农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2022年第2期

• 《农业环境科学学报》2021年刊出论文简评

  蔡祖聪

  本文简要地介绍了2021年《农业环境科学学报》刊出论文的总体情况，涉及的栏目和关注的主要污染物等，重点评述了环境健康与农产品安全、废弃物处理及资源化利用、养殖环境和氨排放方面刊出的论文，指出了这些领域应该重点关注的科学问题，呼吁加强农业污染物排放量测定方法的研究。

• 固体进样在土壤金属元素测定中的应用及展望

  穆莉,唐鑫,温婧玉,翁靓娴,杨沁雨,肖笛,孔可可,裴立军,刘潇威

  准确快速的土壤重金属检测方法能为土壤重金属污染防治提供基础条件。直接固体进样技术因具有能简化样品前处理、缩短分析时间、减少有害化学试剂使用等特点，已被广泛用于农业土壤环境样品中各类金属元素含量的测定。鉴于此，本文首先概述了电热蒸发、激光烧蚀、等离子体进样、中子活化技术等典型土壤固体样品导入技术。其次，根据检测器的不同对固体进样技术进行了分类，并对其工作原理、国内外最新研究进展及标准现状进行了总结。本文进一步从样品的称样量及目数选择、校准方法、基体干扰和消除技术方面对土壤直接固体进样技术存在的问题进行了概述。最后，从土壤固体进样技术的自动化程度、精度提高、成本节约等方面对其未来发展方向进行了展望。

• 我国长三角地区淡水池塘养殖水产品中抗生素残留及对人体暴露的贡献评价

  贾斌,庾旸,马海川,陈以芹,李娟英

  为探究我国长三角地区淡水养殖水产品中抗生素残留特征及食用风险，于2019年7—10月采集上海、浙江、江苏、安徽、福建等5个地区淡水养殖池塘3类水产品（鱼类、虾类、蟹类），使用高效液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）检测水产品中的9种常见抗生素，并根据人体可接受的每日摄入量（ADI）及养殖水产品消费对抗生素暴露的贡献率（CR）分别评价食用安全性和暴露风险。结果表明：9种抗生素均有检出，检出频率范围为38.1%~90.5%，浓度范围为nd~25.25 ng·g-1；估算的每日摄入量（EDI）远低于ADI；Σ抗生素的贡献率范围为<0.01%~29.77%。研究表明，水产品摄入不会对人体健康构成抗生素暴露风险，但食用水产品时，喹诺酮类和大环内酯类抗生素的摄入应引起关注。

• 耐盐菌对盐胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响

  刘鹏,毕江涛,罗成科,惠治兵,李文兵,肖国举,王静

  土壤盐渍化严重影响植物生长发育，为探讨微生物对盐胁迫下植物种子萌发及幼苗生长的调控作用，以宁粳28号水稻种子为材料，采用培养皿滤纸萌发的方法研究不同耐盐菌株组合对150 mmol·L-1 NaCl胁迫下与水稻种子萌发及幼苗生长相关的生理代谢的影响。结果表明：不同菌株组合对盐胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长均有一定的促进作用。与盐胁迫下不加菌的对照处理相比，枯草芽孢杆菌+苏云金芽孢杆菌+阿氏芽孢杆菌（ABD）和枯草芽孢杆菌+苏云金芽孢杆菌+多黏类芽孢杆菌+阿氏芽孢杆菌（ABCD）菌株组合可使发芽率提高约20%，ABCD组合使水稻芽长和根长分别提高4.75倍和0.72倍，种子活力指数提高3.19倍，幼苗耐盐指数提高3.20倍，叶绿素含量与根系活力均显著增加（P<0.05），相对盐害率显著下降（P<0.05）。菌株组合不同程度地降低了盐胁迫下水稻幼苗丙二醛（MDA）含量，提高了过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）及超氧化物歧化酶（SOD）活性，可缓解盐分对水稻造成的毒害，但各处理之间存在一定的差异，其中多菌株复配能较好地提高幼苗SOD活性。研究表明，耐盐微生物能够增强水稻耐盐性，促进水稻种子萌发及幼苗生长，多菌株复配效果优于单菌株。

