农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2022年第4期

• mVOCs在根际免疫中的研究进展及思考

  王佳宁,韦中,RAZA Waseem,江高飞,徐阳春,沈其荣

  由土传病原菌引起的作物病害频发制约着世界农业的可持续发展。以根际微生物群落这一生物屏障为核心的根际免疫在抵御土传病原菌入侵中发挥着至关重要的作用。除竞争营养、产生抗生物质等外，根际微生物还通过分泌易挥发性有机物（Microbial volatile organic compounds，mVOCs）与病原菌、其他土著微生物以及宿主植物互作，以更好地适应根际环境和发挥抑病功能。由于具有作用浓度低、可在水-土-气等多界面自由迁移和长距离传播等优势，mVOCs日益成为根际免疫领域机理研究和产品开发的热点。本文首先介绍mVOCs参与土壤抑菌性的发现过程，系统梳理抑制土传病原菌的mVOCs及分泌源——有益微生物。其次，从抑制土传病原菌生长和致病、调控微生物群落互作以及激发植物抗性3个方面阐述mVOCs提升根际免疫的作用机理。随后，总结mVOCs在防控土传病害中的应用现状，并分析影响mVOCs产生和作用效果的土壤生物和非生物因素。最后，提出与根际免疫相关的mVOCs研究思考，呼吁关注mVOCs在根际免疫领域的理论和实践价值。关键词：微生物易挥发性有机物；土传病害；根际免疫；微生物生态

• 植物对土壤钼污染的响应及其耐钼机制研究进展

  李路,胡承孝,谭启玲,孙学成

  钼是植物、动物和微生物必需的微量元素之一，同时也是一种重金属元素。以往对钼的研究主要关注钼缺乏对农作物产量与品质的影响及危害，对钼污染导致的生态风险及应对策略研究较少。本文在分析我国土壤钼污染现状及其生态风险的基础上，综述了钼污染对植物生长发育的影响、钼对植物的毒害阈值及其影响因子，以及植物对钼污染的耐性机制，并展望了未来土壤-植物系统钼污染的研究方向，以期为土壤钼污染的风险管控及修复提供参考。

• 水稻营养器官镉积累特性对稻米镉含量的影响

  张昕,张长波,黄永春,王常荣,薛卫杰,刘仲齐

  为了明确水稻营养器官对镉的拦截作用，对3个水稻基因型关键器官的镉积累特性进行了比较研究。盆栽试验结果表明：高镉积累型水稻T优705茎基部（蘖节）、穗轴和籽粒的镉含量及穗轴向籽粒转运镉的比例显著高于低镉积累型水稻朝阳1号B和湘早籼24。稻穗在含镉0.9~4.5 μmol·L-1的Hoagland营养液中灌浆时，T优705籽粒基部拦截镉的能力最弱，稻米镉含量（y）和穗轴中的镉含量（x）呈显著线性相关（y=ax+b），穗轴中的镉含量每增加1.0 mg，朝阳1号B、湘早籼24和T优705稻米中的镉含量分别增加0.01、0.11 mg和0.14 mg。在0.9~18.0 μmol·L-1的镉溶液中，进入离体叶片的镉离子数量直接决定着叶绿素的衰减速率，镉含量每增加1.0 mg，朝阳1号B和湘早籼24的叶绿素含量降低0.02 mg左右，而T优705的叶绿素含量只降低0.01 mg。在相同的镉胁迫环境中，T优705离体叶片的氧化损伤程度较轻，释放的O2-和H2O2数量显著少于朝阳1号B和湘早籼24。这些结果表明，低镉积累型水稻籽粒基部对镉的拦截能力强，叶片耐镉性差，而高镉积累型水稻籽粒基部对镉的拦截能力弱，叶片耐镉性强；离体稻穗的镉转运特性和离体叶片的耐镉能力可以作为快速筛选低镉积累水稻品种的重要依据。

