农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2022年第11期

• 我国农业面源污染过程模拟的困境与展望

  夏永秋,赵娣,严星,邱捷,颜晓元

  我国农业面源污染依然严重，模型是面源污染防控决策支持的有效工具。本文在农业面源污染模型分类的基础上，系统梳理了各类模型在田块流失过程、流域迁移消纳过程中的构建方法。在田块产流过程模拟中，模型大多采用单一超渗或者蓄满产流机制；在流域迁移过程的消纳过程模拟中，迁移路径基于D8算法，采用固定的消纳系数模拟迁移过程中的消纳量。基于我国面源污染产生的特点，本文进一步总结了上述模型在我国农业面源模拟过程中的困境：在田块流失过程中，在我国旱地与水田并存情况下需同时考虑两种产流机制，在南方水域面积大的区域还需考虑农田氨挥发近距离沉降；在地表迁移过程中需考虑多地形（丘陵和平原）、多水体分布特点，地下迁移过程需考虑生物地球化学滞留和水文滞留过程。针对上述困境，文章展望了我国面源污染模型可能的解决方案，以期为我国农业面源污染模型的轻简化和高精度发展提供借鉴。

• 农药非点源模拟研究进展：流失、传输及归趋

  颜小曼,陈磊,郭晨茜,朱凯航,王怡雯,沈珍瑶

  农药非点源污染指农药自田块流失产生经水沙传输到水体，并通过迁移转化最终进入并残留在各个环境介质中，从而对生态环境产生不利影响的污染，非点源模拟模型能为农药污染防控和管理提供更科学的理论和技术支撑。本文通过对国内外研究进行梳理，从农药环境流失、传输、归趋的角度，综述了各类模型的方法、特点和应用。对代表性模型进行综合分析，总结出现有模型存在的问题，即对农药环境行为考虑不完善、结果存在不确定性以及对决策和管理支持不足等，并从多方面对模型进行了展望，未来农药非点源模拟将向机理化、精准化、动态化和决策支撑等方向发展。

• 流域非点源磷污染的遗留效应研究进展

  吴昊,陈丁江

  流域非点源磷污染的遗留效应是许多流域经过多年污染控制努力后水质仍未见成效的重要原因。本文综述了流域非点源磷污染遗留效应的形成过程机理、模型方法及对水质的影响。由于化肥施用等人为磷过量输入以及水文和生物地球化学滞后性，磷在土壤、沉积物、地下水等介质中大量累积，在人为扰动、气候变化等作用下，累积的遗留磷会重新释放/流失，因而成为受纳水体长期的污染源。数学模型是解析流域非点源磷污染遗留效应的主要方法，现行的模型仍以统计模型为主，其中ELEMeNT-P模型是唯一针对遗留效应问题研发的过程性模型。模型估算结果表明，很多流域的遗留磷是受纳水体磷污染的重要甚至主要原因，且其污染影响可长达数十年到数百年。总体而言，目前对流域非点源磷污染遗留效应的过程机制尚未完全明确，相关模型尚难以模拟遗留效应的时空分布特征。未来研究应深入探究流域遗留磷累积-释放-输移的动态过程机制，改进模型的水文和生物地球化学过程模块，强化模型的多时空尺度模拟功能及多重验证，以精确刻画流域遗留磷的污染贡献及其时空分布特征，为突破非点源磷污染治理困境提供关键科学依据。

• 太湖流域平原农业面源污染模拟与管控的思考

  黄佳聪,张京,季雨来,高俊峰

  我国太湖流域平原河网区农业面源污染问题突出，圩区是该区域广泛分布的人工集水单元，也是农业面源污染管控的关键且独特地理单元，具有农业面源污染拦截的优势，但其作用长期以来被低估或忽略。在此背景下，本文梳理了平原河网区农业面源氮磷污染的关键问题，包括农田耕作与池塘养殖存在的面源污染问题，以及污染溯源面临的挑战；总结圩区系统水文与氮磷循环过程的独特性及其模型模拟的进展与难点，探讨利用圩区这一特色单元提升平原河网区面源氮磷拦截能力的可能性；从管控空间单元、精准治理技术、典型示范等角度，提出圩区农业面源污染管控与研究的若干建议。

