农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2022年第10期

• 生物炭和碳酸钙粉对高、低镉积累型水稻镉积累及根际微生物群落的影响

  唐仲,周明,张隽,赵方杰

  为研究钝化剂对不同镉（Cd）积累特性水稻品种镉积累的阻控效果，采用盆栽试验，研究了2种钝化剂（生物炭和碳酸钙粉）处理下高、低镉积累水稻镉积累特性，同时考察了2种钝化剂添加对高、低镉积累水稻根际土壤pH、有效态镉含量和细菌群落结构的影响。结果表明：与对照相比，施加碳酸钙能分别提高低镉积累品种和高镉积累品种根际土壤pH 1.91和1.43，土壤有效态Cd含量分别降低了79.2%和65.2%；施加生物炭仅显著提升了低镉积累品种根际土壤pH 0.52，土壤有效态Cd含量降低了27.0%，而对高镉积累品种根际土壤pH和有效态Cd含量无显著影响；与对照相比，碳酸钙处理分别降低了低镉品种91.8%和高镉品种88.1%的籽粒Cd含量，而施加生物炭分别降低了低镉品种50.5%和高镉品种26%的籽粒中Cd含量。对收获期水稻根际微生物群落分析表明，生物炭主要影响根际细菌群落的丰度，而碳酸钙主要影响根际细菌群落多样性。以上结果表明，施用碳酸钙对于高、低镉积累型水稻籽粒镉积累均有较好的阻控效果，生物炭对低镉积累型水稻品种镉积累的阻控效果优于高镉积累型水稻品种，低镉积累水稻品种结合施用碳酸钙粉可在中轻度镉污染酸性土壤上推广应用以保障农产品安全。

• 不同pH条件下锑对水稻幼苗的毒害效应

  姚丽华,查建军,李亚丽,潘小翠,于红梅,束良佐

  为探究pH对锑胁迫下水稻生长的影响，本研究通过水培试验，研究了不同pH条件下水稻中锑的吸收量以及锑对水稻的生长、叶绿素荧光特性、光响应曲线参数和抗氧化酶活性的影响。结果表明，锑胁迫抑制了水稻的生长以及地上部和根部生物量的积累，其中株高较无锑处理减少了4.30%~11.72%；叶片PSⅡ最大光化学量子产量（Fv/Fm）、实际光化学效率Y （Ⅱ）、光合电子传递效率（ETR）、光化学猝灭系数（qP）以及荧光快速光响应曲线参数曲线的初始斜率（α）、最大相对电子传递速率（ETRm）和半饱和光强（IK）在锑胁迫下均显著下降，而过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性和丙二醛（MDA）含量显著增加，分别增加了11.66%、16.86%、17.85%和22.04%。此外，pH 4、pH 5处理促进了水稻对锑的吸收，增大了锑胁迫对水稻幼苗各参数影响的幅度，而pH 6、pH 7处理有效缓解锑胁迫导致的水稻幼苗各指标的变化。因此，锑胁迫下水稻植株吸收大量的锑，破坏叶绿素荧光特性及保护酶活性等生理过程，进而对植株造成毒害，而pH 6和pH 7条件下通过减少锑吸收、维持细胞膜稳定性、调控热耗散机制以及抗氧化酶系统来缓解锑胁迫对水稻幼苗生长的影响。

• 黄铁矿和谷氨酸对砷酸盐生菜毒性的调控研究

  温婧玉,唐鑫,翁靓娴,穆莉,刘潇威,赵玉杰,戴礼洪

  为探究含铁矿物和有机物添加对生菜砷酸盐毒性的调控作用，采用高分辨扫描电镜和X射线光电子能谱表征培养液中外源添加物与砷（As）之间的相互作用，采用高效液相色谱串联电感耦合等离子体质谱法测定不同处理组生菜中As的存在形态及累积变化状况，并综合考察了营养元素含量、超氧化物酶浓度和丙二醛含量等抗氧化系统和纤维素等指标的变化。结果表明：培养液中的As通过物理吸附或化学作用力结合在黄铁矿表面，添加谷氨酸促进了该过程的发生，从而抑制了As从植物根部向可食部的迁移。当生菜生长至第20~40天，相比黄铁矿单独处理，黄铁矿和谷氨酸组合处理使无机As浓度降低35.9%，总As浓度降低16.9%；与谷氨酸单独处理相比，无机As浓度降低4.0%，总As浓度降低21.8%。在植物叶片中，相比As （Ⅴ）单独处理组，黄铁矿和谷氨酸的添加使叶质量和叶绿素含量分别提高了20.8%~30.8%和17.1%~25.5%，通过增加叶片中超氧化物酶的合成限制活性氧在体内的积累，减少脂质过氧化反应。黄铁矿添加具有促进营养元素吸收的作用，而谷氨酸添加有利于缓解由As胁迫引起的植物氧化应激作用。相比黄铁矿单独处理，黄铁矿和谷氨酸组合处理更有利于植物对镁（Mg）、锰（Mn）、铜（Cu）和铁（Fe）元素的吸收，增强植物对As的抗逆性。同时，与谷氨酸或黄铁矿单独处理相比，二者组合处理提升了植物的品质，分别使维生素C含量提高了42.5%和69.3%，纤维素含量提高了21.2%和374.6%，蛋白质含量提高了71.4%和21.4%。研究表明，黄铁矿和谷氨酸组合处理能有效降低溶液中As的迁移和生菜叶片中As的积累，有利于植物体中活性氧的清除，并可提高植物对营养元素的吸收，促进品质改善。