• 冬小麦叶角质层组分对菲和芘的吸附及影响

  王晋峰,包环宇,蔡军,李嘉,吴福勇

  冬小麦叶面吸收多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）途径内在机制及影响因素尚不清晰。本研究采用化学分离法将冬小麦叶角质层分为7个不同组分，通过比较不同角质层组分对菲和芘吸附的影响，揭示角质层分离组分的组成和结构对菲（Phenanthrene，PHE）和芘（Pyrene，PYR）吸收的作用机制。结果表明：冬小麦叶角质层中除可提取脂质蜡质外，还含有丰富的聚合脂质角质，其含量是蜡质的1.3倍。角质层中被糖类包裹的角碳并非连续分布，而角质则连续分布。角质层各组分元素组成存在较大差异，其非极性组分主要是角质，极性组分主要是糖类。冬小麦角质层4种组分对PHE的相对吸附系数大小顺序为：角碳>角质>角碳-糖类复合体>蜡质，对PYR的相对吸附系数大小顺序为：角质>角碳>角碳-糖类复合体>蜡质。这可能是由于角碳中芳香碳较为丰富，更易与PHE和PYR发生特殊的π-π吸附作用，而角质中含有较高水平的无定形石蜡，为PHE与角质中的柔性长烷基链基团之间的疏水作用提供了分配介质，由于蜡质含量较低，表现出较低的吸附系数。此外，角质层组分吸附系数与碳含量呈正线性相关，而与氧含量、极性指数呈显著负线性相关。研究表明，角碳和角质是PAHs的主要存储介质，由于角质层蜡质含量较低（9.6%），蜡质组分对PAHs的吸附贡献最低。角质层组分碳含量越高，其对PAHs的吸附能力越强，而角质层组分氧含量和极性指数越高，其对PAHs的吸附能力越弱。

• 芸苔素内酯对糜子苯唑·二甲钠药害的缓解作用

  林瑞嫦,高玉萌,王可心,李鑫,杨思敏,高小丽

  为研究芸苔素内酯对糜子苯唑·二甲钠药害的缓解效果，于2020年6—10月在陕西省榆林市以“榆糜2号”糜子品种为材料进行大田试验，在糜子幼苗长至3~4叶期时，喷施0.6 kg·hm-2苯唑·二甲钠防除杂草，药后3 d分别叶面喷施0.06、0.08、0.10 mg·L-1的芸苔素内酯，调查除草剂药害和杂草防效，研究糜子功能叶片叶绿素含量、抗氧化酶活性及产量变化。结果表明：叶面喷施0.06、0.08、0.10 mg·L-1芸苔素内酯后除草剂药害指数显著下降，分别较单施除草剂降低了11.34、13.26、12.75个百分点，杂草防效略有降低，但与单施除草剂差异不显著；在苯唑·二甲钠胁迫下，糜子的株高，茎粗，穗长，主穗质量，产量，功能叶片过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽-S-转移酶（GST）活性和叶绿素、还原型谷胱甘肽（GSH）含量均降低，丙二醛（MDA）含量显著升高；药后3 d喷施不同浓度的芸苔素内酯均能缓解苯唑·二甲钠对糜子的药害，提高糜子产量及功能叶片的活性氧代谢酶活性、GST活性和叶绿素、GSH含量，并显著降低MDA含量。研究表明，在0.6 kg·hm-2的苯唑·二甲钠胁迫下喷施0.06~0.10 mg·L-1的芸苔素内酯可通过提高糜子叶片抗氧化酶活性维持细胞氧化还原的平衡和提高GST酶活性促进苯唑·二甲钠与GSH形成无毒性的轭合物来缓解苯唑·二甲钠对糜子产生的药害，从而促进糜子正常生长，提高糜子产量，其中浓度为0.08 mg·L-1的芸苔素内酯在缓解除草剂药害、促进糜子增产方面效果较好。

• 叶面施锌对油菜镉锌生物可给性与形态的影响

  陶雪莹,徐应明,王林,刘畅,孙约兵,梁学峰

  为探究叶面施锌（Zn）对叶用油菜镉（Cd）和Zn生物可给性的影响与调控机理，通过盆栽试验，采用体外消化和连续提取方法，研究喷施不同浓度ZnSO4和EDTA·Na2Zn对两种油菜（Cd低积累品种华骏和普通品种寒绿）地上部Cd/Zn含量、生物可给性以及化学形态的影响，并通过相关性分析和线性拟合方法研究叶面施Zn影响下Cd/Zn生物可给性的变化与形态占比的关系。结果表明，叶面施Zn对油菜地上部Cd含量无显著影响，Zn含量显著升高。喷施ZnSO4降低了油菜Cd和Zn的生物可给性比例，最大降幅分别为24.37%和6.07%；而喷施4 mmol·L-1 EDTA·Na2Zn则显著提高了油菜生物可给态Cd含量，同时提高了Zn的生物可给性比例，最大增幅分别为49.19%和8.40%。喷施ZnSO4明显降低油菜乙醇提取态Zn的占比，最大降幅为10.88%；而喷施EDTA·Na2Zn则明显提高油菜乙醇、H2O提取态Cd以及乙醇提取态Zn的占比，最大增幅分别为25.59%、52.74%以及13.23%。油菜Cd/Zn的乙醇和H2O提取态含量与其生物可给态含量、乙醇和H2O提取态占比与其生物可给性比例分别呈极显著的正相关性，这表明油菜Cd/Zn的乙醇和H2O提取态对其生物可给性贡献最大，叶面施Zn主要通过影响乙醇和H2O提取态Cd/Zn进而调控其生物可给性。