• 褪黑素对镉胁迫下紫苏根系特征的影响

  李亮,辛在军,王玺洋,李晓晖,孙小艳

  为揭示根系在褪黑素缓解植物镉胁迫效应中的作用，利用水培实验探讨了外源褪黑素对不同浓度镉处理（0、2、10 mg·kg-1）下紫苏（Perilla frutescens）生长、根系形态及解剖结构、镉及相关必需元素含量等的影响。结果显示：镉处理显著抑制了紫苏地上部生长，未造成紫苏根系生物量显著改变，但根系形态和解剖结构发生显著变化，长度变短、直径变粗、表面积减小、中柱变粗、皮层占横切面的比例降低；低浓度镉处理的紫苏在添加外源褪黑素后，地上部生物量显著提高，根系镉含量和累积量、镉转运系数以及地上部镉含量和累积量显著下降，同时根系长度变长、中柱变细、皮层占比增加，根系中锌和铁的含量显著增加；高浓度镉处理的紫苏在添加外源褪黑素后，镉转运系数和地上部累积量显著降低，根系中锌含量显著增加，但地上部生物量没有增加。研究表明，外源褪黑素可以通过改变紫苏根系形态和解剖结构，同时增加锌和铁元素吸收，降低根系对镉的吸收以及向地上部位的转运，进而缓解镉胁迫对紫苏生长的抑制作用，但缓解作用因紫苏受镉胁迫程度不同而有所差异。

• 醋糟生物质炭对尖孢镰刀菌胁迫下番茄系统抗性的影响

  裴广鹏,李俞昕,朱宇恩,刘伟,李华

  为探明生物质炭介导的系统抗性在土传病害防治过程中的作用，以番茄枯萎病为对象，采用盆栽试验，研究尖孢镰刀菌胁迫下生物质炭对番茄体内抗氧化酶活性和非酶类抗氧化分子含量的变化，及对相关抗性基因表达的影响。结果表明：施加生物质炭可显著降低番茄的病害程度。在尖孢镰刀菌胁迫下，番茄叶片光合色素显著降低，丙二醛含量显著增加，生物质炭的施加可显著降低尖孢镰刀菌胁迫造成的光合色素和丙二醛含量变化。施加生物质炭在降低番茄体内过氧化物酶活性的同时，可提高“解毒酶”（包括过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽还原酶和谷胱甘肽S-转移酶）的活性。在尖孢镰刀菌胁迫下，番茄体内氧化型谷胱甘肽含量明显升高，生物质炭的施加（3%）在显著降低氧化型谷胱甘肽含量的同时，显著提高了还原型谷胱甘肽含量，表明生物质炭可通过提高抗氧化分子含量来加强番茄体内活性氧的清除效率。此外，在生物质炭的作用下，番茄水杨酸相关基因PR1a、MPK2和NPR1的表达下调，而茉莉酸相关基因DEF1、JAZ1、JAZ3和乙烯相关基因ACO1和ACS的表达上调。结果表明施加生物质炭可增强番茄系统防御尖孢镰刀菌入侵的启动效应和能力。

• 海泡石对镉污染稻田钝化修复效果的稳定性

  裴楠,梁学峰,秦旭,赵立杰,黄青青,徐应明,孙约兵

  为探究海泡石对镉污染稻田土壤的钝化修复效果及其稳定性影响，通过开展连续两年4季的大田试验，分析成熟期稻米镉含量和土壤有效态镉含量，研究海泡石在异地对镉污染水稻土壤修复的适应性以及其修复效果的持久性效应，并通过分析稻米品质以及土壤酶活性，考察海泡石钝化修复对稻米品质和土壤环境的影响。结果表明：一次性施用不同剂量海泡石后，海泡石对镉污染稻田具有持续的钝化效果，能够显著降低糙米镉含量，但是其钝化作用随着时间延长有减弱趋势。海泡石钝化处理使第一年早稻和晚稻糙米镉含量分别比对照降低了21.0%~79.0%和63.8%~88.0%，其中当海泡石的添加量达到1.00 kg·m-2时，可以使第一年早稻糙米镉含量降到我国食品中污染物限量标准（GB 2762—2017）中规定的限值（0.20 mg·kg-1）以下，但只有海泡石的添加量达到最大2.00 kg·m-2时，才能使第一年晚稻糙米镉含量降到该标准限值以下；第二年，海泡石钝化处理使早稻和晚稻糙米镉含量分别比对照降低了4.0%~73.5%和21.4%~81.0%，但是只有海泡石施用剂量达到最大2.00 kg·m-2时，才能使第二年早稻糙米镉含量降到标准限值0.20 mg·kg-1以下，达到安全生产的目的，而其余处理的早稻和晚稻糙米镉含量均高于限量标准。研究表明，海泡石对镉污染稻田土壤镉具有较好的钝化修复效果，可以保障水稻的安全生产，但是在田间修复过程中，需要跟踪监测海泡石的钝化效果，必要情况下需要复施以确保其修复效果的持久稳定性。