• 黄绵土中石油烃污染对蚯蚓的生态毒性风险研究

  吴蔓莉,肖贺月,贺豪华,王琪,高敬华

  对土壤中石油烃的生态毒性进行研究是治理和管控石油污染的重要依据。然而，总石油烃（TPHs）中烷烃（Alkanes）和多环芳烃（PAHs）组分的毒性风险效应尚不明确。本研究以蚯蚓为指示生物，利用微宇宙毒性试验研究不同石油污染水平对蚯蚓的毒性风险；以正癸烷（C10H22）、正十六烷（C16H34）、正二十六烷（C26H54）作为烷烃组分的模式化合物，以蒽（An）、菲（Phe）、芘（Pyr）作为多环芳烃组分的模式化合物，探究不同组分烃的当量生态毒性风险。结果表明：土壤中TPHs含量低于6 500 mg·kg-1时对蚯蚓的毒性风险较小。当土壤含油量超过13 000 mg·kg-1时蚯蚓初期有逃离土壤的行为，2 d后出现身体断裂以及死亡的现象，14 d可导致蚯蚓体重减轻50%。当土壤中含油量超过50 000 mg·kg-1时，14 d蚯蚓致死率接近100%。蚯蚓体内超氧化物岐化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性基本上均呈现低剂量（土壤含油量13 000 mg·kg-1）再次激活的变化趋势。选取各模式化合物在10 000、30 000 mg·kg-1 TPHs中的当量浓度为添加浓度，探究各组分烃的毒性效应。研究表明，当量正烷烃组分中的C16H34、当量多环芳烃组分中的An表现出高急性毒性。当量正烷烃模式化合物C16H34、C26H54对蚯蚓的急性毒性高于当量多环芳烃模式化合物An、Phe、Pyr的急性毒性。因此，在石油污染土壤初期应充分重视烷烃组分的生态毒性。

• 镉胁迫下紫茉莉生物碱的化感效应

  胡焱,王海娟,王宏镔

  为探究镉（Cd）胁迫下外来入侵植物紫茉莉（Mirabilis jalapa L.）中生物碱对本地种的化感效应，采用室内水培和土培实验，运用超高效液相色谱（UPLC）技术测定Cd胁迫下紫茉莉根系分泌的生物碱含量，并研究水培紫茉莉根系分泌物、外源添加生物碱和土培紫茉莉根际土壤对2个本地种（萝卜和莴苣）种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明：水培条件下，1~3 mg·L-1 Cd胁迫下紫茉莉根系分泌物中葫芦巴碱、小檗碱和巴马汀含量显著增加； 3 mg·L-1 Cd胁迫下紫茉莉根系分泌物对萝卜和莴苣的抑制作用最强，其中萝卜种子萌发率和幼苗根长抑制率分别为25.17%和44.23%，莴苣为10.00%和40.44%，萝卜受到的抑制强于莴苣。外源添加生物碱对萝卜和莴苣幼苗生长的化感效应不同，小檗碱最低抑制浓度分别为0.1mg·L-1和0.05 mg·L-1，化感效应最强；巴马汀和药根碱均为0.25 mg·L-1，化感效应次之；葫芦巴碱为100 mg·L-1和50 mg·L-1，化感效应最弱。Cd胁迫下种植紫茉莉的土壤在有菌和无菌时的化感效应也不同，除25 mg·kg-1 Cd胁迫外，有菌土壤对萝卜和莴苣种子萌发和幼苗生长均产生不同程度的促进作用，且对莴苣的促进作用强于萝卜；而无菌土壤则产生抑制作用，5 mg·kg-1 Cd胁迫对萝卜种子萌发和幼苗生长的最大抑制率分别为41.23%和48.54%，莴苣则为21.07%和15.25%。研究表明，在Cd胁迫下，紫茉莉水培和土培方式对本地种产生的化感效应不同，土培和有菌条件减缓了生物碱的化感效应，且当利用紫茉莉与本地种进行Cd污染农田土壤的间作修复时，莴苣所受的化感抑制较小，是较为合适的间作种类。

