农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2022年第5期

• 有机污染土壤生物修复效果的限制因素及提升措施

  吴敏,施柯廷,陈全,梁妮,潘波

  土壤中的有机污染物主要来源于有机农药、石油污染、工业生产等，其对生态环境和人体健康造成了极大的危害。受有机物污染的土壤能通过物理、化学、生物等一系列的修复技术进行治理，其中生物修复技术被认为是处理有机污染土壤最有效、经济且环境友好的修复技术，但其修复效率受诸多因素影响。本文从气候地理条件、有机污染物的存在形态和土壤自身环境与营养3个方面系统地分析了生物修复技术的限制因素，并从物种选择、生物有效性提升（引入微生物或土壤动物、添加表面活性剂和有机溶剂）及稳定生态系统的构建（添加生物炭、营养补充剂，采用电强化生物修复技术）3个角度科学地提出了提升生物修复技术效率的方法，最后对加强有机物污染土壤复合修复技术的研究进行了展望。

• 茉莉酸甲酯对小麦幼苗生长及镉积累的影响

  冯文静,高巍,孙苗苗,赵鹏,康国章,刘红恩,秦世玉,李畅,睢福庆

  为探讨茉莉酸甲酯（Methyl jasmonate，MeJA）对镉胁迫下小麦幼苗生长发育和镉积累的作用及可能机制，本试验采用叶面喷施激素的水培方法，分析1 μmol·L-1和100 μmol·L-1 MeJA对镉胁迫下小麦幼苗生长、根系形态、光合特性及镉吸收分配的影响。结果表明，相较于清水对照，1 μmol·L-1 MeJA可以显著提高小麦幼苗生物量15%~30%，降低小麦整株镉含量14%~43%。MeJA可提高小麦幼苗的根长、根表面积和根体积，以及净光合速率、气孔导度和蒸腾速率，但降低胞间CO2浓度。除此以外，1 μmol·L-1 MeJA可以显著降低根系离子态镉、有机酸-镉所占比例，提高果胶/蛋白质吸附镉和不溶性草酸镉所占比例。由此可见，叶面喷施MeJA可以降低小麦幼苗根系镉吸收能力，提高干物质积累，降低幼苗镉含量，促进活性态镉向惰性镉的转化，缓解镉毒害。

• 背角无齿蚌幼蚌不同组织的铜积累特征

  刘凯,陈修报,刘洪波,姜涛,杨健

  为探究铜（Cu）在“淡水贝类观察”研究体系指示生物——背角无齿蚌（Anodonta woodiana）中的积累特征，本研究基于对重金属毒性更为敏感的幼蚌，根据Cu对幼蚌96 h-EC50和我国《渔业水质标准》（GB 11607—1989）中Cu限量设定5个浓度（2.0、1.0、0.1、0.01、0.005 mg·L-1），进行了24、48、72、96 h暴露及组织（鳃、外套膜、斧足、消化腺、其余组织及整个软组织）Cu含量的ICP-MS测定。结果显示：暴露组各组织中Cu含量均显著高于对照组（P<0.05）；鳃对Cu积累反应最为灵敏，在暴露24 h时Cu含量就显著增加（P<0.05），且显著高于斧足和消化腺中Cu含量（P<0.05）；外套膜在暴露72 h后Cu积累量最高，含量（干质量）可达到669.2μg·g-1；整个软组织中的Cu含量随暴露浓度的升高和暴露时间的延长呈增加趋势。研究结果显示，背角无齿蚌幼蚌的鳃和外套膜是水体Cu积累的潜在靶组织。

• 红树根际解磷真菌筛选及其对桐花树生长的影响

  林钰栅,刘景春,卢豪良,丁友芳,严重玲

  为了获取具有解磷、促生作用的红树根际解磷真菌，采用NBRIP（National Botanical Research Institute's phosphate）培养基初筛法从红树根际土壤筛选得到解磷真菌，并分析菌株对不同难溶性磷酸盐的溶解差异和高效解磷真菌对桐花树的促生效果。结果表明：解磷能力最强的PSF-FJ1、PSF-FJ2和PSF-FJ3菌株对该生境中具有代表性的难溶性磷酸盐的溶解顺序为Ca3（PO4）2>AlPO4>FePO4>卵磷脂，菌株PSF-FJ1对Ca3（PO4）2的溶解能力可达773.36 mg·L-1，培养液酸化是溶解Ca3（PO4）2的关键机制之一。通过ITS基因序列分析方法，将具有吲哚-3-乙酸（IAA）和铁载体合成潜力的高效解磷真菌PSF-FJ1鉴定为Penicillium sp.。与未接菌相比，接种PSF-FJ1使得桐花树幼苗的总生物量提高了23.13%，植株根系活力增强了64.91%，叶片Pn、Tr和Gs分别显著提高37.92%、40.04%和41.70%，叶片光合色素含量显著增加，更多的磷元素和氮元素被植株吸收。研究表明，解磷真菌Penicillium sp.PSF-FJ1可有效促进桐花树幼苗的生长，该菌株可开发为新型生物菌肥并可尝试应用于滨海红树造林工程。