• 组配/改性材料对镉砷复合污染土壤的钝化修复

  杨京民,梁新然,姜娜,黄志红,牟凤利,祖艳群,李元

  为探究不同类型钝化材料对镉（Cd）砷（As）复合污染土壤的修复效果，以黑麦草为供试植物，研究石灰+硫酸亚铁组配（LF）、改性生物炭（MB）和改性桉树屑（MC）对Cd、As的钝化效果及对黑麦草积累Cd、As的影响。结果表明：在土壤pH为8.19，Cd、As含量为6.87、67.59 mg·kg-1的重度污染土壤中，施加质量分数为0.5%、1%、2%的LF和0.25%、0.5%、1%的MB或MC不会引起土壤pH大幅度波动；不同施加量下LF、MB和MC对Cd的钝化效率分别达21.4%~32.9%、25.2%~29.4%和18.4%~24.9%，对As的钝化效率分别达3.5%~24.5%、3.7%~22.1%和11.8%~18.2%；3种材料可通过静电吸引、络合、沉淀等作用促使两种元素向低活性态转化；LF、MB和MC不同施加量均对黑麦草的生物量没有显著影响，但分别降低了黑麦草地上部6.5%~25.4%、43.9%~48.8%和40.5%~48.3%的Cd含量，33.1%~43.7%、33.6%~38.9%、14.9%~44.4%的As含量；3种材料均可有效阻控黑麦草对Cd、As的吸收与转运。研究表明，实际应用中施加2%的LF或1%的MB、MC均可达到较佳的Cd、As修复效果。

• 土壤有效态镉与稻米镉污染风险广东案例研究

  陈灿明,卫泽斌,彭建兵,吴启堂

  为了科学评估土壤镉（Cd）污染造成的稻米Cd超标风险，以广东省韶关市（酸性土壤）和汕头市（中性土壤）Cd污染稻田为研究对象，对土壤与稻米配对样品进行回归分析，比较了两种提取剂（CaCl2和DTPA）对土壤Cd的提取能力以及对稻米Cd含量的反映能力，以探讨适用于不同pH土壤的有效态Cd提取方法，建立最佳稻米Cd累积预测模型，并推导出土壤有效态Cd的风险阈值。结果表明：CaCl2提取剂对Cd的提取能力小于DTPA；两种提取剂对酸性土壤Cd的提取能力显著高于近中性土壤。与土壤全Cd相比，有效态Cd含量可更好地预测稻米Cd含量。CaCl2提取剂适用于全部试验区的酸性、中性土壤；DTPA适用于汕头市中性土壤，但不适用于韶关市酸性土壤。利用CaCl2-Cd进行线性方程拟合，得到了最佳的稻米Cd预测模型。韶关市的早稻、晚稻预测模型各包含20个水稻品种，其土壤CaCl2-Cd阈值分别约为0.10 mg·kg-1和0.05 mg·kg-1。研究表明，基于CaCl2-Cd的稻米Cd预测方法和阈值可指导广东省Cd污染稻田安全利用，并对其他酸性土Cd污染区具有参考意义。

• 钾肥强化植物间作修复镉锌污染土壤效应研究

  邹嘉成,牛莹新,宋付朋,邢晓飞,陈国卫,诸葛玉平,娄燕宏

  小麦间作伴矿景天是一种原位绿色、边生产边修复重金属污染土壤的有效方式，施用钾肥是保障小麦增产的主要措施之一。为了研究不同类型和用量的钾肥对小麦间作伴矿景天修复镉（Cd）、锌（Zn）污染土壤的强化效果，采用室外盆栽试验方法，以不施钾肥为对照处理，研究了不同类型钾肥（氯化钾、硫酸钾）及施用量（50、100 mg·kg-1和200 mg·kg-1，以K2O计）对土壤pH和Cd、Zn含量、小麦和伴矿景天幼苗生物量及其Cd、Zn积累量的影响。结果表明：相较于对照处理，施用氯化钾和硫酸钾均能降低土壤pH，且施用量增至200 mg·kg-1时土壤pH值降幅最大，分别降低了0.322和0.411。氯化钾和硫酸钾对土壤有效态Cd、Zn含量的提升效果均随施用量的提高而增强，均提高了小麦幼苗与伴矿景天生物量并促进了对Cd、Zn的积累。施用钾肥后，土壤Cd的去除率在15.1%~23.8%，土壤Zn的去除率在1.75%~4.70%。研究表明，施用钾肥均对小麦间作伴矿景天修复土壤Cd、Zn污染具有良好的强化效应，且氯化钾施用量200 mg·kg-1的修复效果优于其他处理。