• 宁夏引黄灌区种植业面源污染流失量模拟

  佘冬立,胡磊,夏永秋,刘文娟,李虹,马建军,马琨

  为揭示灌区种植业氮磷流失规律与空间分布格局，基于水量平衡与土壤物理化学吸附理论，构建了宁夏引黄灌区种植业面源污染流失量轻简化模型，模拟了灌区玉米、小麦和水稻氮磷流失的时间特征与空间格局。模拟结果表明：灌区主要作物退水氮磷流失量的时间变异大，玉米春灌流失量、小麦春灌头水流失量和水稻分蘖期流失量是各自灌水周期氮磷流失量的最高值；灌区农田总氮（TN）流失量（以N计）为887.51 t，玉米、小麦和水稻分别贡献了25%、8%和67%，平均氮流失系数为1.99%；灌区农田总磷（TP）流失量为48.05 t，玉米、小麦和水稻分别贡献了19%、18%和63%，平均磷流失系数为0.15%；种植业氮磷流失量最大的区县为平罗县，氮磷流失系数最大的区县为兴庆区，永宁县中部以及河东地区东部是氮磷流失的热点区域。该模型反映了农田管理、降水和土壤条件等过程对退水量和退水中氮磷浓度的影响，模型参数少、物理机制明确，可用于宁夏引黄灌区种植业面源污染流失量模拟。

• 分布式水土流失型面源污染模型初探

  朱凯航,陈磊,王怡雯,刘国王辰,颜小曼,郭晨茜,张亮,沈珍瑶

  为研究丘陵山区水土流失与面源污染协同过程机理对丘陵山区环境改善的作用，本研究研发出一种分布式水土流失型面源污染模型，该模型通过耦合多个水土流失型面源污染关键过程模块，从源、流、汇等角度精准刻画水土流失型面源污染过程机理；进而开发了基于优化算法的汇流模块，解决了分布式模型运算效率低等技术问题。本研究利用新模型评价了三峡库区菁林溪流域水土流失型面源污染时空演变规律，并模拟了退耕还林、化肥减量、坡改梯和滨岸缓冲带对水土流失型面源污染的防治效果。结果表明：菁林溪流域年均泥沙、吸附态磷、溶解态磷的负荷量分别为17.23 t·hm-2、1.22 kg·hm-2和0.56 kg·hm-2，入河量分别为9 032.2 t·a-1、601.3 kg·a-1和541.7 kg·a-1，分别占负荷量的54.32%、50.87%和72.99%。不同土地利用类型的吸附态磷负荷强度为坡耕地>林地>水田，溶解态磷负荷强度为坡耕地>水田>林地，表明水土流失型面源污染优先控制区与传统农业面源有所差异。同时，滨岸缓冲带的防控效果最好，可减少25.01%的泥沙量和26.22%的吸附态磷。本模型较好地模拟了水土流失型面源污染及防控措施效果，可为水土流失型面源污染过程机理精准解析和优化防控提供依据。

• 长江流域农药面源多介质归趋评估

  颜小曼,焦聪,陈磊,张芊芊,齐莎莎,沈珍瑶

  为明确长江流域典型农药面源时空分布，本研究基于逸度理论，构建了适合大尺度、多区域、长时期的农药面源多介质环境归趋模型，量化了1991—2020年长江流域克百威农药在水、土、气、沉积物等环境介质中的累积水平、赋存浓度及传输通量。结果表明：长江流域的克百威总残留量呈现先上升后下降的趋势，在2010年达到峰值（1 647 t）；水体和土壤为克百威的主要赋存介质，其范围分别为0.278~135 ng·L-1和0.052 2~16.7 ng·g-1；长江流域中下游地区为热点区域，尤其是赣江流域；每年施用的农药约5.40%会残留在环境中，主要去除方式为降解，其次是输移到近海（2017年约109 t·a-1）。研究表明，农药面源在大时空尺度的累积和传输作用不容忽视，模型改进使得面源模拟结果更加合理，为长江流域农药面源的科学管控提供了重要的数据参考和技术支持。