• 微生物在不同pH下对水稻土胶体中砷释放的影响

  陈爽,张翅鹏,黄臣臣,张凯璇,杨泽延,罗江兰

  为探讨水稻土胶体与类金属砷（As）的生物地球环境行为，本研究对比分析了微生物在初始pH=3和初始pH=7的不同酸碱条件下对土壤胶体负载As释放的作用差异，并揭示其内在机制。结果表明：在pH=3条件下微生物作用相对较弱，对胶体悬液pH与Eh影响较小，与无菌对照组相比，溶液中Fe2+与As含量均有所提高，且释放的As主要为氧化态As（Ⅴ）；在pH=7条件下微生物活性较强，至28 d时可使胶体悬液pH升至8.12，Eh降至-55 mV，形成强还原环境，铁还原溶解量明显增多，Fe2+含量是无菌对照组的2.79倍，并且胶体中吸附态As随着Fe的还原溶解而释放，主要为还原态As（Ⅲ）。相关性分析表明，土壤胶体中As的释放与铁氧化物的还原转化有关，溶液中As释放量与Fe2+含量呈显著正相关关系，尤其在中性条件下As（Ⅲ）含量与Fe2+极显著正相关（r=0.798**，P<0.01）。研究表明，在中性环境条件下较强的微生物活性可提高土壤胶体中铁氧化物的异化还原，同时增强As的释放与转化。

• Bacillus sp.T124对六价铬的生物还原

  姜毅,汤鼎,周宇诚,丁聪聪,赵兴青,柴育红

  为进一步了解菌株还原Cr （Ⅵ）的机理，从矿区周边重金属污染土壤中筛选出一株对Cr耐受的菌株Bacillus sp.T124，对该菌株去除Cr （Ⅵ）的效率和Cr （Ⅵ）的还原产物进行了研究。结果表明：Bacillus sp.T124可以有效去除Cr （Ⅵ），在Cr （Ⅵ）初始浓度为100 mg·L-1的LB培养基中48 h还原率达到43.2%。此外，在作为菌体电子供体的6种碳源（葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、乙酸钠和甘露醇）中，果糖对Cr （Ⅵ）的还原效果最好，在不同共存离子存在条件下，HCO3-的添加对Cr （Ⅵ）的生物还原抑制作用最明显。扫描电镜（SEM）的结果显示，经Cr （Ⅵ）处理后的细胞形态未发生明显变化；X射线衍射（XRD）和拉曼图谱的分析表明菌株对Cr （Ⅵ）的还原产物为Cr2O3；傅里叶红外光谱（FT-IR）的结果表明还原过程有烷基和羧基以及多糖的参与，并且通过X射线电子能谱（XPS）的分析确定了去除Cr （Ⅵ）的途径为生物还原而非生物吸附。研究表明，生物还原是Bacillus sp.T124去除Cr （Ⅵ）的主要途径，碳源和共存离子是Bacillus sp.T124对Cr （Ⅵ）还原过程中的关键因素。

• 酚醛泡沫对蚯蚓及土壤微生物活性的影响

  罗秋萍,李虎,苏建强

  为检测市面上某种农用酚醛泡沫的使用安全性，采用人工土壤法研究酚醛泡沫对赤子爱胜蚓的急性毒性；同时测定了酚醛泡沫暴露64 d后的慢性毒性效应，对蚯蚓超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性的影响，并分析了土壤中性磷酸酶（S-NP）、脲酶（S-UE）活性和呼吸速率的变化，探讨了酚醛泡沫对土壤活性及功能的影响。结果表明:酚醛泡沫对赤子爱胜蚓的急性半致死浓度大于5 000 mg·kg-1；酚醛泡沫（1~5 000 mg·kg-1）处理64 d后，蚯蚓GSH-Px活性变化范围为27.47~56.96U·mg-1，SOD活性变化范围为32.43~58.10 U·mg-1，两种酶活性均显著增加（P<0.05）。不添加酚醛泡沫的对照处理土壤呼吸速率为0.067 μmol·g-1·h-1，添加酚醛泡沫的处理组为0.041~0.055 μmol·g-1·h-1，表明酚醛泡沫添加显著（P<0.05）抑制了土壤呼吸；但酚醛泡沫处理对土壤S-NP和S-UE活性没有显著影响。研究表明，酚醛泡沫材料（5 000 mg·kg-1）对蚯蚓没有致死作用，但会诱导蚯蚓酶活性显著增强，抑制土壤呼吸速率。