• 改性生物炭对农田土壤铬形态分布和酶活性的影响

  陈艺杰,吴伟健,李高洋,张伟健,卫婷,蔺中,甄珍

  为研究改性牛粪生物炭对土壤铬形态分布和酶活性的影响，以HNO3改性牛粪生物炭、FeCl3改性牛粪生物炭和原始牛粪生物炭为研究对象，研究3种改性生物炭对农田土壤铬形态分布、土壤理化特性和酶活性的影响。结果显示：HNO3改性牛粪生物炭和FeCl3改性牛粪生物炭相比于原始牛粪生物炭，比表面积、总孔容、微孔比表面积分别提升了2.86 m2·g-1、0.004 cm3·g-1、0.01m2·g-1和11.09 m2·g-1、0.013 cm3·g-1、2.20 m2·g-1，但平均孔径分别下降了1.28 nm和3.86 nm。与未改性生物炭相比，改性生物炭官能团种类没有变化，但羟基（—OH）、羧基（—COOH）和羰基（C=O）均得到强化。Cr（Ⅵ）吸附试验中，3种生物炭均表现出良好的吸附效果，尤其是FeCl3改性牛粪生物炭的吸附效果最优，最大吸附量达到15.90 mg·g-1。土壤培养试验结束时（60 d），添加生物炭的土壤酸可溶态、可还原态和可氧化态铬含量分别比未添加生物炭土壤降低0.97%~2.15%、0.28%~0.94%、4.70%~9.40%。而在添加改性生物炭的土壤中残渣态铬含量（42.3%~45.2%）显著高于添加未改性生物炭的土壤（38.6%）和对照土壤（32.8%）。相关性分析结果表明，生物炭主要通过提高土壤pH、阳离子交换量和有机质含量，促进土壤中的酸可溶态铬向残渣态转化，其中FeCl3改性牛粪生物炭的促进效果最优。生物炭的添加降低了土壤中铬的毒害作用，同时提升了土壤中脲酶、蔗糖酶和脱氢酶的活性，其中改性生物炭对土壤酶的促进效果优于原始生物炭。研究结果证明改性生物炭可以作为一种低成本、环保的吸附剂来有效修复Cr（Ⅵ）污染土壤。

• 河岸缓冲带对采矿废弃地水土流失及其重金属污染扩散的消减效应

  邓江堤,张灿,李宇,李博,祖艳群,李元,陈建军,张洲

  为了研究生态缓冲带对重金属扩散的控制效果，于2020年6—11月在云南省兰坪县兔子山矿段磨面河河岸带构建灌/草套种模式生态缓冲带开展原位试验，研究8种灌-草模式生态缓冲带植被生长状况、植物重金属累积特征、水土流失及重金属扩散特征。结果表明：泥沙是Cd、Pb和As迁移的主要载体。在生态缓冲带植被恢复初期，草本植物盖度超过85%时，提高植被盖度能有效消减污染扩散。11月径流中泥沙、Cd、Pb和As平均浓度较7月分别降低58%、46%、41%和40%。灌/草套种模式水土流失量和重金属流出量较草本植物单作模式更低。PCA分析表明，8种模式中黑麦草/杜鹃模式水土流失和Cd、Pb、As流出得分最低。研究表明，灌/草套种模式生态缓冲带能有效减少采矿废弃地重金属扩散，推荐采用黑麦草/杜鹃套种模式生态缓冲带作为Pb-Zn矿采矿废弃地沟渠河岸带污染物消减措施。