• 不同秸秆还田对冬闲期农田杂草多样性的影响

  桂浩然,王建,董雄德,陈丽,黄雅祺,陈志杰,韩士杰

  为研究玉米（Zea mays）、花生（Arachis hypogaea）和大豆（Glycine max）的秸秆还田措施对冬闲期杂草多样性的影响，本文通过杂草物种调查和秸秆移除、秸秆全量还田及双倍秸秆还田控制实验，定量比较玉米、花生、大豆3种作物的田间杂草发生及多样性。研究结果表明：冬闲期间，大豆地田间杂草多样性在秸秆还田处理下显著增加36.0%，而玉米地杂草多样性在双倍秸秆添加时显著下降了71.6%，且二者田间杂草区系的差异随着秸秆添加量的增大而扩大（双倍秸秆还田时二者的Bray-Curtis距离达到0.72），花生地杂草区系对秸秆还田的响应并不显著；不同秸秆还田类型和秸秆还田量对土壤碳氮的影响不同；冬闲期杂草群落多样性变化并不会影响来年生长季杂草的发生。因此，根据不同的作物类型科学地进行秸秆还田处理可控制农田生态系统多样性，平衡土壤碳氮。

• 铁改性生物炭对水稻土中砷/铁还原的影响

  何璇,钱子妍,吴川,崔梦倩,薛生国

  为探讨铁改性生物炭对水稻土中砷（As）/铁（Fe）形态转化的影响，本研究以湖南某矿区周边As污染稻田土壤为研究对象，研究对照组（CK）、生物炭（CS）、铁改性生物炭（CFS）和蒽醌-2，6-二磺酸盐（AQDS，AS）4个处理对As/Fe形态转化及微生物群落结构的影响。结果表明：培养至49 d时，各处理中释放的As（Ⅲ）浓度为CS（383.6 μg·L-1）>AS（335.7 μg·L-1）>CK（296.9 μg·L-1）>CFS（109.7 μg·L-1）；Fe（Ⅱ）浓度为CFS（166.3 mg·L-1）>AS（155.1 mg·L-1）>CS（123.8 mg·L-1）>CK（72.43 mg·L-1）。CK、CS、CFS、AS处理中溶解性有机碳（DOC）分别被利用了52.37%、56.96%、55.29%、53.52%；3个处理组液相层中DOC的腐殖化程度显著高于CK。16S rRNA基因测序结果表明，优势微生物为变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门（Actinobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi），约占细菌总量的70.0%；CFS处理组中As/Fe还原菌（Clostridium、Geobacter和Anaeromyxobacter）的相对丰度显著高于其他处理。研究表明，施加铁改性生物炭会改变DOC的生物利用性及微生物群落结构，从而调控水稻土中As（V）/Fe（Ⅲ）的还原，为水稻土As污染修复提供理论基础。

• 植物轮作模式对镉污染农田的修复潜力

  曹雪莹,谭长银,蔡润众,程学宇,刘路路,张学文,黄硕霈

  为探讨不同植物镉（Cd）的积累特征及对Cd污染土壤的修复潜力，筛选便于推广的中轻度Cd污染农田土壤的植物修复模式，通过田间试验，利用不同吸Cd特性的水稻、油菜、油葵和伴矿景天等植物进行组合轮作，对土壤Cd有效性、植物不同部位Cd含量、富集系数、Cd积累量及移除量进行研究。结果表明：供试植物对土壤Cd的积累能力较强，除伴矿景天外，植物不同部位Cd的富集系数为1.03~8.82，不同轮作模式两茬植物地上部Cd积累量分别为13.81~81.34 g·hm-2和21.54~74.12 g·hm-2。不同轮作模式Cd移除量表现为伴矿景天与Cd高积累品种晚稻轮作（SPOS）>伴矿景天与Cd高积累油葵轮作（SPHA）>当地主栽品种早稻与Cd高积累品种晚稻轮作（CKOS）>当地主栽品种早稻与当地主栽品种晚稻轮作（CK）>Cd高积累品种油菜与Cd高积累品种晚稻轮作（HNOS），其中最大移除量达150.34 g·hm-2。第一茬植物收获后，伴矿景天降低土壤Cd含量和有效态Cd含量的效果最好，最高分别下降了15.66%和37.14%，而第二茬植物收获后，土壤有效态Cd含量均升高了95.51%以上，有利于下一年植物的吸取修复。油菜地上部Cd积累量最低，但其土壤有效态Cd含量较试验前升高了20.00%，且油菜生长期与伴矿景天接近，因此适宜与伴矿景天间套作。综上所述，伴矿景天与高积累晚稻轮作、伴矿景天与高积累油菜间套作对中轻度Cd污染农田修复潜力较大，可作为湘中Cd污染农田修复治理的种植模式。