• 基于转录组测序金丝草叶片响应铅胁迫的抗氧化酶相关基因

  朱晨璐,武欣怡,喻君保,黄偲祺,曹树一,翟林,韩雪洁,侯晓龙

  为了深入揭示植物抗氧化酶的相关基因及其响应重金属胁迫的作用机制，以重金属铅（Pb）超富集植物金丝草[Pogonatherum crinitum（Thunb.）Kunth.]为研究对象，设置Pb浓度0、300、500、1 000 mg·L-1和2 000 mg·L-1的水培模拟胁迫试验，测定不同Pb浓度下金丝草叶片的抗氧化酶活性，并对Pb胁迫处理的金丝草叶片进行RNA-Seq测序，将转录组测序得到的Unigenes通过GO与KEGG富集注释，筛选出叶片抗氧化酶相关的DEGs，并利用实时荧光定量聚合酶链反应（qRT-PCR）进行验证。结果表明：随Pb胁迫浓度的增加，金丝草叶片过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性呈增加趋势，丙二醛（MDA）含量则呈先增加后降低的趋势；转录组测序得到总碱基数为56.34 Gb，各样品碱基质量达到Q20、Q30水平的均大于90%，测序结果可靠；筛选出的DEGs通过GO与KEGG数据库进行对比注释发现，金丝草叶片DEGs在“过氧化物酶体”“氧化还原酶活性”“氧化还原酶活性，作用于CH-OH供体组”“活性氧代谢过程”和“过氧化氢代谢过程”等与抗氧化相关的GO功能条目上显著富集，在“谷胱甘肽代谢”“抗坏血酸和醛糖代谢”“植物激素信号转导”“黄酮类生物合成”和“MAPK信号通路-植物”等与抗氧化相关的KEGG通路上显著富集； Pb胁迫下金丝草叶片抗氧化酶相关基因PcSOD、PcPOD和PcCAT上调表达，qRT-PCR验证结果与转录组测序结果一致，Pb胁迫下这些基因的相对表达量与抗氧化酶活性的变化趋势一致。研究表明，金丝草可通过提高抗氧化酶活性来适应Pb胁迫，抗氧化酶相关基因PcSOD、PcPOD和PcCAT参与了金丝草应对Pb胁迫的调控过程。

• 电压对氧化剂和活化剂在土壤中的迁移及对PAHs去除的影响

  黄巧,仓龙,周明珠,王凡

  为探究电动-原位化学氧化（EK-ISCO）中不同电压对土壤中氧化剂、活化剂迁移和污染物去除的影响，以多环芳烃（PAHs）污染土壤为研究对象，通过电动土柱试验（阳极投加氧化剂过硫酸钠，阴极投加活化剂柠檬酸亚铁），研究了4种电压（5、10、20 V和40~30 V）对土壤中氧化剂、活化剂的迁移机制及对污染物去除的影响。结果表明：电流随着电压的升高而升高，最高电流出现在40~30 V电压处理；电渗量与电压关系较为复杂，10 V电压处理获得了最高的电渗流（981 mL），其次是40~30 V和20 V处理，5 V处理电渗流最低； 10 V电压处理的高电渗流有利于过硫酸盐从阳极向土柱中迁移，而较高的电压（20 V和40~30 V）一方面减弱了电渗流，减少了过硫酸盐向土柱中迁移，另一方面高电流加快了阴极液和阴极附近土壤溶液的碱化，降低了柠檬酸亚铁的活性，不利于柠檬酸亚铁从阴极向土柱迁移并与过硫酸盐反应。从PAHs去除率来看，10 V处理总去除率可达37.0%，高于其他处理的21.3%~28.4%，且能耗相对较低（268.6 kWh·t-1）。研究表明，10 V电压处理有利于氧化剂和活化剂在土柱中的迁移和反应，可获得最高的PAHs去除率和相对较低的电能消耗，是适宜的电压条件。

• 基于地统计学的土壤污染源解析模型差异对比

  王彬,姜坤,师华定,徐嘉礼,吴海波,罗春晖

  为探究不同源解析模型的适用性，以松阴溪流域土壤重金属为例，分别采用主成分-绝对主成分-多元线性回归模型（PCA-APCS-MLR）、正定矩阵因子分解模型（PMF）以及UNMIX模型对研究区土壤重金属进行污染源解析，并运用地统计学方法对3种模型计算的贡献度进行插值分析，最后分析对比源解析结果。结果表明：对于研究区土壤污染源来说，通过PCA-APCSMLR模型可识别出自然源、工业源和交通源，而通过PMF模型、UNMIX模型分析均识别出了交通-农药-污灌源、自然源以及工业源。将3种模型结合分析可知，自然源是导致研究区土壤Cd、Pb、As、Cu、Zn污染的主要因素，总贡献率为30.1%； Cr、Ni污染的主要因素是工业源，总贡献率为37.4%； Hg污染主要与交通源、农药-污灌源有关，总贡献率分别为18.0%、14.5%。研究表明，PCAAPCS-MLR模型在判别主要污染源类型时具有一定优势，而PMF模型、UNMIX模型在计算源贡献率时较为准确，在源解析时需要将不同模型结合起来，使其结果更加准确。