• 氮磷养分对荧蒽污染土壤修复的应用研究

  陈雪梅,张馥颖,朱雪竹,赵海燕,吕百韬

  为探究污染土壤中氮、磷养分添加对土壤中多环芳烃（PAHs）去除的影响，通过室内土壤培养试验，以荧蒽为PAHs代表，研究外加氮磷（0、150、300、450、600mg·kg-1）对土壤中PAHs污染消减的影响，并通过污染土壤中外加氮磷对相关土壤酶活性的影响，探讨氮磷养分对土壤中荧蒽去除的机理。结果表明：外加氮磷有利于污染土壤中荧蒽的去除，外加氮磷可将土壤中荧蒽的半衰期缩短最多达78.4%。在100 mg·kg-1荧蒽污染下，外加300 mg·kg-1氮对土壤中荧蒽的消除速率常数提高了388.9%；外加150 mg·kg-1磷对土壤中荧蒽消除速率常数提高了477.8%。外加氮磷可显著影响土壤中相关酶活性，外加磷能够显著提高土壤中脲酶活性和酸性磷酸酶活性；外加氮显著提高了低荧蒽污染土壤中酸性磷酸酶活性；外加氮磷均可显著提高土壤多酚氧化酶活性，多酚氧化酶活性的提高与土壤中荧蒽的去除具有显著正相关性。研究建议，污染黄棕壤中外加氮、磷的范围为150~300 mg·kg-1，外加的氮磷通过有效改变污染土壤的酶活性，从而促进土壤中PAHs的去除。

• 改性废白土炭复合材料对恩诺沙星的吸附效应分析

  朱晓丽,张婷,王军强,赵汉红,尚小清,申保收,陈超,王静

  以废白土为原料，分别在300、500℃和700℃条件下限氧热解制备废白土炭复合材料A&C300、A&C500、A&C700，采用H3PO4活化法对复合材料进行改性制备HA&C300、HA&C500和HA&C700，分析改性前后复合材料对恩诺沙星（ENR）的吸附效应，筛选出吸附效果最佳的材料；采用比表面积测试仪、扫描电镜-能谱分析、透射电镜、X射线光电子能谱仪及傅里叶红外光谱仪对筛选出的材料进行结构表征；研究改性复合材料吸附ENR的影响因素（ENR浓度、复合材料投加浓度和溶液pH），并结合吸附动力学、等温吸附模型和吸附热力学探究其对ENR的吸附作用机制。结果表明：未改性的废白土炭复合材料对ENR吸附效果较差，而采用H3PO4改性后的复合材料对ENR吸附效果均有所提升，其中HA&C300吸附效果最佳；与A&C300相比，HA&C300表面官能团丰富度和含氧官能团数量增加，疏水性增强，比表面积和总孔容分别为45.72 m2·g-1和0.10 cm3·g-1，分别是A&C300的1.54倍和1.59倍；当ENR初始浓度为10 mg·L-1时，HA&C300对ENR吸附的最佳参数为投加浓度0.5 g·L-1、pH 6，此时去除率最高达到92.34%，是A&C300去除率的2倍，最大吸附量达66.79 mg·g-1。HA&C300对ENR的吸附过程符合拟二级动力学方程和Freundlich模型，吸附过程主要受控于化学吸附，为自发的吸热反应，吸附机制包括氢键、π-π EDA、疏水作用和孔径填充。

• 典型塑料生产加工地块土壤邻苯二甲酸酯及多环芳烃污染特征和健康风险

  严青云,杨耀帅,罗海鲲,巫静,章生卫,李彦文,向垒,莫测辉

  为探究塑料生产加工造成的土壤污染，采用气相色谱-质谱联用法分析了南方典型塑料生产加工地块土壤中邻苯二甲酸酯（PAEs）和多环芳烃（PAHs）的含量水平，并开展健康风险评价。结果表明：PAEs化合物中仅邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）被检出，检出率为80.6%，平均值为16.0 mg·kg-1，最高值为1 300 mg·kg-1，该值是迄今为止我国土壤中检出PAEs化合物的最高值。15种优控PAHs化合物均有不同程度地检出，总检出率为33.1%，检出总量为0~35.4 mg·kg-1，平均值1.7 mg·kg-1。以《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600—2018）第一类用地筛选值进行评价，DEHP、苯并（a）芘（BaP）和二苯并（a，h）蒽（DahA）超标，超标率分别为1.4%、5.0%和1.4%。DEHP在管材车间超标，与聚氯乙烯管材（PVC）生产和存储有关；BaP和DahA在原料仓库超标，且BaP还在油墨仓库及印刷复合车间超标，与煤和重油作为燃料使用以及油墨释放PAHs化合物有关。3种超标化合物含量和检出率均随土层深度的增加明显降低。健康风险评价显示，DEHP、BaP和DahA的非致癌风险均在可接受范围，但部分样品的DEHP（1.4%）和BaP（2.8%）的致癌风险超过可接受风险水平，主要由经口摄入和皮肤接触造成。研究表明塑料生产加工可导致较为严重的土壤PAEs和PAHs污染。