• 天目湖流域茶园非点源污染多尺度模拟

  赖正清,肖雪纯,李硕,费国松,朱立国,闫浩,夏玉林

  为定量评估茶园开发非点源污染产出对流域水环境的影响，本研究利用遥感手段揭示天目湖流域2000—2019年土地利用的时空变化特征，解析土地利用的数量结构和空间格局，并集成SWAT模型与APEX模型构建基于“源-汇”的一系列要素和过程的多尺度集成模拟方法。天目湖流域土地利用变化分析结果显示，规模化开发茶园后，该地呈现水源涵养区茶园集中成片、水库周边茶园向上游持续蔓延的特征。APEX-SWAT集成模型在天目湖流域取得了较好的模拟精度，模拟结果表明：规模化茶园开发后，茶园用地类型对天目湖流域的氮磷负荷贡献持续上升，至2019年，茶园总氮产出贡献超出其他土地利用类型成为第一贡献者，总磷产出仅次于耕地成为第二贡献者，洙漕河流域和平桥河流域成为两大重点氮磷产出的茶园聚集区。针对茶园的施肥削减、过滤带设置和退茶还林3种减污措施的情景模拟结果显示，退茶还林措施的氮磷削减效果最佳，其次为10 m过滤带设置，最后为20%施肥量削减。研究建议根据当地实际情况与经济效益，将水源涵养区高氮磷流失的茶园区转换为林地，并结合过滤带设置与避免雨前施肥等措施，实现丘陵山区茶园开发影响下的水源地水生态保护调控。

• 滦河流域承德市非点源污染遥感模型评估分析

  冯爱萍,郝新,罗仪宁,王雪蕾,李宣瑾,黄莉

  本研究采用遥感分布式非点源污染评估模型（DPeRS），对滦河流域承德市非点源污染负荷的空间分布特征和污染来源进行遥感像元尺度评估分析，进一步识别非点源污染优控单元，并探讨分析了非点源污染贡献率及影响因子。结果表明:污染量上，2019年滦河流域承德市总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH4+-N）和化学需氧量（CODCr）非点源污染排放负荷分别为0.12、0.014、0.06 t·km-2和0.05 t·km-2，入河量分别为119.6、7.8、70.3 t和49.8 t；污染类型上，滦河流域承德市氮型（TN和NH4+-N）非点源污染的主要来源是农田径流，TP主要是来自农田径流和水土流失，CODCr主要污染来源是畜禽养殖；空间分布上，滦河流域承德市非点源污染高负荷区主要分布在流域的中部和南部地区，TN和NH4+-N的非点源污染优控单元面积占比均达到65%以上，而TP为整个区域需防控的非点源污染指标。降水量与氮磷非点源污染入河负荷相关性较好，丰水期TN和TP非点源污染对河流中氮磷污染的贡献率分别为33%和50%；控制单元内耕地和林地面积占比与水土流失型氮磷非点源污染排放负荷的决定系数均超过0.5。因此，重点应从源头上防范丰水期非点源污染排放，建议进一步加强水土保持工作，以减少林草天然源水土流失引发的非点源污染排放，同时也应加强农田养分管理以减少养分流失。

• 巢湖典型农村流域面源氮磷污染模拟及来源解析

  高田田,谢晖,万能胜,熊竹阳,胡正华,赖锡军

  为探究巢湖典型农村流域面源氮磷污染特征及来源，以巢湖北岸烔炀河流域为对象，基于2018—2020年监测数据和流域污染源调查数据，采用改进的输出系数法，模拟了该典型流域氮磷污染输出时空变化。结果表明： 2018—2020年烔炀河流域面源污染氮、磷输出平均值分别为（261.33±173.87）t·a-1和（11.03±9.98）t·a-1，水雨情条件大幅改变造成污染输出的年际差异显著。源头子流域为流域面源污染总量的首要贡献者，炀河源头子流域的总氮年均输出（[32.76±21.80）t·a-1]和烔河源头子流域总磷年均输出（[1.81±1.64）t·a-1]最高；生活污水和土地利用的氮磷输出在炀河源头子流域最高，畜禽养殖的最高氮磷输出位于烔河源头子流域。农田对全流域面源总氮和总磷污染输出的贡献分别高达81%和52%，化肥施用强度高依然是农村流域面源污染的核心问题。流域污染组成结构的高度异质性表明农村流域面源污染防控应抓住重点，且分区、分类施策。