• 天然有机酸强化伴矿景天提取镉的潜力与机制

  李茂林,陈喆,周红燕,吴佳玲,李侃麒,游少鸿

  为探究天然有机酸对伴矿景天吸收和富集Cd的影响，采用土培盆栽试验方法，以伴矿景天组培苗和扦插苗作为2种供试景天苗，并设计不施强化剂处理和基施5 mmol·kg-1柠檬酸、基施5 mmol·kg-1苹果酸2种强化剂施用处理，监测了土壤pH、有效态Cd含量和伴矿景天生物量、Cd含量及根系微区Cd2+吸收速率。结果表明：与不施强化剂的对照组相比，基施5 mmol·kg-1柠檬酸或苹果酸均可以降低土壤pH，提高土壤有效态Cd含量，有效促进伴矿景天的生长以及提高根部微区Cd2+吸收速率，分别使伴矿景天组培苗地上部Cd富集量提高了90.4%和61.6%，扦插苗地上部Cd富集量提高了73.8%和34.5%。强化方式相同时，伴矿景天扦插苗的生物量和地上部Cd含量显著高于组培苗。研究表明，基施5 mmol·kg-1柠檬酸是强化伴矿景天修复Cd污染农田土壤的有效方法，扦插苗在Cd污染土壤的生长适应性与修复效率方面较组培苗表现得更好。

• 云南某废弃硅厂周边农田土壤重金属污染评价

  刘洋,刘明庆,王磊,尹爱经,黄忠林,姚丹丹,代威,王宁,王辉

  为研究云南省某废弃硅厂周边农田土壤重金属污染状况及评价重金属对土壤环境质量的影响，分析了土壤重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg和As的含量，并采用单项污染指数法、内梅罗综合指数法和土壤综合质量影响指数法对土壤重金属污染状况进行了评价。结果表明：废弃硅厂周边农用地土壤重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg和As的平均值分别为0.39、82.04、33.24、44.85、50.62、109.20、0.12 mg·kg-1和34.40 mg·kg-1，分别为云南土壤背景值的1.77、1.26、0.72、1.06、1.25、1.22、2.00倍和1.87倍；土壤重金属相关性分析表明，Cd、Zn、Hg、As和Pb呈极显著正相关，可能来自废弃硅厂的煤烟，Cr、Cu和Ni之间呈极显著正相关，并与其余重金属呈显著负相关或不相关，可能来自母质或其他污染源；单项污染指数表明，土壤As存在超标现象，为该地区的主要污染物；内梅罗综合指数表明，靠近硅厂的果园（S1）和稻田（S2）土壤呈轻度污染，远离硅厂的稻田（S3）土壤呈清洁状态；土壤综合质量影响指数表明，靠近硅厂的S1和S2土壤呈亚污染状态，远离硅厂的S3土壤呈清洁状态。研究表明，应该重视该区域农用地的重金属污染问题，并优先开展As污染的修复工作。

• 基于GIS和PMF的铜仁植烟土壤重金属污染特征与来源解析

  陈雪,刘鸿雁,吴攀,孟伟,胡菁,李学先

  植烟土壤重金属污染不仅影响烟叶品质，同时会对吸烟者的健康构成潜在危害，研究植烟土壤重金属污染现状及来源贡献对于保障烟叶安全生产具有重要意义。为定性、定量分析贵州铜仁地区植烟土壤重金属污染特征及来源贡献，采集主要植烟区土壤样品267份，测定8种重金属元素（Cu、Ni、Pb、Zn、As、Hg、Cr、Cd）含量，采用单因子污染指数（Pi）、污染负荷指数（PLI）结合地统计分析对重金属污染特征进行评价，并运用正定矩阵因子模型（PMF）解析其重金属的来源及贡献率。结果表明：植烟土壤Hg和Pb累积明显，均值分别是贵州省土壤背景值的2.27倍和1.74倍；Pi表明Cd、As、Pb的污染程度较高，高值区分布与区域矿冶活动分布密切相关。PMF计算结果显示，植烟土壤重金属来源主要有自然源、铅锌矿业源、交通和铅锌冶炼混合源、汞矿和煤矿源以及农业源5种类型，贡献率分别为25.38%、20.41%、16.60%、14.56%、23.05%。研究区植烟土壤重金属综合污染水平较低，重金属来源复杂，应重点加强Hg、Cd、Pb的源头控制，以降低其污染风险。