• 紫泥田水稻土细菌群落对不同农艺调控措施的响应

  钟俊杰,李晓镜,尹泽润,盛浩,聂三安

  为研究土壤细菌群落对不同农艺措施的响应，揭示土壤细菌群落结构与土壤环境因子的相互关系，以紫泥田水稻土为研究对象，设置石灰、商品有机肥、土壤调理剂3个处理，对土壤细菌16S rRNA基因测序，分析不同处理对细菌群落组成和多样性的影响。结果表明：与对照相比，有机肥和调理剂处理提高了土壤细菌α多样性指数，而石灰处理降低了土壤细菌α多样性指数；石灰和有机肥处理的细菌α多样性显著高于调理剂处理。与对照相比，石灰、有机肥和调理剂处理酸杆菌门的相对丰度分别提高了64.77%、95.69%和67.52%，石灰处理变形菌门和硝化螺旋菌门的相对丰度分别提高了10.40%和11.99%，而有机肥处理降低了9.17%和43.06%，调理剂处理降低了10.67%和31.07%。主成分分析结果表明，与对照相比，石灰和有机肥处理土壤细菌群落结构较为相似，但调理剂处理改变了土壤细菌群落结构。冗余分析结果表明，土壤pH和全钾是影响土壤细菌群落结构的主要因子，阳离子交换量、全磷、有效态镉、全氮、微生物量碳和土壤有机碳影响较小。研究表明，不同农艺调控措施改变了紫泥田水稻土细菌的群落结构组成和多样性。

• 甘蓝、菜豆和玉米不同轮作组合对淡褐土细菌群落和作物产量的影响

  王天乐,王晓娟,刘恩科,史向远

  为研究不同连作、轮作组合对土壤细菌群落和作物产量的影响，选择北方旱地常见种植作物甘蓝（C）、菜豆（B）和玉米（M），以3种作物轮作下甘蓝-玉米-甘蓝（CMC）、菜豆-玉米-甘蓝（BMC）、甘蓝-甘蓝-甘蓝（CCC）、甘蓝-玉米-菜豆（CMB）、菜豆-玉米-菜豆（BMB）、菜豆-菜豆-菜豆（BBB）、甘蓝-甘蓝-玉米（CCM）、甘蓝-菜豆-玉米（CBM）、菜豆-菜豆-玉米（BBM）、菜豆-甘蓝-玉米（BCM）共10种轮作组合为对象，利用Illumina HiSeq高通量测序平台，基于16S rRNA基因序列扩增子测序，研究10种轮作模式下耕层土壤细菌群落结构和多样性的变化，分析其不同变化对作物产量的影响。结果表明：各处理间细菌OTU数目差异较小，丰富度间没有差异；前茬种植作物为甘蓝时，CCC处理特有OTU数为2，BMC处理特有OTU数为1；前茬种植作物为菜豆时，BBB处理无特有OTU，CMB处理轮作特有OTU数为1；前茬种植作物为玉米时，CCM、CBM、BCM处理均有1个特有OTU。BCM处理的土壤细菌丰富度指数（Ace指数和Chao1指数）显著低于CCC处理，但CCC、BCM处理与其余处理间无显著差异；与CCC处理相比，BCM处理的Ace指数降低了2.6%，Chao1指数降低了2.5%。CMC、BMC、CCC、BMB、CCM、BBM处理的土壤细菌多样性指数（Shannon指数）较CBM处理显著提高了3.3%～3.6%。与连作相比，CBM处理土壤细菌相对丰度和群落结构变化最大，BCM处理次之；与CCC处理相比，轮作能够降低土壤细菌丰富度和土壤细菌多样性。CMB和BMB处理细菌优势门（相对丰度>10%）为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes），其余处理细菌优势门为变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、厚壁菌门（Firmicutes）；各处理相对丰度最大的门是变形菌门（25.0%~31.1%）。与连作相比，CBM处理显著降低酸杆菌门、绿弯菌门、放线菌门相对丰度，显著提高拟杆菌门相对丰度。属水平相对丰度聚类热图显示，CMC、BBB、CCM处理与BMC、BBM、BCM处理土壤细菌群落相似性较高，CCC、CMB、BMB处理与CMC、BMC、BBB、CCM、BBM、BCM处理群落相似性次之，CBM处理与其余9种处理细菌群落差异最大。前茬种植作物相同时，各处理产量均无显著差异，其中CMC、BMB、BBM处理产量最高。综合而言，菜豆-菜豆-玉米为最优轮作组合。