• 亚热带典型农林流域面源磷负荷估算与源解析

  李情,唐代生,孟岑,李裕元,吴金水

  选取亚热带典型农林流域——金井河流域为研究对象，构建流域面源磷负荷估算模型，对流域面源磷负荷进行估算，并解析各形态磷负荷的空间分布特征。采用改进的输出系数模型和修订的通用土壤流失方程（RUSLE）分别建立模型的溶解态磷和吸附态磷模块，同时利用贝叶斯统计反演得到输出系数模型的参数后验分布以提高模型模拟精度。模型总磷负荷模拟值与观测值的误差绝对值为3.3%~27.1%，溶解态磷的决定系数（R2）和纳什效率系数（NSE）分别为0.84和0.82，吸附态磷的R2和NSE分别为0.68和0.65，模型对溶解态磷负荷的模拟效果优于吸附态磷。流域面源总磷负荷平均为64.3 kg·km-2·a-1，其中溶解态磷为29.6kg·km-2·a-1，其空间高值区主要集中在农田和村镇区域，林地、农田、居民地溶解态磷负荷分别为13.4、40.5、31.1 kg·km-2·a-1；流域吸附态磷负荷平均为34.7 kg·km-2·a-1，其空间高值区多分布在林坡地，林地、农田、居民地吸附态磷负荷分别为43.1、16.5、4.5 kg·km-2·a-1。研究表明，亚热带丘陵区面源磷负荷的治理需要根据不同形态磷负荷输出空间分布差异有针对性地开展管控措施。

• 多功能复合菌对玉米幼苗镍和镉胁迫的解毒特征及其机理

  杨昳,张羽,尹秋霞,李明堂

  微生物可通过与植物的共生作用来降低重金属对植物的毒性，在重金属污染土壤低碳和绿色修复方面具有重要的应用价值。通过水培实验研究了沙福芽孢杆菌N4和睾丸酮丛毛单胞菌ZG2复合菌对玉米幼苗镍（Ni）和镉（Cd）胁迫的解毒特征及其机制。结果表明，在Ni和Cd胁迫浓度为5~20 mg·L-1的水培条件下，玉米种子萌发和幼苗生长都受到了明显的影响，而复合菌可通过与玉米幼苗的共生作用进行生长繁殖，降低了Ni和Cd对玉米幼苗生长的毒害作用，进而提高了玉米幼苗的株高、主根长、生物量以及叶绿素SPAD值。在Ni和Cd的胁迫浓度均为5、10、20 mg·L-1的条件下，与对照相比，复合菌可使玉米幼苗茎叶部Ni含量分别降低42.2%、37.0%、35.1%，Cd含量分别降低25.8%、27.2%、28.4%，叶片内较高毒性形态（乙醇提取态和去离子水提取态） Ni的分布比例之和降低13.9%~21.5%，Cd的分布比例之和降低14.7%~20.3%，叶片细胞器中Ni的分布比例降低12.1%~17.0%，Cd的分布比例降低20.7%~29.3%，使Ni胁迫下玉米幼苗茎叶部的Mg含量分别增加21.0%、39.0%、24.1%，Cd胁迫下玉米幼苗茎叶部的Mg含量分别增加29.4%、11.4%、35.9%，并且随着Mg浓度的增加，叶片Ni和Cd的含量进一步降低。研究表明复合菌通过降低玉米幼苗对Ni和Cd的吸收，促进叶片中Ni和Cd向较低毒性形态转化，降低叶片细胞器中Ni和Cd的占比，提高玉米幼苗对Mg的吸收等机制降低Ni和Cd对玉米幼苗的毒性作用，复合菌在Ni和Cd污染玉米耕地土壤修复方面具有重要的应用潜力。

• 不同燕麦品种籽粒镉富集特征及安全风险评价

  马凤仪,赵宝平,张茹,杨波,王永宁,郭晓宇,陈淼,刘景辉

  为揭示影响燕麦籽粒镉（Cd）含量的关键因素，以18个燕麦品种为研究对象，分别于2020年和2021年开展连续2期大田试验，研究燕麦不同器官间Cd富集转运对籽粒Cd含量的影响，并通过聚类分析、THQ值进行低Cd积累品种筛选和安全风险评价；通过相关性分析和主成分分析评估影响籽粒Cd含量的关键器官和关键过程。结果表明：坝燕7号、201229-1-1、200919-7-1、坝莜14号、坝燕6号、白燕9号等13个品种为籽粒Cd低积累型品种，坝燕4号、燕科2号、蒙燕2号、白燕17号为籽粒Cd高积累型品种，分别占供试品种的72.22%和22.22%；燕麦籽粒Cd含量与茎中Cd富集系数及Cd从根到籽粒、茎到籽粒、叶到籽粒的转运系数呈极显著正相关；在主成分分析中，茎中Cd的富集系数及Cd从根到籽粒、茎到籽粒、叶到籽粒的转运系数对区分高、低Cd积累燕麦品种贡献较大。因此，茎是影响燕麦籽粒Cd含量差异的关键器官，Cd从根到籽粒、茎到籽粒、叶到籽粒的转运过程是造成燕麦籽粒Cd含量差异的关键转运过程。