• 聚氯乙烯微塑料对土壤水分特征曲线的影响及模拟研究

  王志超,倪嘉轩,张博文,杨文焕,李卫平

  为探究不同丰度（土壤干质量的0.5％、1％、2％）及不同粒径（150、550、950 μm）微塑料对土壤水分特征曲线的影响，设置10组不同处理，通过压力薄膜仪测定各处理的土壤水分特征曲线，并应用RETC软件结合各曲线模拟值对van Genuchten模型、Brooks-Corey模型等常用土壤水分特征曲线模型进行适用性评价。结果表明：相比于微塑料丰度为0.5％的处理，丰度为1.0％和2.0％的微塑料赋存条件下，随着土壤水吸力的增大，对应的土壤含水率减小的程度也增大；微塑料丰度为2.0％时的3组不同粒径处理的土壤含水率下降趋势最为明显，当土壤水吸力达到1 500 kPa时，微塑料粒径为950 μm的T9处理的含水率减小幅度最大，是未加入微塑料的T0处理的49.71％；微塑料丰度及粒径的增大会提高土壤大孔隙比例，降低土壤中小孔隙比例；适用性评价结果表明，在大粒径微塑料赋存情况下土壤残余含水量（θr）和形状参数（n）随着微塑料丰度的增加而增大，饱和含水率（θs）和进气值倒数（ɑ）随着微塑料丰度的增加而减小。研究发现，随着微塑料丰度及粒径的增大，土壤的持水能力下降，土壤大孔隙比例增加，小孔隙比例减小；van Genuchten模型比Brooks-Corey模型更适合模拟微塑料赋存下的土壤水分特征曲线，大粒径的微塑料丰度增加可能更容易影响土壤孔隙结构的变化。

• 马铃薯淀粉加工汁水灌溉对土壤养分和苜蓿生长的影响

  贾渊超,毕江涛,曹学海,孙权,毛瑞璠,惠治兵,刘鹏

  为研究马铃薯淀粉加工汁水对土壤养分和苜蓿生长的影响，以紫花苜蓿为供试材料，设置5个灌溉处理，即CK：清水，T1：马铃薯淀粉加工汁水75 m3 · hm-2，T2：汁水150 m3 · hm-2，T3：汁水225 m3 · hm-2，T4：汁水300 m3 ·hm-2。结果表明：不同灌溉量的马铃薯淀粉加工汁水均对提高土壤养分和苜蓿生长有促进作用。与CK处理相比，汁水灌溉量为300m3 · hm-2时，提高土壤有机质22.25%、碱解氮46.90%、有效磷20.47%、速效钾10.01%，增加苜蓿鲜草产量160.29%、干草产量165.31%、叶绿素29.61%、粗蛋白6.97%；灌溉量为225 m3·hm-2时，苜蓿株高增长38.06%，相对饲喂价值增加36.54%；灌溉量为75m3·hm-2时，粗灰分降低3.25%，粗脂肪增加0.68%。利用主成分分析并综合土壤养分与植物性状发现，300 m3·hm-2为最优灌溉量。研究表明，马铃薯淀粉加工汁水能够提高土壤养分含量，促进苜蓿生长，是一种可以有效利用的废弃物资源。

• 秸秆还田与浅埋滴灌对玉米耕层土壤水稳性团聚体及其碳含量的影响

  张明伟,杨恒山,邰继承,范秀艳,葛选良,张雨珊,徐晓

  为探明秸秆还田与灌溉方式对玉米田耕层土壤水稳性团聚体及其碳含量的影响，本研究于2019—2020年进行玉米秸秆还田定位试验，采用裂区设计，主处理设秸秆还田（S+）和秸秆离田（S-），副处理设传统畦灌（F）和浅埋滴灌（D），分析秸秆还田和不同灌溉方式下耕层土壤水稳性团聚体含量、稳定性及其有机碳固持变化特征。秸秆还田可显著提高耕层土壤0.25~5 mm粒径的水稳性团聚体含量，浅埋滴灌可显著提高0.25~1 mm粒径水稳性团聚体含量，秸秆还田与浅埋滴灌互作对>0.25 mm粒径的水稳性大团聚体含量的提高均有正效应；秸秆还田可显著提高>0.25 mm粒径的团聚体含量（R0.25），降低不稳定团粒指数（ELT），浅埋滴灌可显著提高团聚体平均质量直径（MWD），秸秆还田与浅埋滴灌互作可显著增加水稳性团聚体平均质量直径（MWD）和几何平均直径（GMD），从而提高团聚体稳定性；秸秆还田与浅埋滴灌互作效应还可显著提高0.5~3 mm粒径的水稳性大团聚体中有机碳含量，提高1~3 mm粒径水稳性大团聚体有机碳富集系数，从而提高土壤有机碳含量；秸秆还田、浅埋滴灌均可优化土壤三相比，且在吐丝期作用更为明显，秸秆还田与浅埋滴灌互作可显著提高土壤气相占比和广义土壤结构指数。秸秆还田与浅埋滴灌对提高耕层土壤水稳性大团聚体含量及其稳定性作用明显，可增加0.5~3 mm粒径水稳性大团聚体有机碳含量，提高其有机碳富集系数，优化土壤三相比。秸秆还田配合浅埋滴灌种植模式可作为改土培肥、提高耕地质量的种植方式。