• 园林废弃物堆肥对铅镉污染土壤的修复效果

  刘源鑫,李维庭,孙向阳,李素艳,张润哲,马杰

  为明确园林废弃物堆肥（GWC）对重金属污染土壤的修复效果，通过小白菜盆栽试验，向铅（Pb）、镉（Cd）污染土壤中分别按0（CK）、1%、3%、5%的施用量添加GWC和泥炭，研究不同单一/混合处理对土壤酶活性，Pb、Cd在土壤孔隙水中浓度和在土壤中赋存形态的影响，并探究小白菜地上部和根部Pb、Cd积累转运的关系。结果表明：各处理3%和5%的施用量显著提高了土壤酶活性，5%泥炭对提高脱氢酶和过氧化氢酶活性更显著，5% GWC对提高脲酶和磷酸酶活性更显著。土壤孔隙水Pb浓度在第1~7 d时随不同处理的施用量增多而降低；5% GWC及5%混施处理在第1 d时的Pb浓度与CK相比分别降低了78%和56%。不同处理中孔隙水Cd浓度在第1 d时均高于CK，其中5% GWC相比CK增加了70%；泥炭处理中Cd浓度随时间延长呈现先上升后下降的趋势。3%和5%处理下土壤酸溶态Pb、Cd显著减少，残渣态显著增加，植株地上部和根部Cd含量显著下降，富集系数和转运系数也相应降低，其中5%混合施用效果最显著。Pb含量在3%和5% GWC施用下显著上升。研究表明，单一、混合施用GWC及泥炭对土壤中Pb、Cd有显著的钝化效果，且泥炭对于降低植物体重金属积累的效果好于GWC。

• 甲氧苄氨嘧啶在黏土矿物上的吸附解吸机理

  李彦芸,魏雅楠,毕二平

  以高岭土和蒙脱土为吸附剂，选用Na+和L-赖氨酸（Lys）作为共存组分，通过批实验探究了不同赋存形态的甲氧苄氨嘧啶（TMP）在黏土矿物上的吸附/解吸特征。结果表明：TMP在高岭土和蒙脱土上的吸附均在24 h内达到平衡。蒙脱土对TMP的吸附动力学特征会受到溶液中H+竞争吸附与TMP赋存形态的影响，在pH较低时（如pH=3.0时）尤为明显。TMP在黏土矿物上的主要吸附机理为阳离子交换、静电吸引和分子间力，吸附分配系数受TMP+/TMP0比例和作用力强度两方面影响。在实验条件下（TMP初始浓度为1 mg?L-1，溶液pH为6），由于两种黏土矿物的pH缓冲能力和表面带电性不同，Na+和Lys+共存抑制了TMP在高岭土上的吸附，但促进了其在蒙脱土上的吸附。在解吸实验中，TMP+和TMP0分别为TMP在高岭土和蒙脱土溶液中的主要存在形态，由于阳离子交换作用和静电吸引的结合强度要远强于分子间力，TMP在蒙脱土上的解吸率约为高岭土的4~5倍。

• 稻麦轮作体系长期秸秆还田对土壤真菌群落结构及秸秆降解潜力的影响

  纪程,孙玉香,孟圆,刘耀斌,徐聪,张永春,谷益安,汪吉东

  还田秸秆腐解不及时极大程度地影响了下茬作物生长，但长期秸秆还田是否能富集秸秆腐解微生物从而促进秸秆进一步降解尚未系统阐明。本研究依托江苏省典型稻麦轮作种植区的长期秸秆还田试验（10 a），研究了秸秆还田对土壤化学性质的影响，并利用扩增子高通量测序技术分析了秸秆还田土壤的真菌群落组成，最后通过秸秆埋盆试验测定了土壤微生物群落对小麦秸秆的降解潜力。结果表明：与未还田土壤相比，秸秆还田显著降低了土壤pH而提高了电导率，同时土壤可溶性有机碳、总磷和总碳含量分别提高了23%、24%和2%。此外，秸秆还田明显改变了土壤真菌群落组成，秸秆还田土壤中真菌群落多样性降低，优势菌子囊菌门（Ascomycota）的相对丰度提高了25%，Schizothecium、Sarocladium、Gibberella、Rhizophlyctis、Cryptococcus、Lindtneria和Myrothecium等潜在秸秆降解真菌属的相对丰度显著提高，增幅为2.5~132.3倍。秸秆还田土壤对小麦秸秆的腐解效率高于对照土壤，增幅达37%，冗余分析表明这一结果与秸秆还田对潜在秸秆降解真菌类群的富集作用有关。上述研究结果表明稻麦轮作体系下长期秸秆还田可通过提高潜在秸秆降解真菌类群丰度促进秸秆降解。