• 外源Ca2+对模拟酸雨胁迫下不同抗性水稻根系氮吸收的影响

  张元棋,梁婵娟

  为减轻酸雨对植物生长的不利影响，探究Ca2+对植物耐酸性的调控机制，本文以五优308（抗性种）和南粳9108（敏感种）两个品种水稻为研究对象，研究外源Ca2+对低强度酸雨（pH 4.5，SAR1）和高强度酸雨（pH 3.0，SAR2）胁迫下水稻幼苗根系生长、氮（NO3-和NH4+）含量及吸收速率、ATP含量、质膜H+-ATPase活性及其磷酸化水平的影响。结果表明： SAR1处理下两个品种水稻的H+-ATPase磷酸化水平和活性增加（P0.05）。SAR2处理下，两个品种水稻质膜H+-ATPase活性和NO3-、NH4+吸收速率及含量均降低，根系生长受到抑制（P0.05）。Ca2++SAR2处理下H+-ATPase活性、NO3-和NH4+吸收和积累以及根系生长低于对照（P<0.05），但显著高于单一SAR2处理（P<0.05）。研究表明，外源Ca2+可有效保障模拟酸雨（pH 4.5、3.0）下质膜H+-ATPase磷酸化水平，促进H+-ATPase活性升高，缓解酸雨对NO3-和NH4+吸收的抑制，维持根系生长。其中，外源Ca2+对相同强度模拟酸雨胁迫下五优308的调控效果优于南粳9108，说明外源Ca2+对酸雨胁迫下植物氮吸收的影响不仅受酸雨强度限制，而且也会受品种影响。本实验中，外源Ca2+对不同强度酸雨胁迫下不同抗性水稻氮吸收均有调控效果，合理利用外源Ca2+将有助于调节酸雨区农作物的营养吸收，缓解酸雨对农业生产的危害。

• 纳米零价铁改性生物炭对污染土壤中Cd稳定化效果及作用机制研究

  许亚琼,王雪佳,李荣华,肖然,张增强

  为研究纳米零价铁改性生物炭（nZVI-BC）对土壤镉（Cd）的长效稳定机制，特别是生物炭（BC）老化过程中nZVI-BC与Cd的界面相互作用，本研究以玉米秸秆为原料制备了nZVI-BC，采用批吸附与养护试验相结合的方法并利用现代光谱分析手段探究了nZVI-BC对液相Cd （Ⅱ）的吸附和对土壤中Cd的稳定化效果与作用机制。结果表明： nZVI负载显著提高了生物炭对Cd （Ⅱ）的吸附能力，nZVI-BC对Cd （Ⅱ）的饱和吸附量是BC的4.3倍（125.5 mg·g-1 vs 23.61 mg·g-1）。nZVI-BC对Cd （Ⅱ）的吸附更符合伪二级动力学方程，吸附过程以化学吸附为主；其等温吸附更符合Langmuir模型，属于单层吸附。随着养护时间的增加，生物炭表面的Cd负载量逐渐增加，老化后BC表面形成的含氧官能团是Cd饱和吸附力增加的主要原因。相比而言，nZVI-BC上Cd的负载量呈先增加后逐渐降低的趋势。沉淀与表面络合是nZVI-BC固定土壤中Cd的主要机制，而Fe含量的降低和Fe的氧化则是导致其Cd固定量降低的主要原因。尽管如此，nZVI-BC对Cd的吸附仍保持在较高水平且远高于BC。综上所述，nZVI-BC可以作为一种能够适用于中度污染农田中Cd修复的高效稳定化材料。

• 崇明岛农田土壤重金属分布特征及生态风险

  徐志豪,吴健,唐浩,王敏,黄波涛,黄沈发

  为探明崇明岛农田土壤重金属含量分布特征，采集581个点位耕层土壤样品，分析了土壤样品中8种重金属（Hg、Cr、Ni、Pb、As、Cu、Zn和Cd）的含量及污染特征，并采用内梅罗指数法和潜在生态风险指数法评价了研究区土壤重金属的潜在生态风险。结果表明：研究区土壤重金属含量总体低于农用地风险筛选值（GB 15618—2018），但个别点位土壤Cu、Pb、Zn和Cd含量超标，存在一定的环境风险。空间分布上，Cd元素含量自西向东呈逐步下降趋势，其他重金属元素则总体表现出中部>西部>东部的趋势。生态风险评价结果显示，研究区内梅罗指数平均值为0.34，处于清洁水平，潜在生态风险指数平均值为19.6，潜在生态风险较低，其中Cd为主要风险因子。综上分析表明，研究区土壤整体呈现清洁、低生态风险状态，但局部区域土壤重金属的累积问题仍需加以关注。