• 滨海盐渍农田秋季土壤盐分含量微域变异特征

  赵永昶,常春艳,王卓然,王启尧,杨婧文,张术伟,李因帅,赵庚星

  为研究微域尺度滨海盐渍农田土壤盐分变异特征，探究盐渍农田农艺避盐对策，本研究选取利津县和垦利区典型滨海盐渍农田，划分受微地形、紧实度和覆盖状况影响下的典型微区，在秋季野外实地调查采样的基础上，通过统计分析、实地观测、方差分析和数据分析对比等方法，分析了研究区秋季土壤盐分的微域变异特征。结果表明：试验区为轻、中度盐渍化农田，土壤表层盐分微域变异特征受微地形、紧实状况、覆盖状况影响，且各微区变异系数最高可达21.0%，呈中等程度变异；在微域尺度下，麦田不同微地形影响下土壤盐分含量垄间坡顶处较垄沟低洼处平均提高18.6%，不同紧实状况影响下土壤盐分含量紧实处较松散处平均提高44.7%；玉米田不同杂草覆盖土壤盐分含量裸露处较杂草茂盛处平均提高30.8%，地膜覆盖土壤盐分含量膜外较膜内平均提高44.7%；棉田地膜覆盖土壤盐分含量膜外较膜内平均提高31.5%。研究表明，土壤含盐量随微地形由低到高、紧实状况由松散到紧实、杂草覆盖状况由密到疏、地膜覆盖状况由膜内到膜外而逐渐升高。

• 基于社会-经济因子修正的沱江流域农业面源总磷污染负荷时空演变研究

  姚婧,杨丽君,肖宇婷,樊敏,谌书,刘云峰,王华伟,陈雯,邓粤,王美玲

  本研究选取沱江流域为研究区域，引入社会-经济因子，采用修正的排污系数法估算该流域污染负荷。首先基于流域28个区县2011—2017年的人口和农作物产量等相关数据，采用GM（1，1）预测法预测其在2021—2025年期间的变化趋势，其次采用修正的排污系数法计算各区县农业面源总磷（TP）污染负荷，最后利用探索性空间数据分析方法（ESDA）探索2025年各污染源TP污染负荷空间变化特征，结果表明：2021—2025年，TP污染负荷总体将呈逐年递增趋势，增量将为266.34 t，增幅将为2.18%，各污染源TP污染负荷贡献率将表现为畜禽养殖>农田固废>农田径流>农村生活污水>农村生活垃圾。与2017年相比，2025年农村生活污水和农村生活垃圾TP污染负荷较高的区县将减少，而农田径流、农田固废和畜禽养殖TP污染负荷较高的区县将增加。2017年与2025年修正后的各污染源TP污染负荷最大值出现的区县具有较大的差异。2025年，修正前后各污染源TP污染负荷局部集聚特征差异显著，且修正后的各污染源TP污染负荷将表现为同污染程度集聚。因此，基于沱江流域社会-经济因子修正的流域各农业面源TP污染负荷评估不仅能考虑排污系数的区域差异性，也能更深层地揭示TP污染负荷的空间集聚效应，且该修正方法具有所需参数少、操作简单的特点，能推广到其他相似流域的水环境管理与污染防治中。