• 亚热带天然林转变为毛竹林和茶园对土壤胞外酶活性的影响

  张海阔,张宝刚,周钟昱,梁佳辉,吴家森,吕玉龙,解宏图,蔡延江

  为揭示我国亚热带地区天然林转变为毛竹林和茶园后土壤胞外酶活性（Extracellular enzyme activities，EEAs）的变异特征及关键驱动因子，以浙江省安吉县的天然林土壤及天然林转变的粗放经营毛竹林和集约经营茶园土壤为研究对象，测定了土壤EEAs及若干环境因子参数，通过冗余分析等分析方法筛选出了影响土壤EEAs的关键驱动因子。结果表明：与天然林相比，粗放经营毛竹林和集约经营茶园土壤酸性磷酸酶（Acid phosphatase，ACP）活性均显著降低，酚氧化酶（Phenol oxidase，POX）活性均显著升高；粗放经营毛竹林土壤亮氨酸氨基肽酶（Leucine aminopeptidase，LAP）活性显著升高；集约经营茶园土壤β-葡萄糖苷酶（β-1，4-glucosidase，BG）、纤维二糖水解酶（Cellobiohydrolase，CBH）、N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶（β-1，4-N-acetyl-glucosaminnidase，NAG）活性均显著降低。由以上结果可推知，与天然林相比，茶园土壤氮、磷养分相对充足，毛竹林土壤的磷限制有所缓解，茶园和毛竹林土壤中微生物以惰性碳作为主要的能量来源。此外，冗余分析表明，土壤pH在环境因子中的贡献率最高，是土壤总体EEAs变化的关键驱动因子。综上所述，相比天然林，转变后的粗放经营毛竹林和集约经营茶园土壤EEAs发生了明显变化，土壤pH作为关键驱动因子解释了亚热带地区天然林转变为毛竹林和茶园后土壤总体EEAs的改变。

• 磷高效转基因水稻OsPT4根际高效解有机磷细菌的分离鉴定

  张乐,张思宇,王亚露,李刚,杨殿林,赵建宁

  为提升磷高效转基因水稻根际土壤的磷素利用率，采用传统微生物分离培养技术分离筛选高效解有机磷菌株，并对分离菌株进行鉴定和解磷能力的测定。以改良的蒙金娜固体有机磷培养基分离磷高效转基因水稻OsPT4根际土壤中的解有机磷菌株，检测其溶磷特性，并通过比对16S rDNA基因序列进行分类鉴定。结果表明：从磷高效转基因水稻根际土壤中分离获得15株解菌株，纯化复筛后获得6株可以产生明显溶磷圈且生长稳定的解有机磷菌株。6株解磷菌的可溶性指数在1.50~6.33之间，其中菌株Y7的可溶性指数最高；培养24 h后菌株的解磷量在10.60~87.43 mg·L-1之间，其中菌株Y7最大。培养24 h后菌株Y7的菌液pH降低最多，碱性磷酸酶分泌量仅低于菌株Y11。除Y7外的5株菌株均为大田土壤中分离筛选的常见类群，在解磷能力、溶磷特性上与传统大田作物中筛选获得的解磷菌株无明显差异。菌株Y7的解磷能力最强，经鉴定其属于泛菌属（Pantoea sp.），是常见的水稻种子内生菌核心类群，酸化作用和碱性磷酸酶作用是其主要的解磷机制，Y7可作为高效解磷菌资源进行进一步研究。

• 水稻秸秆生物质炭对Shewanella oneidensis MR-1异化铁还原过程的抑制作用及其潜在机制分析

  钱永明,任东,唐凤琳,杨浈,吴云当,路璐,彭超

  为进一步明晰生物质炭影响微生物异化铁还原过程的机制，本研究综合采用微生物细胞悬浮液培养、激光扫描共聚焦显微镜成像、介导电化学分析等技术手段，探究了铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1在不同生物质炭和水铁矿浓度下的铁还原动力学规律及其潜在反应机制。结果表明：水稻秸秆生物质炭能够强烈抑制微生物的铁还原速率，且其抑制效应极大地受Fe（Ⅲ）浓度的影响，而具有较强给电子能力的生物质炭能化学还原水铁矿，降低微生物铁还原过程中的初始Fe（Ⅲ）浓度。同时，显微成像发现生物质炭表面附着有微生物细胞并形成聚合体，但在聚合体中未观察到水铁矿。研究表明，水稻秸秆生物质炭能够抑制微生物铁还原过程，其抑制作用可能与生物质炭对水铁矿的化学还原降低初始Fe（Ⅲ）浓度以及对细胞进行吸附有关。