• 滇东耕地土壤铅安全阈值研究

  韩东锦,张乃明,赵龙,侯红

  为科学划分受污染耕地的环境质量类别、精准判别污染土壤的食物链风险，基于土壤-农作物野外协同采样结果开展受污染土壤重金属的安全阈值研究，选择受地质高背景与人类活动叠加影响、耕地土壤超筛选值比例较大的滇东地区为研究区，以谷物类农产品-土壤协同采样数据为基础，同时考虑土壤理化性质，通过分析样品中铅（Pb）的生物富集因子并利用物种敏感度分布法（SSD法）和建立回归模型推导不同pH范围下的耕地安全阈值。结果表明：在pH≤6.5、6.57.5范围下，SSD法推导的全量安全阈值分别为84.4、126.3 mg·kg-1和187.4 mg·kg-1，推导的有效态阈值分别为20.7、52.1 mg·kg-1和104.5 mg·kg-1；建立回归模型推导的不同pH范围（pH≤5.5、5.57.5）下的有效态含量阈值分别为20.2、42.5、56.3 mg·kg-1和94.1 mg·kg-1。通过对研究区域内协同采样数据的验证和比对发现，回归模型预测Pb有效态含量阈值正确率最高（88.1%），建议将该预测值作为滇东区域农用地土壤环境质量类别动态调整的依据更为科学。

• 清远电子垃圾拆解区土壤重金属污染空间分布特征及风险评价

  崔罗肖,胡启智,李蒙,吴家龙,范慧中,陈思思,任宗玲

  为探究清远市龙塘镇电子垃圾拆解区内土壤重金属污染扩散程度及其潜在生态风险，本研究在白鹤塘、大坑寮、松源塘、对面岗4个村庄，采集荒地、旱地、水田土样共44个，分析土壤样品中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg的含量，采用单项污染指数法、综合污染指数法和潜在生态危害指数法对土壤重金属污染状况进行风险评估，采用反距离权重法对土壤重金属地累积指数进行插值分析，解析土壤重金属污染空间扩散特征及可能来源。结果表明：研究区域内土壤重金属污染程度依次为荒地>水田>旱地；荒地土壤达到重污染水平，Cd、Cu、Pb、Zn的平均含量分别为34.63、5 536.27、10 602.38、7 421.82 mg·kg-1，是其主要污染元素；水田土壤主要存在Cu的轻度污染及Cd、Pb的轻微污染；旱地土壤仅存在Cd、Cu的轻微污染。荒地、旱地、水田的重金属综合潜在生态危害指数分别为22 527.03、415.00、499.36；荒地土壤处于极高等潜在生态风险水平，Cd是最重要的生态危害元素；旱地和水田土壤为高等潜在生态风险水平，主要生态危害元素为Cd和Hg。除Hg之外，土壤重金属均呈现出由污染源中心向周边不同程度扩散的趋势；随着与污染源距离的增加，土壤重金属污染程度逐渐降低；形成了西南-东北对角线方向上的白鹤塘及大坑寮污染严重、东南角和西北部的对面岗及松源塘污染较轻的空间分布格局。土壤重金属含量之间的相关性及其空间扩散分布特征反映了其污染来源及扩散时间的不同。土壤中Cd、Cu、Pb、Zn污染面积大及污染程度高，可能与电子垃圾拆解活动造成的污染随大气、水流等扩散直接相关； Ni、Cr污染面积较小且程度低，可能以自然成土来源为主； As和Hg污染程度低但扩散面积大，其来源可能包括电子垃圾焚烧产生的烟尘沉降、灌溉水和自然成土来源。因此，要加强防控研究区域内的污染源及荒地土壤中重金属的迁移扩散，并提防由于当地土壤重金属污染带来的农产品安全问题。

• 豆科绿肥作物对云南碱性土壤镉砷有效性的影响及其对镉砷富集能力

  吕本春,王应学,杨伟,王伟,陈检锋,尹梅,陈华,王志远,付利波,杨志新

  为研究在镉（Cd）、砷（As）复合污染的碱性土壤中，种植不同豆科绿肥作物对土壤Cd、As有效性的影响及其对Cd、As的富集能力，采用大田试验，种植箭筈豌豆（箭筈豌豆、西牧333、陇箭1号）、光叶苕子（东川光苕、宣威光苕、云苕8号、东川苕子）、毛叶苕子（蒙苕1号、鲁苕1号）、其他绿肥（褐皮山黧豆、绛三叶）等11种冬季豆科绿肥作物，并以冬闲为对照，于豆科绿肥盛花期及同期测定土壤理化性状，Cd、As有效性，绿肥作物地上部Cd、As含量和富集系数。结果表明：与冬闲相比，种植西牧333的土壤全氮、有效磷含量分别增加91.67%、36.60%，鲜草产量最高，为31 016 kg·hm-2，土壤有效态Cd、有效态As无显著变化，对Cd、As富集能力较低，富集系数为0.096和0.038。种植褐皮山黧豆的土壤全氮增加98.61%，土壤有效磷降低31.07%，鲜草产量较低，为10 339 kg·hm-2，土壤有效态Cd无显著变化，土壤有效态As降低32.82%，对Cd、As富集能力较高，富集系数为0.136和0.071。相关性分析表明，土壤全氮与土壤有效态Cd呈极显著正相关、与有效态As呈极显著负相关，土壤有效磷与土壤有效态As呈极显著正相关，碳氮比与鲜草产量呈极显著负相关，与地上部分Cd、As含量呈极显著正相关。在所有豆科绿肥作物中，种植碳氮比较低的西牧333对Cd、As有效性无显著影响，对Cd、As富集能力较低，种植碳氮比较高的褐皮山黧豆对Cd有效性无显著影响，但可显著降低土壤As有效性，对Cd、As富集能力较高。