• 横坡垄作和秸秆覆盖对红壤坡耕地氮磷流失的影响

  程鹏,廖超林,肖其亮,彭华,简燕,胥爱平,朱坚

  为研究南方红壤坡耕地油菜-玉米轮作模式氮磷养分地表径流损失对不同耕作方式的响应机制，本文采用田间定位试验的方法，研究坡耕地顺坡垄作（CK）、横坡垄作（T1）、横坡垄作+秸秆覆盖（T2）、顺坡垄作+秸秆覆盖（T3）4个处理模式连续2 a对坡耕地氮磷养分地表径流损失的影响。结果表明：不同处理地表径流总量与氮磷流失总量均呈现出CK>T3>T1>T2，横坡垄作和秸秆覆盖处理均能有效降低坡耕地地表径流量和径流液中氮磷养分含量，其中T2处理对控制地表径流及氮磷损失的效果最好，较其他处理分别降低地表径流量、氮和磷流失总量24.46%~74.90%、39.60%~86.37%和36.84%~79.66%；坡耕地氮素流失以硝态氮为主，不同处理下径流液中全氮浓度与硝态氮浓度呈显著正相关关系。横坡垄作+秸秆覆盖对减少坡耕地土壤氮、磷素损失效果最好，观测期内横坡垄作+秸秆覆盖处理土壤全氮和全磷含量分别增加了19.42%和21.98%。研究表明，在南方红壤坡耕地上推广横坡垄作+秸秆覆盖的保护性耕作措施有利于降低氮磷径流损失风险、提高红壤坡耕地可持续生产能力。

• 老化秸秆生物炭对诺氟沙星吸附特性的研究

  陈天涯,袁木子,张舒羽,马秀兰,韩兴,王玉军,王波

  为研究老化秸秆生物炭的性质及对水中诺氟沙星的吸附特性，本研究将新鲜生物炭进行自然老化、冻融循环老化和高温老化，通过元素分析、扫描电镜和红外光谱分析老化前后生物炭的组成和结构特性变化，研究老化生物炭对诺氟沙星的吸附机理以及pH、离子类型和离子浓度对吸附效果的影响。结果表明：不同老化方式均使生物炭的C元素含量降低，O元素含量显著增加，极性增加，芳香性降低，其中高温老化影响最大。高温老化使生物炭表面的—OH和C=C明显减少，冻融循环老化使—OH数量增加，自然老化对生物炭表面官能团影响较小。老化使生物炭表面破损、孔道塌陷，生物炭上的吸附点位被阻塞，不利于对诺氟沙星的吸附。老化前后生物炭对诺氟沙星的吸附更符合准二级动力学模型，等温吸附拟合发现，Langmuir模型能更好地拟合诺氟沙星在生物炭上的吸附过程。自然老化、冻融循环老化和高温老化分别使生物炭的吸附量降低了5.50%、7.70%、14.80%；在背景液pH 3.0~11.0范围内，老化前后生物炭对诺氟沙星的吸附量随pH增大先升高再降低，当pH为7.0时，吸附量达到最大值。阳离子价态越高，离子浓度越大，老化后生物炭对诺氟沙星的吸附量越小。研究表明，老化对生物炭的理化性质和吸附抗生素的能力均有影响，因此在使用生物炭去除目标污染物时需要考虑环境因素的影响。

• 纳米Fe3O4/生物炭活化过硫酸盐降解盐酸四环素

  刘翠英,郑今今,宋丽莹,曾涛,樊建凌

  为找到经济有效且环保的自由基激发剂，以激发过硫酸盐（PS）氧化降解有机污染物，本研究制备了纳米Fe3O4/生物炭（BC）复合材料，并对其进行表征，检验其激发PS氧化降解水中盐酸四环素（TCH）的效果。结果发现，质量比为1∶4、1∶2和1∶1的纳米Fe3O4/BC复合材料均能有效激发PS氧化降解TCH，降解4 h后，TCH浓度分别减少了80.1%、82.5%和86.5%，而单一纳米Fe3O4和单一BC处理的TCH浓度仅减少了67.7%和61.8%。阴离子HCO3-和H2PO4-显著抑制TCH降解，且HCO3-比H2PO4-的抑制作用更强，而Cl-和NO3-促进TCH降解。淬灭试验及电子自旋顺磁共振（EPR）检测表明，该降解过程中单线态氧（1O2）是主要活性物质，其次是羟基自由基（·OH）。当重复使用第3次时，质量比为1∶4、1∶2和1∶1的纳米Fe3O4/BC复合材料对TCH的去除率仍达70%以上。因此，纳米Fe3O4/BC复合材料是一种很有应用潜力的PS激发剂，可实现TCH的快速氧化降解。