• 环境因子对密云水库消落带沉积物-水界面氮交换通量的影响研究

  刘亚贺,王晓燕,许康丽

  为探究不同环境因子对水库消落带沉积物中氮迁移释放的影响，以密云水库消落带为研究对象，采用原状泥柱静态培养实验，并通过单一影响因素法，开展了温度、上覆水pH、溶解氧对沉积物-水界面氮交换通量的影响研究。结果表明：消落带上覆水和沉积物中无机氮含量在夏季（落干期）和秋季（淹水期）存在明显的差异，其中沉积物中NH4+-N含量变化最大，秋季较夏季下降80.4%，NO3--N含量下降59.7%，淹水期间三态氮（NH4+-N、NO2--N、NO3--N）由沉积物释放到水中。温度、pH和溶解氧对消落带沉积物-水界面氮的迁移转化作用存在差异，升温促进NH4+释放并抑制NO3--N释放，偏酸和偏碱条件会促进NH4+-N的释放，有氧条件会加剧沉积物-水界面三态氮的交换，促进三态氮的释放。密云水库消落带沉积物C/N为7.51~9.35，其表层水体中的有机质主要来源于水体内部生物残体。因此，未来应关注密云水库消落带沉积物内源释放风险，同时完善消落带湿地建设，减少消落带氮流失对水体的污染。

• 内蒙古典型草原区土地利用动态变化及其对水质的影响

  项颂,庞燕,杨天学,刁兆岩

  探讨流域土地利用变化及其水质效应，有利于从源头控制水污染。以内蒙古自治区典型草原区河流海拉尔河为研究对象，综合GIS技术、多元统计及偏最小二乘回归模型，对2005—2015年间流域土地利用的动态变化及其对水质的影响进行分析。结果表明，2005—2015年研究区各土地利用类型面积发生较大变化，其中草地面积大幅锐减、水域面积明显萎缩，而林地、农田、城镇用地、未利用地面积增多，特别是在中上游流域土地利用类型变化较明显；土地利用格局整体呈现景观破碎化程度加剧、形状趋于复杂化、多样性增加、聚集度减弱的趋势，下游流域土地利用格局变化较明显。海拉尔河中上游水质基本满足环境功能区要求，下游水质污染物浓度大幅升高，高锰酸盐指数（CODMn）全年超标，研究时段内河流水质总体平稳改善。偏最小二乘回归模型显示，与水质呈显著正相关的主要土地利用指标为凝聚度（COHE）、蔓延度指数（CONTAG），负相关指标为农田面积占比（AGRI）、香农多样性指数（SHDI），主要水质污染指标CODMn对土地利用的显著响应均出现在雨季。研究表明，土地利用变化是影响区域非点源污染的重要因素，是海拉尔河有机污染的驱动因子之一，建议加强区域土地利用空间管控。

• Mn-Co-Ce/γ-Al2O3臭氧催化氧化奶牛养殖废水及其机理

  陈舒棋,宋卫锋,丘通强,黄恒新,杨佐毅,仇一帆,白晓燕

  奶牛养殖废水中因存在难生化降解有机物而难以处理。本研究采用浸渍法制备了一种三元催化剂（Mn-Co-Ce/γ-Al2O3），以经三级好氧处理后的奶牛养殖废水为对象，探究了催化剂的焙烧温度和焙烧时间、催化反应时间、pH、臭氧投加量和催化剂用量等对臭氧催化氧化的效果及其影响。结果表明，Mn-Co-Ce/γ-Al2O3用量为15 g·L-1、pH=9、臭氧投加量为12.5 mg·L-1·min-1、反应时间30 min时，CODCr去除率达到50%左右。XRD、SEM、BET和XPS对催化剂的表征表明，金属氧化物可成功负载在球状γ-Al2O3上且高度分散。循环试验表明，催化剂在5次循环后仍保持了较高的活性，催化剂稳定性较好。活性氧淬灭试验表明，体系中可以生成O2-·、HO·、1O2，且1O2起主导作用。

• 菌剂和含磷添加剂联合添加对污泥堆肥污染气体排放及堆肥品质的影响

  李旺旺,刘燕,李国学,杨佳,杨燕,马若男,袁京

  以脱水污泥和玉米秸秆堆肥为对照，采用实验室规模系统，研究了外源添加微生物菌剂（VT菌剂）和含磷添加剂（过磷酸钙和磷石膏）对污泥堆肥腐熟度、污染气体排放以及产品品质的影响。结果表明：菌剂添加显著促进堆肥腐熟，最终种子发芽率指数为126%~158%。菌剂和两种含磷添加剂混合添加可更大程度降低污染气体的排放，其中菌剂和过磷酸钙联合添加可减少63.3%的NH3和42.8%的H2S排放量，菌剂和磷石膏联合添加可减少97.6%的NH3和54.4%的H2S排放量。添加剂处理均可降低CH4的排放。添加菌剂可以降低30.7%的N2O排放，但是菌剂与过磷酸钙和磷石膏联合添加会增加堆肥前期的N2O排放。含磷添加剂处理可提高18.3%~22.9%的总养分（TN+P2O5+K2O）含量。研究表明，VT菌剂和含磷添加剂联合使用是提高堆肥产品品质、减少堆肥过程污染气体排放的有效方法。