• 西平县高标准农田Zn含量高光谱反演研究

  蔡太义,王志刚,杨刘帅,王群,黄会娟,于海洋,张传忠,张灿,刘鹏,冯玉庆,贺成龙,张合兵

  为实现高标准农田土壤重金属Zn含量的快速测定，本文以西平县土壤Zn为研究对象，通过采集168个土壤样本进行室内实验，获得土壤高光谱数据（400~2 400 nm）并进行Savitzky-Golay平滑后，利用5种光谱变换，结合连续投影算法识别最佳特征波段，采用偏最小二乘回归方法构建Zn元素最佳反演模型。结果表明：二阶微分（SD）在1 409 nm波段的相关性（-0.502）最大，一阶微分（FD）在2 323 nm波段的相关性（0.491）最大，去包络线（CR）在2 439 nm波段的相关性（0.476）最大；倒数对数（LOG）、一阶微分、二阶微分、平滑曲线（SG）、去包络线的拟合度（R2）在0.65~0.70之间，相对分析误差（RPD）处于1.71~2.29之间，其中去包络线的拟合度（R2=0.70、RPD=2.29）最高。经过5种光谱变换后的光谱反射率可有效突出光谱反射率的变化特征，并用于构建反演模型；土壤重金属Zn的最佳模型是以去包络线光谱变换为最佳偏最小二乘模型。

• 液体牛粪与化肥配施对东北春玉米农田土壤磷素平衡的影响

  姜佰文,刘丽红,刘俊辉,于士源,梁源,申海峰,邵慧

  为探究液体牛粪与化肥配施对玉米产量、植株养分吸收及土壤磷素淋洗与磷素盈亏的影响，田间条件下共设置6个处理，按照N 200 kg·hm-2、P2O5 100 kg·hm-2、K2O 80 kg·hm-2为总养分投入量进行施肥，包括不施肥（CK）、农户常规施化肥（F）、化肥与液体牛粪配施，并设置不同牛粪用量，分别为30、60、90、120 t·hm-（ 2 FL30、FL60、FL90、FL120）。结果表明：与F处理相比，FL120处理玉米产量最高，达到14.72 t·hm-2，增产幅度达32.14%，此处理下耕层土壤磷素积累量最高，达到129.40 kg·hm-2，表明高比例施用液体牛粪能够提高作物产量和耕层土壤有效磷含量。FL60处理玉米磷含量和磷积累量最高，表明液体牛粪与化肥配施能够促进作物对磷素的吸收，提高养分利用效率；根据土壤Olsen-P和CaCl2-P的关系发现，土壤磷素淋洗临界值为48.99 mg·kg-1，FL90和FL120处理土壤Olsen-P含量均超过了磷素淋洗临界值，表明大量施用液体牛粪会加剧磷素的淋洗，造成磷素损失以及潜在的环境危害。因此，液体牛粪配施化肥模式下，液体牛粪的推荐施用量应控制在90 t·hm-2以内为宜。

• 长期施用猪粪对土壤磷含量及无机磷组分的影响

  张春龙,李冰,黄容,唐晓燕,肖怡,白根川,王昌全

  为研究长期猪粪施用下土壤无机磷组分变化及其对土壤磷素有效性的影响，本研究通过7 a定位试验，探明了稻-麦轮作中不同猪粪磷施用量下土壤磷素有效性以及土壤无机磷组分含量变化特征，并采用通径系数与逐步回归拟合方程剖析了土壤无机磷组分变化对磷有效性的贡献。结果表明：长期施用猪粪显著提升了土壤磷素有效性及土壤中各无机磷组分含量，其中当猪粪磷（P2O5）施用量超过600 kg·hm-（ 2 M3）时，随着猪粪磷施用量提高土壤有效磷含量及磷活化系数（PAC）增加，但增加幅度逐渐下降，于M5处理（1 200 kg·hm-2）达到最大值，与单施化肥处理（CK）相比，增幅分别为86.58 mg·kg-1和4.50个百分点；在土壤无机磷组分中，土壤Ca8-P含量及占比最大，分别达268.25 mg·kg-1和20.73%。与当年施用猪粪（1 a，2013年）相比，长期施用猪粪后（7 a，2019年）有效磷主要贡献源由易利用磷源Ca2-P转变为中等活性磷源Ca8-P，且Ca8-P直接作用系数由0.302增至1.679。研究表明，长期连续猪粪投入改变了土壤无机磷蓄积方式，显著提高了土壤磷有效性及供磷潜力，有效磷贡献源由易利用磷源转变为中等活性磷源，土壤磷活性过高也可能导致磷淋失风险，稻-麦轮作系统中猪粪磷施用量不宜超过800 kg·hm-2，结合稻麦季作物产量，猪粪磷施用量以600 kg·hm-2为宜。