• 养猪废水恶臭挥发性物质释放特征及其组分源解析

  代小蓉,王雷平,满尊,王鹏涵,何宇轩,肖航

  为探究猪场曝气池和出水口废水水样的恶臭挥发性物质（Malodorous Volatile Compounds，MVCs）组成和释放特征，本文采用质子转移反应质谱（PTR-MS）检测了养猪废水在实验室模拟存储过程中顶空MVCs组成，检出了含苯芳香烃、胺类、硫化物、酮类、酚类、羧酸和吲哚7类共22种MVCs。两种废水中MVCs浓度较高是氨、硫化氢、丙酮、二甲胺、甲基乙基酮、甲硫醇和丙酸等。通过臭味活度值（OAVi）分析了两种废水的臭气组分相对贡献率，曝气池废水释放的MVCs臭味贡献度较高的是甲硫醇（28.77%）、3-甲基吲哚（19.05%）、对甲苯酚（18.45%）、硫化氢（15.05%）和二甲胺（7.15%）；而出水口液样释放的MVCs臭味贡献度较高的是对甲苯酚（47.17%）、甲硫醇（38.26%）和3-甲基吲哚（14.57%）。胺类和羧酸类物质在整个储存过程中的浓度变化较小，硫化物在所有挥发性有机物中所占的比例较低，在存放过程中浓度变化差异较小。曝气池废水中释放速率最高的MVCs是氨、丙酮和二甲胺，分别为47 928、27 μg·h-1·m-2和15 μg·h-1·m-2。主成分分析结果显示MVCs组分来源为4类，分别为含碳有机物的厌氧消化、蛋白质分解、粪浆及冲刷水中的颗粒物和动物排泄。

• 蚯蚓黏液联合竹炭堆肥对污泥中重金属的影响

  郇辉辉,王兴明,储昭霞,王运敏,范廷玉,董众兵,徐晓平

  重金属积聚于生活污泥中限制了其利用价值，为削弱污泥中重金属有效性和提升其可利用性，向污泥中添加蚯蚓黏液和不同比例竹炭（2%、4%、6%和8%），以污泥单独堆肥为对照组，探究黏液联合竹炭对堆肥后污泥的理化性质和重金属行为的影响。结果表明，相比污泥单独堆肥，添加黏液提升了污泥pH、电导率（EC）和降低了总氮（TN）、总磷（TP），添加竹炭后，污泥弱酸性环境进一步改善，有机质（OM）和EC提高，但营养元素仍存在一定流失。在单独黏液堆肥时，重金属总量（Pb、Ni、Cu、Zn和Cd）降低，Pb、Ni、Cd的交换态和碳酸盐结合态向残渣态转化，降低其有效性，随着污泥中添加黏液和不同比例竹炭，重金属总量进一步降低，Pb、Ni、Zn交换态和碳酸盐结合态逐渐向残渣态转化，而Cu有机结合态逐渐向交换态、碳酸盐结合态和残渣态转化，降低Pb、Ni、Zn和升高Cu的有效性。通过相关、回归和主成分分析可知，黏液联合竹炭主要改变EC和OM，分别影响污泥中有效Cu和有效Zn、Pb、Ni。黏液+8%竹炭处理在降低污泥中多数重金属有效性的效果最为显著。

• 有机酸添加剂对低碳氮比条件堆肥氮素损失控制效果研究

  薛文涛,孙昊,孙钦平,张玲,吴荣,田野,陈益山,邹国元,刘善江

  为减少堆肥过程中的氨气挥发和氮素损失，以鸡粪、玉米秸秆和菌渣为发酵原料，采用强制通风静态堆肥罐进行41 d的好氧堆肥试验，研究低C/N（15）条件下两种有机酸（柠檬酸、草酸）对堆肥过程中氨气减排效果和氮素形态转化的规律。结果表明：添加5%（鲜质量）的柠檬酸、草酸增加了堆肥50℃以上高温天数和连续高温天数，降低了堆肥初始物料1.70个和1.88个pH值单位。草酸对堆肥主要发酵时期氨气减排有较好的效果，柠檬酸对氨气减排的影响主要集中在堆肥前10 d，随后减排效果减弱。与CK相比，柠檬酸、草酸分别降低堆肥过程中氨气累积挥发量44.15%和69.57%，氮素损失量分别降低了25.16%和48.54%。堆肥中氮素主要以有机氮的形态存在，与CK相比，添加柠檬酸、草酸处理有机氮含量分别提高了9.44%和23.13%，氨基酸态氮含量提高了11.23%和15.53%，酰胺态氮含量提高了18.43%和39.99%。柠檬酸、草酸提高了堆肥结束时无机氮含量，与CK相比，铵态氮含量分别提高了68.13%、408.48%，硝态氮含量提高了17.94%、45.75%。堆肥结束后CK、柠檬酸、草酸处理有机碳含量分别下降了31.44%、22.16%、15.70%。各处理温度、粪大肠菌群数、蛔虫卵死亡率均达到《畜禽粪便无害化处理技术规范》（GB/T 36195—2018）要求，但是草酸处理种子发芽指数未达到无毒害标准。试验结果表明，添加有机酸具有较好的氮素损失控制效果，且添加草酸效果优于柠檬酸，但是从堆肥产品无害化角度考虑，草酸添加量和添加方式还有待进一步研究。