• 广西典型生物质燃烧气态污染物排放特征

  罗意然,韦进毅,郭送军,陈来国,莫招育

  为探究南方常见生物质燃烧产生的气态污染物的排放特征，利用炉灶对广西地区常见生物质燃烧产生的烟气进行实测，分析生物质燃烧排放污染物的排放因子、组分特征及化学反应活性。研究表明：生物质燃烧的CO、NOx、CH4和非甲烷总烃（NMVOCs）的平均排放因子为36.42、1.73、0.89 g·kg-1和2.39 g·kg-1；乙醛是生物质燃烧排放的最主要的醛酮污染物，排放因子为147.09~599.10 mg·kg-1；7种生物质的醛酮污染物的臭氧生成潜势（OFP）总量在6.73~18.58 mg·m-3之间，其中甲醛、乙醛和丙烯醛的OFP较高；广西2010—2019年间生物质秸秆燃烧排放的CO、NOx、CH4、NMVOCs及醛酮污染物的平均总排放量分别为252 660.14、19 060.86、23 765.92、52 795.02 t及40 410.62 t，水稻、玉米和甘蔗秸秆是广西生物质燃烧释放大气污染物的主要贡献源。

• 不同水分条件下海南红壤N2O排放对不同碳源添加的响应

  朱启林,刘丽君,何秋香,刘金霞,曹明,伍延正,汤水荣,孟磊,柯用春

  为探讨添加不同水分条件下土壤N2O排放对碳源添加的响应，以无任何添加的土壤为空白处理（CK），设置B1、B2两个生物炭处理（B1：生物炭添加量为土壤质量的1％；B2：生物炭添加量为土壤质量的2％）和秸秆处理S（水稻秸秆添加量为土壤质量的2.75％，秸秆用量与制备B1的秸秆用量相当），同时设置45%持水量W1（模拟干旱）、75%持水量W2（适中）和100%持水量W3（淹水）3个水分条件，培养25 d。结果表明：不同水分条件下土壤NH4+-N含量为W1>W2>W3，NO3--N含量为W3>W2>W1。土壤水分显著影响N2O排放，相比W1，CK、S、B1、B2处理在W2和W3水分条件下的N2O累积排放量分别增加806.2%、455.8%、713.2%、311.3%和798.6%、315.3%、801.6%、661.7%。W1和W2水分条件下，相比CK，秸秆添加显著增加土壤N2O累积排放量，增幅分别为80.9%和10.9%。添加生物炭在各水分条件下均降低土壤N2O累积排放量，水分含量越高，降幅越大，B1和B2降幅分别为25.7%~33.5%和22.9%~65.0%。研究表明，海南红壤中添加生物炭可以减少土壤N2O排放，而秸秆还田在持水量小于75%时可增加土壤N2O排放，在淹水条件下可降低土壤N2O排放。

• 添加不同类型秸秆对土壤CO2排放和化学性质的影响

  李欢,赵平,陈林康,李连华,向蕊,龙光强

  秸秆组成和土壤性质是秸秆腐解的重要影响因素，进而调控着秸秆还田后的土壤CO2排放和土壤养分动态。本研究选取了玉米秸秆（MS）、马铃薯秸秆（PS）及其等比例混合秸秆（CS）3种秸秆类型，分别添加到3种种植模式[玉米单作（MM）、马铃薯单作（MP）和玉米马铃薯间作（I）]土壤中，进行105 d的室内恒温培养试验，以探究秸秆类型在不同环境中的CO2排放及土壤化学性质变化。结果表明：土壤种植模式显著影响MS的CO2累积排放量，而对CS、PS没有显著影响。与玉米和马铃薯单一秸秆的加权平均（WM）相比，秸秆混合分别增加了MM土壤中CO2累积排放量和净累积排放量19.2%和19.9%。与培养前相比，MS在培养结束时增加了土壤pH和可溶性有机碳含量，但对速效磷和速效钾的影响较小，且显著低于PS和CS。当同一秸秆添加到不同作物种植模式土壤中，MP土壤的速效磷、速效钾和铵态氮含量的增幅（相对于培养前）均高于I和MM。研究表明，秸秆在土壤中的腐解与碳排放首先受碳氮比调控，而土壤种植模式的作用较小，同时这些因素均对腐解过程土壤化学性质产生显著影响。