• 一株代尔福特菌的分离及其对Cd吸附机制研究

  石阳阳,徐敏,万勤,谢黛敏,肖笑,伍钧

  微生物修复Cd污染技术的关键是获得对Cd具有较高耐性和较强固持能力的菌株，而微生物的修复效果与其对Cd的固持机制密切相关。本研究从重金属污染土壤中分离筛选出一株对Cd吸附率较高的菌株M6，采用批量吸附试验及扫描电镜（SEM）、傅里叶变换-红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱分析（XPS）等技术探究菌株对Cd的固持效果及机理。16S rRNA序列分析结果表明M6与代尔福特菌（Delftia sp.12，登录号KJ191561.1）的同源性达到100%，初步鉴定为代尔福特菌。在pH=7、温度为35℃、培养时间为48 h、初始Cd浓度为10 mg·L-1时，M6对Cd吸附率最高，达71.8%。Cd浓度在10~100 mg·L-1时，随着Cd浓度升高，M6对Cd吸附量逐渐增大，最大吸附量为36.73 mg·L-1。通过测定M6胞内和胞外Cd含量发现，M6对Cd的固持作用包括胞内积累和胞外吸附。SEM扫描发现，吸附Cd后菌体表面出现沉淀物； FTIR结果发现菌体表面多种官能团参与Cd吸附过程。XPS结果表明Cd在菌体表面可能以Cd（OH）2和CdCO3形式存在。综上，菌株M6对Cd具有较强的耐性和较佳的固持能力，其固持机制包括胞内积累、胞外吸附和胞外沉淀。

• 长期施无机磷肥对黄泥土稻田土壤磷库的影响

  许琛,沈素素,何竹,王宁,周贝贝,沈明星,施林林,薛利红

  本研究选取太湖流域黄泥土长期定位试验田作为研究对象，明确40 a长期施磷对水稻土土壤磷库、磷形态及有效性的影响。结果表明：长期施磷（NPK）处理的土壤总磷和有效磷含量高达589.58 mg·kg-1和51.67 mg·kg-1，比不施磷（NK）处理显著增加126.61%和216.41%。两处理无机磷均以Fe-P和Ca-P为主，约占无机磷的69.53%~79.86%，有机磷以活性和中活性有机磷为主。长期施磷使稻田无机磷含量在3个生育期均极显著增加，增幅为170%以上，其中Al-P和Fe-P的含量及相对占比显著提升，Ca-P含量增加但相对含量明显降低，O-P含量变化较小而相对含量降低。长期施磷处理下有机磷含量仅在分蘖期增幅显著（33%），主要表现为活性和中活性有机磷含量显著增加。与分蘖期相比，抽穗期长期施磷处理的Al-P、Fe-P以及高稳定有机磷的相对含量明显下降，Ca-P和中活性有机磷的相对含量上升，而长期不施磷处理表现为Fe-P、O-P以及高稳定有机磷的相对含量下降，Ca-P和中活性有机磷的相对含量上升。Al-P、Fe-P、Ca-P、O-P和中活性有机磷均与有效磷（AP）显著正相关。研究发现： Al-P、Fe-P和Ca-P是黄泥土稻田最主要的有效磷源，土壤缺磷时土壤磷酸酶等对有机磷的活化也是重要的有效磷来源之一；长期施用无机磷肥导致稻田土壤无机磷库累积明显，磷流失风险增加，因此应在保证稻麦高产的前提下合理降低磷肥施入量，充分活化利用土壤中固存的难溶态磷来提高土壤磷素利用率。