• 改性核桃壳生物炭对枯草芽孢杆菌SL-44的吸附

  邓子禾,田飞,武占省,陶治东,孙琳琳,杨帆,李海杰

  为提高生物炭与微生物吸附能力及其协同改良土壤的性能，使用草酸和氨水对核桃壳生物炭改性，以期制备出性能更加优良的炭基菌剂，并通过红外光谱、动力学、热力学等研究方法，解析生物炭对枯草芽孢杆菌SL-44的吸附机制，并探究其稳定性。结果表明，草酸和氨水改性增加了生物炭在常温下对SL-44的吸附能力，且随着改性剂浓度的增加而增加，最大吸附量为1.5396×1011 CFU·g-1。此外，通过改性能够在生物炭表面引入COOH、C=O和—NH2官能团，改变电负性，并保持生物炭原有形貌结构。生物炭对菌体的吸附以物理吸附为主，并涉及化学吸附作用，其表面的—OH、C=O、COOH、—NH2均参与了吸附反应过程。生物炭吸附SL-44为放热过程（ΔH草酸改性>未改性。因此增加生物炭表面氧、氮官能团含量可增加其吸菌量，同时在常温下可制得吸菌量更大的炭基菌剂。测定所得菌剂的活菌数和稳定性发现，被吸附的菌体数越多，其存活菌数量越大，且保藏稳定性越强。与未改性生物炭相比，改性后活菌数最高提高26.01%，而保藏4个月后存活率提高14.1个百分点。

• 基于HYDRUS-1D模型的平原河网区农田氮素迁移特征研究

  许雪婷,班如雪,金有杰,张毅敏,高月香,徐豪杰

  为了探究平原河网区域氮素垂向迁移及流失情况，本研究基于平原河网区农业活动施用的氮素通过包气带发生纵向迁移的实际情况，利用HYDRUS-1D软件中的水分运动和溶质运移模块构建适用于平原河网区的水氮模型，结合野外监测和室内淋溶试验对模型参数率定和验证，利用校验过的模型对区域氮素垂向迁移及流失情况进行模拟。结果表明：尿素主要分布在0~5cm土壤，并在表层土壤中大量水解；氨氮和硝态氮主要分布在0~15 cm和0~35 cm土壤，且随着土壤深度增加，浓度均呈现先增加后减少的趋势。土壤深度每增加10 cm，硝态氮浓度减小约10 mg·L-1。相对而言，硝态氮更易流失进入深层土壤，氨氮流失则对灌溉量响应更为明显。当灌溉量高于400 mL时，氮素流失量呈指数增加趋势。在综合考虑自然降雨、外源污染输入和土壤背景值的条件下，平原河网区进入地下水的氮素将远超国家Ⅲ类水质标准。

• 基于水动力模拟的湿地阻水围堤围埝判定——以白洋淀为例

  白洁,陈家琪,田凯,麻晓梅,王欢欢,赵彦伟

  为识别并拆除影响较大的围堤围埝，以利于湿地恢复，本文提出了包括4个步骤的湿地关键阻水围堤围埝的判定方法，首先利用水动力模型模拟结果提取流线分布图；然后计算流线分布密度、均匀度、平均蜿蜒度指标；接下来初步判定关键阻水围堤围埝；最后利用地形、土地利用校核判定结果，确定关键阻水围堤围埝。以白洋淀为例，进行淀区关键阻水围堤围埝的判定，并模拟了围堤围埝拆除后淀区水动力的变化情况。结果表明，淀区内存在8处关键阻水围堤围埝，总面积约9.93 km2。关键阻水围堤围埝拆除后，流线丰富且分布更均匀，水面面积占比由90.42%增加到94.70%，滞水区面积占比降低约4.20%。