• 黄河三角洲不同生境土壤理化特性及细菌群落结构特征

  吴桐桐,徐基胜,周云鹏,陈美淇,周谈坛,郭伟,陈金林,赵炳梓

  以黄河三角洲翅碱蓬（重度盐渍土S1）、柽柳（中度盐渍土S2）、荻（轻度盐渍土S3）和苦楝（非盐渍土S4）四种不同生境土壤为研究对象，探究从近海到内陆土壤环境和细菌群落结构的变化以及二者之间的耦合关系，并识别各生态系统微生物网络中的关键物种及其功能。结果表明：从近海到内陆随生态系统的变化，电导率（EC）是土壤性质变化最大的参数，依次降低；随盐碱程度降低，土壤硝态氮（NO3--N）和微生物生物量碳（MBC）含量明显升高，土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）含量逐渐增加，但全钾（TK）、速效钾（AK）和有效磷（AP）含量则有降低趋势。四种生境土壤的细菌群落均以变形菌（Proteobacteria）、浮霉菌（Planctomycetes）和放线菌（Actinobacteria）为主，S1样品的细菌群落组成与其他三种土壤样品明显不同，存在更多的特异优势属（Woeseia等），而S2~S4样品则有更多的共性优势属（类诺卡氏菌属Nocardioides等）。四种土壤样品均有独特的关键物种，包括S1样品中具有解磷功能的弧菌属（Vibrio）和铁还原功能的Geothermobacter，S2样品中具有促进硝化过程的Candidatus_Entotheonella和化能异养微生物Amaricoccus，S3样品中的甲基营养型嗜盐菌Methyloceanibacter和抑病菌Luteolibacter，S4样品中具有生物固氮功能的无色杆菌属（Achromobacter）和促进有机物分解的出芽菌属（Gemmata）。对微生物群落结构变化解释率最高的土壤性质包括MBC（62.5%）、EC（11.7%）和AP（6.5%）。四种生境样品的大多数关键物种与EC和NO3--N呈显著负相关，而与AK呈显著正相关。以上结果表明，微生物生物量对生态系统的变化有很高的敏感性，盐渍化并不一定引起土壤质量的全面退化，但对细菌群落结构和生态系统中的关键物种都有明显影响；在考虑生态系统功能时应关注微生物网络中的关键物种。

• 同位素示踪解析北澄子河流域硝态氮污染贡献

  高月香,李想,高田田,张毅敏,陈婷,张志伟

  北澄子河流域是国家南水北调东线工程治污规划区，为解决北澄子河国控断面水质不能稳定达标问题，保障南水北调水质安全，开展流域内硝态氮污染溯源分析。本研究针对水产养殖废水、生活污水、畜禽养殖废水以及农田种植排放源4种污染源，采用稳定同位素技术和IsoSource模型，利用NO3-/Cl-比值、同位素比值等方法，定量解析北澄子河流域硝态氮污染来源。从空间分布来看，北澄子河上游硝态氮污染主要来源于水产养殖，沿上游至下游水体硝态氮含量受生活污水的影响逐渐增加；从时间分布来看，丰水期硝态氮污染贡献率最高的是水产养殖源，为26.3%~73.6%，平水期主要是水产养殖源和生活污水源，其贡献率分别为18.8%~37.2%和26.0%~35.6%，枯水期各污染源贡献率持平。总体上，北澄子河流域水体硝态氮污染源贡献率最高的是生活污水源和水产养殖源，其次是畜禽养殖源，农田种植源贡献率最低。

• 池塘水力停留时间和氮素分层滞留能力分析

  文雯,张名瑶,钟泳林,高绣纺,吕明权,吴胜军

  为揭示池塘不同深度的水力滞留能力和氮素养分吸收滞留特征，在重庆市北碚区碑湾流域筛选一池塘作为试验塘，于冬季开展野外脉冲示踪试验。在此基础上，采用水力停留时间分布方法，对水力滞留能力进行评价分析，同时利用基于养分螺旋原理的TASCC方法，开展硝态氮滞留能力特征分析。结果表明：（1）池塘底层的营养盐浓度要高于上层，且底层的营养盐滞留能力强于上层，进入池塘的大部分氮素随水流从底层缓慢流经并聚积在塘底，少部分从上层快速流走，便于后续氮素去除；（2）池塘充分混匀后各层的NO3--N背景浓度吸收速率的变化范围为2.50~9.13 μg·m-2·s-1，NO3--N背景浓度吸收速度的变化范围为0.12~0.40m·s-1，池塘的整个上覆水都对氮素进行吸收转化，滞留在底层的氮素在上覆水-沉积物间不断交换，进行硝化反硝化等作用，减少农业非点源氮素污染。

