋香

  为探讨海南燥红壤N2O和CO2排放对生物炭添加的响应，通过室内培养试验分析生物炭加入后对土壤化学性质、NH4+-N和NO3--N含量以及N2O和CO2排放通量及累积排放量的影响。试验设置CK（不施生物炭）、B1（2%生物炭）、B2（4%生物炭）、B3（6%生物炭） 4个处理。结果表明：添加生物炭后，土壤有机质、全氮和速效钾含量显著提高，较CK增幅分别为67.4%~246.6%、38.6%~90.9%和696.0%~1 764.7%。相比于CK，不同为探讨海南燥红壤N2O和CO2排放对生物炭添加的响应，通过室内培养试验分析生物炭加入后对土壤化学性质、NH4+-N和NO3--N含量以及N2O和CO2排放通量及累积排放量的影响。试验设置CK（不施生物炭）、B1（2%生物炭）、B2（4%生物炭）、B3（6%生物炭） 4个处理。结果表明：添加生物炭后，土壤有机质、全氮和速效钾含量显著提高，较CK增幅分别为67.4%~246.6%、38.6%~90.9%和696.0%~1 764.7%。相比于CK，不同量生物炭添加后均导致了NH4+-N和NO3--N含量降低，总体上，不同处理NH4+-N浓度表现为CK>B3>B2>B1，NO3--N含量表现为CK>B1>B2>B3；随培养时间增加，各处理NH4+-N浓度呈下降趋势，NO3--N含量呈上升趋势。生物炭施用延后了N2O排放通量出现峰值的时间。各处理之间N2O和CO2排放通量的变化过程大致表现出一致的趋势，即随培养时间延长，N2O排放通量先升高后降低，CO2排放通量先升高后趋于稳定。和CK相比，生物炭添加不同程度地促进了N2O和CO2排放，B1、B2和B3处理下N2O累积排放量分别增加了399.2%、494.2%和194.5%，CO2排放总量分别增加了87.6%、153.3%和147.6%。本研究结果显示，生物炭施用短期内促进了土壤N2O和CO2的排放通量。