• 基于国产管式透气膜的养殖粪污沼液氨氮回收工艺装置构建及效能

  李鹏,郭旋,钟华,赵同科,李吉进,王甲辰,张成军

  为了探讨利用国产透气膜回收沼液氨氮的可行性及实际效果，以国产管式透气膜为关键组成部件构建沼液氨氮回收工艺模拟实验装置，开展沼液氨氮回收动态实验研究。结果表明：随着透气膜分离氨氮回收实验装置的运行，沼液氨氮浓度总体下降明显，提取液氨氮浓度呈先线性增加而后稳定在一定水平的变化规律；运行396 h后沼液氨氮去除率可达91.2%；根据氨氮回收速率的变化，装置运行过程可分为氨氮回收（0~252 h）和损失（252~420 h）两个阶段；氨氮回收阶段，提取液氨氮浓度小于10 000mg·L-1，单位体积氨氮平均回收速率为1 190 mg·L-1·d-1，氨氮损失阶段，提取液氨氮浓度平稳保持在11 200~12 180 mg·L-1，单位体积氨氮平均回收速率仅为35 mg·L-1·d-1。若要令该工艺更为高效运行，可考虑增强沼液反应槽密封性，以降低沼液中气态NH3的挥发损失，另外可将提取液pH是否超过7确定为是否应更换新提取液的指示参数。利用国产透气膜构建的沼液氨氮回收工艺过程可有效回收沼液氨氮，回收率接近80%。

• 餐厨垃圾生化尾渣蚯蚓堆肥中矿物的调节效应

  缪丽娟,王依凡,张明月,应雨璀,张承业,冯宇宁,王浪,朱维琴

  餐厨垃圾生化尾渣的资源化利用是餐厨垃圾生化处理后的新难点，针对餐厨垃圾生化尾渣中的高盐分和低腐熟度问题，本研究以脱硫石膏和骨炭作为添加剂，探究脱硫石膏与骨炭对餐厨垃圾生化尾渣蚯蚓堆肥中的调节效应，研究其对蚓体生长及蚯蚓堆肥基本性状变化规律的影响。结果表明：脱硫石膏和骨炭添加均可促进蚯蚓生长繁殖，且骨炭添加下蚯蚓生长状况相对更优；蚯蚓处理可降低蚯蚓堆肥pH而提高其电导率（EC）和总养分含量；骨炭较之脱硫石膏添加下所获蚯蚓堆肥pH、总养分含量和过氧化氢酶（CAT）活性均升高，而其EC、脲酶（UA）和碱性磷酸酶（AKP）活性则均降低。腐熟度变化表明，蚯蚓活动和骨炭添加均可降低堆肥中C/N和NH4+-N/NO3--N，增加其腐殖质（HS）、胡敏酸（HA）、富里酸（FA）含量和种子发芽指数（GI）。因此，在餐厨垃圾生化尾渣中添加骨炭进行蚯蚓堆肥以降低盐分和提高腐熟度具有一定可行性。

• 基于代谢笼试验的鸡粪中雌激素排放特征研究

  梁紫薇,李艳,胡嘉梧,贺德春,邹梦遥,杨莹,陈冰娜

  为研究集约化养殖禽类粪便中雌激素的排放特征，以四川省某养殖场的肉鸡为研究对象，采用代谢笼采样方式采集4个季节的粪便样品，用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法（SPE-UHPLC-MS/MS）检测粪便样品中6种雌激素的含量。结果表明：肉鸡粪中6种雌激素E1、17α-E2、17β-E2、E3、17α-EE2和DES的检出率分别为100%、81%、91%、65%、22%和18%，含量范围分别为4.51~1 321.55、ND~269.23、ND~307.62、ND~60.35、ND~12.18 μg·kg?1和ND~10.31 μg·kg?1，E1和17β-E2是肉鸡粪中主要的雌激素。采用雌二醇当量（EEQ）评估肉鸡粪中雌激素活性，所有样品EEQ的范围为10.80~1 080.22 μg·kg?1，6种雌激素对EEQ贡献值由大到小依次为E1>17β-E2>17α-E2>E3>17α-EE2>DES，每羽肉鸡通过粪便排放雌激素的日平均总量为43.75 μg·d?1，EEQ为28.66 μg·d?1。差异显著性分析结果显示，同一养殖场饲养肉鸡的粪便中雌激素含量无显著差异，但不同批次的肉鸡粪便中雌激素的种类和含量均存在显著差异，即夏季和秋季饲养批次肉鸡粪便中雌激素含量高于春季和冬季饲养批次，表明即使在相同品种、相同喂养方式下，不同季节喂养的肉鸡雌激素分泌与排放量也存在较大差异。因此，在研究家禽粪便雌激素排放负荷时，应充分考虑采样时间对结果的影响。