• 猪粪辅料促进茄果类蔬菜废弃物堆肥品质的微生物机理

  陆晓林,杨玉欣,洪春来,朱为静,朱凤香,姚燕来,洪磊东,王卫平

  研究猪粪对茄果类蔬菜废弃物堆肥过程中微生物群落结构及代谢功能特性的影响，为动物粪便添加促进堆肥品质提供新的视角。以茄果类蔬菜废弃物为堆肥原料，设添加猪粪（E-PM）和未添加猪粪（对照，E）两个处理，采用室内好氧堆肥进行45 d的堆肥试验。在堆肥的第0、2、9、16、23、31、38、45天采集样品，监测堆肥理化指标、发芽指数（GI）和酶活性，并在堆肥第2、23、38天采集新鲜样品，通过16S rRNA和18S rRNA高通量测序技术研究堆肥微生物群落结构及代谢特性。结果表明：添加猪粪可提高茄果类蔬菜废弃物堆肥早期Proteobacteria（变形菌门）和Chloroflexi （绿湾菌门）相对丰度，促进堆肥升温，延长嗜热期，并显著增加GI至82.11%（P<0.05）。相较于E处理，E-PM处理显著提高了堆体全磷和全钾含量（P<0.05）。酶活性分析表明，E-PM处理下嗜热期的蛋白酶活性、多酚氧化酶活性、纤维素酶活性和有机质的降解率被显著促进（P<0.05）。高通量测序和PICRUSt预测发现，E-PM处理下与代谢和细胞进程相关的基因丰度在嗜热期较E处理分别提高5.68%和10.26%，与碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢和有机物质降解相关功能酶有关的基因序列丰度也明显提高。此外，相关性分析表明，E-PM处理下高丰度的Proteobacteria和Chloroflexi主导了堆体早期的细菌群落代谢活性，并促进堆体快速腐熟。研究表明添加猪粪有利于提高嗜热期细菌群落的代谢活性，对堆体温度的上升和产品品质的提高具有显著的促进作用。

• 餐厨浆液沼渣与黑水虻虫粪共堆肥效能研究

  张浩,阮文权,刘皓,肖小兰

  为研究餐厨有机浆液厌氧沼渣与黑水虻虫粪共堆肥的效果，本研究设计5组混合比（沼渣∶虫粪）：T1（4∶0）、T2（3∶1）、T3（1∶1）、T4（1∶3）和T5（0∶4），进行了为期30 d的堆肥实验。结果表明：与T1相比，T2、T3、T4和T5的硝态氮含量分别提高了72.63%、77.93%、88.69%和85.99%。T2处理组堆料具有最高的有机质降解率（13.80%），堆肥产品具有较高的腐殖质含量（107.55 g·kg-1）、胡敏酸含量（79.20 g·kg-1）和胡富比（2.79）。堆肥30 d后，各处理组种子发芽指数均超过80%，其中T1~T4处理组超过100%。随着虫粪比例的增加，堆料电导率显著升高（P<0.05）。研究表明，添加虫粪可加强固氮作用、提高堆肥产品肥效，同时共堆肥可提高有机质降解率、强化腐殖化进程，但是过量虫粪会增加堆料盐度，对植物生长有一定影响，综合效果显示，沼渣和虫粪配比为3∶1时堆肥效果最佳。

• 不同葡萄废果组成对厌氧发酵转化活性物质的影响

  赵峥,周德平,褚长彬,王庆峰,吴淑杭

  为分析不同葡萄废果组成对厌氧发酵过程和发酵产物中活性物质组分的影响，以葡萄废果为原材料，添加酵母菌进行厌氧发酵，设置不同葡萄废果组成，考察含有葡萄皮和籽粒是否会对葡萄废果厌氧发酵产生影响。结果表明：不同底物组成对发酵过程中pH的动态变化有影响，去除葡萄皮和籽粒（T2）处理的pH高于含有葡萄废果全部成分（T1）的处理；而底物组成的差异对EC值的动态变化没有明显影响。添加酵母菌进行厌氧发酵能显著提高产物中游离氨基酸和总有效氮的含量（P<0.05），与发酵前相比分别提高了226.05%~276.66%和31.13%~40.75%。去除葡萄皮和籽粒后有利于发酵产物中游离氨基酸含量的提高，T2处理在9类氨基酸的含量上均具有显著优势，但F-、总酚和总酸的含量出现了显著降低。研究表明，外源添加酵母菌进行厌氧发酵是一种潜在的葡萄废果资源化循环利用方式，不同底物组成对发酵产物的组分有一定影响，发酵产物中含有丰富的营养元素和活性物质，具有较高的再利用价值。