• 生物炭对棕壤团聚体空间分布及有机碳的影响

  孙强,杨旭,孟军,兰宇,韩晓日

  为研究一次性施入玉米秸秆生物炭对棕壤团聚体的空间分布和有机碳含量的影响，于2013年在辽宁沈阳棕壤区建立长期定位试验，试验共设置4个处理，分别为C0 （不施炭），C1 （一次性施入玉米秸秆生物炭15.75 t·hm-2），C2 （一次性施入玉米秸秆生物炭31.50 t·hm-2），C3（一次性施入玉米秸秆生物炭47.25 t·hm-2），分析土壤团聚体的空间分布及有机碳含量变化情况。结果表明：与C0相比，生物炭显著提高了耕层（0~20 cm）土壤有机碳含量，随着生物炭施用量的增加，C1、C2和C3处理耕层有机碳含量分别提高了6.81%、11.06%和41.62%。耕层土壤团聚体稳定性随着生物炭施用量的增加，呈现出先增加后降低的趋势，但C3处理仍然显著高于C0处理。20~40 cm土层的土壤有机碳含量随生物炭施用的增加而显著提高，与C0相比较，C1、C2和C3处理分别提高了92.36%、111.63%和123.25%，该土层微团聚体含量随着生物炭施用量的增加而显著降低，C3处理的粉黏粒含量也显著降低，大团聚体含量随着生物炭施用量的增加而显著提高。C3处理平均质量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）均显著高于其他处理。40~60 cm土层中仅C3处理显著提高了土壤有机碳含量，与C0相比较，其提高幅度为4.67%，C3处理也相应地提高了大团聚体含量和GMD。研究表明，一次性施用生物炭不仅提高了耕层土壤有机碳含量、大团聚体含量和团聚体稳定性，也会相应地提高耕层以下土层有机碳含量和团聚体稳定性。对土壤耕层而言，生物炭作为土壤改良剂有其最适宜施用量，在本研究中，最适宜的施用量为31.50 t·hm-2（C2处理）。生物炭对耕层以下土壤有机碳含量和团聚体稳定性的提高受生物炭施用量的影响，生物炭施用量越高，其对耕层以下土层的影响越大。

• 大薸对奶厅废水主要污染物的去除效果研究

  刘鹤莹,张嫚,翟中葳,杨鹏,支苏丽,沈仕洲,张克强

  为探索低成本高效率的奶厅废水处理新技术，本研究以大薸（Pistia stratiotes）为研究对象，选择某奶牛养殖场奶厅废水原水、厌氧处理后和好氧处理后的废水开展室内试验，重点研究大薸对奶厅废水中主要胁迫盐分的耐受浓度阈值，以及大薸对奶厅废水中基础养分（TN、TP、COD等）和阴离子盐（SO42-、Cl-等）的去除效果。结果表明：当奶厅废水的电导率未超过2 193~2 527 μS·cm-1时，大薸对奶厅废水中的盐分具有耐受性。但当奶厅废水中两种主要阴离子盐SO42-和Cl-含量分别超过5 mmol·L-1和15~25mmol·L-1时，大薸抗氧化酶活性受到抑制。在净化三类奶厅废水的过程中，大薸对水体COD的削减作用最为明显，减少了65.51%~86.75%，TN、NH4+-N和TP含量分别降低了69.46%~87.52%、64.00%~96.59%和30.73%~66.02%，而SO42-和Cl-分别被大薸吸收了16.37%~18.04%和22.02%~35.83%。此外，大薸处理时间为23 d时，对奶厅废水原水和厌氧处理后的废水中多种污染物的去除效果最好。奶厅废水经厌氧处理后，大薸对多种污染物的削减作用更为明显，对水体中TN、NH4+-N、TOC、SO42-和Cl-的去除效果较原水分别提升了9.60%、42.83%、40.94%、2.00%和13.81%。研究表明，大薸对奶厅废水中盐分具有耐受性，且奶厅废水经厌氧处理后大薸可以更为有效地降低其中主要污染物含量。