• 玉米秸秆添加量对温室土壤氨挥发及辣椒氮素吸收的影响

  吴红艳,于淼,高晓梅

  为探明玉米秸秆添加量对设施土壤氨挥发和辣椒氮素累积的影响，采用室内盆栽的试验方法，以蔬菜大棚土壤作为研究对象，以辣椒为试材，设置4个处理，即在常规施肥（N 100 kg·hm-2、P2O5 70 kg·hm-2、K2O 80 kg·hm-2）的条件下不添加秸秆（CK）和加入秸秆量分别为4 500 kg·hm-2（S1）、9 000 kg·hm-2（S2）、13 500 kg·hm-2（S3）。采用通气法对盆栽辣椒土壤原位氨挥发进行监测，并在不同时期对土壤铵态氮、硝态氮含量及辣椒地上部总氮量进行测定。结果表明：监测期内不同秸秆添加量土壤的氨挥发量和氨挥发速率均在第7天达到峰值，S2的氨挥发量较CK、S1、S3分别减少了43.0%、12.8%和17.9%，氨挥发速率平均值分别降低了30.0%、7.5%和20.0%；土壤铵态氮含量各处理均在第7天达到峰值，S2较其他3个处理分别减少了24.2%、11.5%和14.8%，且S2与CK差异极显著；硝态氮含量在第21天达到峰值，S2较其他3个处理分别增加62.8%、25.8%和47.2%，且处理之间均差异显著；辣椒成熟期地上部总氮含量在第60天时，S1、S2、S3较CK增加了13.7%、19.1%和9.3%，且S2与CK、S1、S3均呈显著差异（P<0.05）； S2处理辣椒产量与CK相比增加14.3%；在监测期内土壤氨挥发累积量与植株地上部氮素累积量和辣椒产量均呈显著负相关（P<0.01）。研究表明，秸秆添加量为9 000 kg·hm-2时能够显著减少设施土壤氨挥发量，有效降低土壤铵态氮含量，提高硝态氮含量，对植株氮素累积具有显著的促进作用，可减少农业面源污染。

• 植被冠层氨释放及其对草地氨挥发贡献与源解析

  白颖慧,许迎浩,吕慎强,李嘉,李惠通,杨泽宇,王林权

  为原位监测不同植被的草地土壤与冠层氨挥发，并考察不同植被冠层氨释放的生理机制及其对草地氨挥发的贡献，本研究选择3个品种（麦冬、高羊茅和狗牙根），每个品种设置3个施肥处理（不施氮、30 g·m-2缓释尿素和30 g·m-2尿素）。采用泵吸式便携氨气探测仪原位监测土壤和冠层氨挥发，采用酶联免疫法测定叶片的乙醇酸氧化酶（GO）、甘氨酸脱羧酶（GDC）、谷氨酰胺合成酶（GS）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）等酶活性。结果表明： 3种草地的土壤、冠层和草地的周年氨挥发量分别为2.8~135.3,1.6~101.6、4.4~236.9 kg·hm-2·a-1。施用氮肥显著增加了土壤和冠层的氨挥发，狗牙根对氮肥的响应大于麦冬和高羊茅。在测定周期内冠层氨为净释放，冠层氨释放量占草地总氨挥发量的37%~39%； C3和C4植物冠层氨通量均受苯丙氨酸解氨酶和质外体pH的显著正向影响（P<0.05），C4草地还受甘氨酸脱羧酶显著负向调控（P<0.05）。草地土壤氨挥发主要受铵态氮的控制（P<0.05）。研究表明，冠层氨释放是草地氨挥发的重要来源，C3和C4植物冠层氨来源均与苯丙氨酸代谢途径有关，C4植物光呼吸和氮同化途径负向调控冠层氨挥发，C3植物的光呼吸通过苯丙氨酸代谢途径间接影响冠层氨释放。

• 减排固碳目标纳入农业绿色发展政策的协同机制

  徐湘博,李静,薛颖昊,孙明星,牛坤玉,金书秦,张林秀

  碳达峰、碳中和目标对我国农业绿色发展提出了更高要求，实现农业减排固碳目标与农业绿色发展政策协同发展至关重要。本文综合运用文献归纳、政策文本分析等方法，全面分析梳理了农业温室气体排放核算框架、农业减排固碳措施研究进展，刻画了1978年以来我国与农业减排固碳相关的农业绿色发展政策的演进历程，定性评价了农业绿色发展政策与农业减排固碳目标之间的协同关系，并且以黑土区齐齐哈尔市为研究区模拟了不同农业减排固碳与农业绿色发展政策协同情景下的农业减排固碳演变趋势。结果表明：农业减排固碳目标与大部分现行农业绿色发展政策目标是协同推进的，但在水稻种植、畜禽养殖、秸秆利用、种植结构调整等方面也存在无作用甚至负协同的目标；通过政策目标调整，在不同的农业减排固碳技术组合情景下，黑土区能够促进农业温室气体减排与固碳的脱耦，最终实现减排与固碳的双赢。基于此，提出了重视农业减排固碳在促进“双碳”目标中的基础性作用，统筹将农业减排固碳、促进“双碳”目标纳入政策目标，并理顺二者政策目标关系的对策建议，以期为“双碳”目标下的农业绿色发展政策制定提供参考借鉴。