• 冻干预处理对烤后废弃烟叶产甲烷潜力的影响

  徐建雪,薛寒光,黄弘毅,何岳巍,韩睿,彭星,黎娟

  为探究冷冻真空干燥预处理对烤后废弃烟叶产甲烷潜力的影响，实现烤后废弃烟叶的资源化利用，促进碳中和背景下烟草行业绿色清洁生产体系的发展，对烤后废弃烟叶分别进行0、1、3、5、10 h冷冻真空干燥预处理（L1~L5），比较了预处理前后烤后废弃烟叶表面微观结构、木质纤维素结构、总糖含量、烟碱含量等的变化，并对烤后废弃烟叶进行了产甲烷潜力（BMP）测试分析。结果显示：未预处理（L0）与L1~L5处理烤后废弃烟叶BMP值（以单位质量挥发性固体在厌氧条件下的产甲烷量表示）分别为200.74、208.64、220.98、224.28、211.11、209.30 mL · g-1，预处理较未预处理BMP分别增加了3.94%、10.08%、11.73%、5.16%及4.26%。经冷冻真空干燥预处理后，烟叶表面呈现褶皱和卷曲，产生疏松多孔的物理结构，有效增大了微生物接触面积。但长时间的真空干燥除了较大程度增加预处理能耗，还会造成烟叶有机成分的损失。因此，基于预处理能耗成本和甲烷产量效益的综合考虑，应控制冻干时长，进一步优化预处理工艺。

• 淡水养殖塘甲烷通量观测时段的选取对年排放量的影响研究

  赵佳玉,张弥,石立新,肖薇,谢燕红,蒲旖旎,贾磊,甄晓菊,冯兆忠

  淡水养殖塘是甲烷（CH4）排放的热点区域。准确观测CH4年排放量还存在较大挑战，尤其是采用低频的观测方法。因此，本研究以亚热带长江三角洲区域典型淡水养殖塘为研究对象，基于涡度相关方法（Eddy covariance，EC）测定的2016—2020年养殖塘水-气界面高频连续CH4通量数据，探讨了对淡水养殖塘CH4通量进行箱式法等低频观测时，在一日内的最佳观测时间以及一年内的最佳观测日数，从而实现对CH4年排放量的准确估算。结果表明：一日当中最佳的观测时间春季为14：30—16：30、夏季和秋季为6：30—8：30、冬季为11：30—13：30，与EC连续观测获取的各季节日均值比较，以上选取方案估算的日均值不确定性最小，变化范围为0.1%~4%；在准确估算日均值的基础上，对于一年内的最佳观测天数，建议至少需要在全年均匀选取80 d，即观测频率为每月6~7 d，且均匀分布在每月的上中下三旬，才能够达到一年内连续观测获取的年均值±20%之内的高精度估算。当全年观测日数少于20 d时，CH4通量年均值估算的不确定性可高达50%。该研究结果可在无高频连续CH4通量观测前提下，为养殖水体CH4通量观测时段方案设计以及降低内陆水体碳收支估算不确定性等提供科学依据和参考。

• 长三角地区典型季节规模化奶牛场氨排放特征研究

  倪远之,徐昶,沈根祥

  为掌握长三角地区规模化奶牛场氨排放特征，通过在线高分辨率监测系统对典型规模化奶牛场的棚舍养殖、粪便堆肥和污水贮存环节进行连续监测，获取不同环节、不同季节的氨排放信息，并计算得到本地化氨排放系数及排放强度。结果表明：规模化奶牛场棚舍养殖、粪便堆肥和污水贮存3个环节的年均氨排放浓度分别为（2.53±0.88）、（2.68±1.72）mg·m-3和（2.44±1.73）mg·m-3，氨浓度季节变化趋势总体表现为夏季>秋季>春季>冬季，夏季为冬季的2.3~4.2倍。不同环节氨排放小时变化存在明显差异，主要受日气象因子变化、畜禽活动和清粪管理等因素影响。温度是影响奶牛养殖氨排放水平的主要气象因素，与棚舍养殖、粪便堆肥和污水贮存3个环节的氨浓度水平均呈极显著正相关关系，相关系数分别达到0.914、0.817和0.942，而风速和大气压强则与各环节氨排放浓度呈负相关关系。基于在线监测获得了奶牛养殖氨排放本地化系数，棚舍养殖、粪便堆肥和污水贮存3个环节的年均氨排放系数分别为（13.14±5.17）、（7.71±5.17）kg·头-1·a-1和（9.72±4.47）kg·头-1·a-1，全年合计氨排放系数为30.57 kg·头-1·a-1。采用本地实测氨排放系数，建立了长三角地区规模化牛场氨排放清单，2018年长三角地区规模化牛场氨排放总量为3.39万t，氨排放主要集中在安徽省中北部和江苏省北部等集约化畜禽养殖规模较大的地区，夏季氨排放总量和强度最高，达到了1.36万t和151 t·d-1，是冬季的3倍多。