• 包膜尿素与普通尿素配施对稻田氨挥发的影响

  康兴蓉,周旋,彭建伟,杨相东,徐章倩,黄粤林,费讲驰

  为有效减少平原河网双季稻种植区农田氮素（N）损失并提高N肥利用率，采用聚氨酯包膜尿素与普通尿素掺混一次性施肥技术，探究控释掺混肥对早稻季氨挥发损失及N肥利用率的影响。连续两年（2018—2019年）在湖南益阳开展田间试验，设置不施N肥（CK）、常规施肥（CF）、聚氨酯包膜尿素（PuCU）、聚氨酯包膜尿素与普通尿素以6∶4比例配比（0.6PuCU+0.4CF）共4个处理，采用半密闭通气法监测水稻生育期间氨挥发特征。结果表明： CF和0.6PuCU+0.4CF处理稻田氨挥发主要发生在移栽后10 d内，峰值出现于第2~3天和第10天；而PuCU处理整个早稻生长季氨挥发通量缓慢，略高于CK处理。早稻全生育期CF处理氨挥发损失量（率）最高，达39.48 kg·hm-2（22.22%），N肥吸收利用率（NRE）和N肥农学利用率（NAE）分别为29.19%和13.82 kg·kg-1；PuCU和0.6PuCU+0.4CF处理氨挥发损失量（率）分别为12.01 kg·hm-2（3.91%）和20.70 kg·hm-2（9.70%），NRE分别为60.22%和71.36%，NAE分别为18.99 kg·kg-1和20.34 kg·kg-1。其中，0.6PuCU+0.4CF和PuCU处理早稻季总计氨挥发损失量较CF处理分别降低47.57%和69.56%，而NRE分别提高163.08%和116.29%，NAE分别提高69.85%和55.97%。Elovich方程能较好地拟合稻田氨挥发累积量随时间的变化趋势，各处理相关系数均达到极显著水平。相关分析表明，早稻季氨挥发通量与田面水NH4+-N浓度及pH呈显著正相关。研究表明，聚氨酯包膜尿素一次性基施能有效避免施肥后NH4+-N的急剧升高，减少稻田氨挥发损失，并提高早稻N肥利用率，而将其与尿素按比例进行互配能进一步促进N素吸收，提高N素利用效率，但氨挥发减排效果较单施聚氨酯包膜尿素低。

• 不同施肥类型下碱性塿土和酸性赤红壤清江白菜种植的氨挥发特征及排放系数

  赵瑞,冯雁辉,姚玲爱,马千里,高加乾,赵学敏

  为探究酸碱性土壤对氨挥发特征及排放系数的影响，为我国农田土壤氨排放清单的准确评估提供科学依据，于2018年2—5月，以塿土（碱性土壤）和赤红壤（酸性土壤）为研究对象，以清江白菜为试材，采用室外模拟场方法，设置土壤pH类型为A组，分别为碱性土壤（A1）和酸性土壤（A2）；同时，设置氮肥类型为B组，分别为不施肥（B0）、尿素（B1）、碳酸氢铵（B2）、尿素与有机肥混施（B3）和复合肥（B4）共5组氮肥施用类型，开展正交试验。试验共设置10个处理，各处理的氮肥施用量均为200 kg·hm-2。清江白菜种植过程中，共施肥3次，其中基肥施肥方式为沟施覆土，第1次追肥为撒施，第2次追肥为撒施后灌水。采用通气法对两种土壤进行室外模拟原位氨挥发测定，研究了不同施肥类型下土壤氨挥发情况和不同土壤pH对土壤氨挥发的影响，并尝试确定氨排放系数。结果表明：清江白菜种植过程中的氨挥发几乎全部来自追肥，追肥期间碱性土壤氨挥发量占全生育期氨挥发总量的97%~98%，酸性土壤追肥期间氨挥发量占全生育期氨挥发总量的99%。对比不同施肥处理的氨挥发量，碱性土壤A1B1、A1B2、A1B3和A1B4处理的氨挥发总量之间差异显著（PA1B1>A1B3>A1B4的趋势，不同施肥类型氨挥发总量之间比值关系A1B1∶A1B2∶A1B3∶A1B4为3∶5∶2∶1；酸性土壤不同施肥处理的氨挥发总量之间也呈现A2B2>A2B1>A2B3>A2B4的趋势，不同施肥类型氨挥发总量比值关系A2B1∶A2B2∶A2B3∶A2B4为3∶15∶3∶1。碱性土壤各施肥类型氨挥发总量和氨排放系数显著（P<0.05）高于酸性土壤各施肥类型。20~30℃气温条件下，碱性土壤不同施肥类型的氨排放系数为2.73%~3.03%（A1B1）；5.27%~5.31%（A1B2）； 2.27%~2.67%（A1B3）； 1.07%~1.23%（A1B4）。酸性土壤不同施肥类型的氨排放系数为0.40%~0.78%（A2B1）； 2.75%~3.25%（A2B2）； 0.44%~0.52%（A2B3）； 0.18%~0.22%（A2B4）。研究表明，土壤酸碱性是影响农田氨挥发的重要因素之一，碱性土壤的氨挥发量和氨排放系数显著高于酸性土壤；复合肥是能够有效减少土壤氨挥发的施肥类型；覆土深施和撒施后灌水可以有效降低土壤的氨挥发损失率。