• 蔬菜地氮磷径流流失量及其规律研究

  潘旭鸣,丁淼,周宇诚,刘建国

  为研究蔬菜生产过程中氮、磷随地表径流的流失量及流失方式和时间的分布，在常州市蔬菜主产区设立定位监测点，对蔬菜地的水分运动及氮、磷的输入和流失进行研究。结果表明：蔬菜地通过降雨和灌溉输入的氮为21.77 kg·hm-2，输入的磷为1.18 kg·hm-2。通过径流水和径流水泥沙流失的氮、磷分别为28.91、3.10 kg·hm-2。除去降雨和灌溉输入的氮、磷，试验期间蔬菜地氮、磷表观净排放量分别为7.15、1.93 kg·hm-2。在氮、磷的流失方式方面，以径流水方式流失的氮、磷占绝对优势，分别占氮、磷总流失量的91.63%、62.63%。在氮、磷的流失时间方面，流失的主要月份是6月和7月，流失的氮、磷量分别占总流失量的72.54%、73.61%，且6月与7月的流失量相当。

• 硫氧化菌筛选及生物氧化特征研究

  于淑豪,翟中葳,沈丰菊,梁军锋,张克强,李明堂,王锐

  为减控畜禽养殖场硫化氢恶臭气体排放，以菌株S2-氧化性能及其在粪污中的硫化氢减排效果双重指标为标准筛选高效硫氧化菌，并研究其生物氧化特征及相关影响因素。结果表明：从奶牛场污水贮存池中分离得到一株高效异养硫氧化菌，该菌株S2-氧化能力较强，对奶牛场污水中硫化氢的减控率可达47.1%。经鉴定该菌株属于盐单胞菌属（Halomonas），命名为Halomonass p.AEB2。以单因素试验为基础，采用Box–Behnken响应面法优化了菌株的S2-氧化环境参数，结果显示各参数影响作用大小为温度>pH＞转速，最佳环境参数为温度32.5℃、转速210 r·min-1、初始pH 8.2。菌株AEB2在S2-负荷为100、200、500、1 000 mg·L-1时的去除率均可达到99%以上，OPED及PFOPD模型拟合结果表明，菌株AEB2在各负荷条件下的氧化速率常数分别为1.36、0.83、0.38、0.19 h-1。研究表明，菌株AEB2具有较高的S2-氧化能力，可作为硫化氢恶臭去除工程应用菌株。

• 不同形态氮素对黑曲霉降解小麦秸秆的影响

  管浩,王利妍,金梦灿,田达,郜红建

  为探究外源添加不同形态氮素对黑曲霉降解小麦秸秆的影响，采用室内摇瓶培养法研究不同形态氮素对小麦秸秆降解过程中残留质量、微生物生物量和胞外酶活性变化的影响。设置小麦秸秆（W）、小麦秸秆+黑曲霉（WA）、小麦秸秆+黑曲霉+硫酸铵（WAA）、小麦秸秆+黑曲霉+尿素（WAU）、小麦秸秆+黑曲霉+硝酸钾（WAP）五个处理。结果表明，培养至30 d时，小麦秸秆降解率呈现WAP（21.87%） >WAU（21.08%） >WAA（17.29%） >WA（14.23%） >W（7.86%）的规律，而降解速率常数则表现为KWAU（0.222） >KWAP（0.184） >KWAA（0.126） >KWA（0.072） >KW（0.059）的规律。添加不同形态氮素处理的微生物生物量增加了36.63%~65.16%，β-葡萄糖苷酶活性提高了10.42%~38.89%，酸性木聚糖酶活性提高了13.28%~58.75%，锰过氧化物酶活性提高了2.80%~26.60%，漆酶活性提高了22.86%~44.57%，其中酰胺态氮和硝态氮的效果最佳。结构方程模型结果表明，添加氮素通过影响微生物生物量（SPC=0.45）提高秸秆降解酶活性，进而促进小麦秸秆降解。综上，黑曲霉能促进小麦秸秆降解（P<0.05），而外源添加不同形态氮素能显著加快黑曲霉对小麦秸秆的降解，以酰胺态氮和硝态氮的效果较好。从投入成本和实际应用角度考虑，尿素是促进黑曲霉降解小麦秸秆的理想氮源。