农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2022年第9期

• 农业环境损害因果关系鉴定研究

  王伟,赵晋宇,强沥文,孙希超

  因果关系鉴定是推进生态环境损害赔偿制度落实落地的重要抓手，是农用地土壤污染责任人认定的环节。本研究通过分析支撑技术的适用性、鉴定实践对支撑技术的需求以及农业环境损害的特殊性，剖析了农业环境损害因果关系鉴定的难点和破解路径，并提出了建议。农业受体损害常与病虫害、气候气象条件、田间管理等因素及污染因素交织在一起，因果关系鉴定既要对不同因素进行区分，又要受制于可获取的鉴定材料。污染溯源等技术方法只有与特定案件能够获取的鉴定材料相契合，排除非污染因素及相似污染源，才能在个案鉴定中发挥作用。开展图谱和数据库研究，遵循因果关系判定准则，采取调查与技术相结合的方式，是破解因果关系“鉴定难、鉴定贵”的有效方法。

• 叶施谷胱甘肽对水稻镉和矿质元素含量的影响

  刘雅萍,王常荣,任兴华,刘月敏,黄永春,刘仲齐,张长波

  为评估还原型谷胱甘肽（GSH）作为水稻降Cd叶面调理剂的可行性，本研究通过田间试验，检测开花期叶面喷施一次GSH对水稻各器官Cd和矿质元素含量的影响，并结合各元素在水稻不同器官中的分布情况，探究GSH抑制水稻体内Cd转运的作用机制。结果表明：开花期叶面喷施GSH可显著降低水稻籽粒中Cd含量，最高降幅可达76.5%，使稻米Cd含量由0.449 mg·kg-1降至我国食品安全标准（0.2 mg·kg-1）以内，并提高了稻米中K、Mg、Ca和Mn的含量。喷施GSH后水稻各营养器官的Cd含量均显著降低，降幅为68.8%~86.7%；同时，不同器官中K、Mg、Ca、Fe、Mn和Zn的含量也有不同程度的升高或降低。不同相邻器官之间的元素转移系数显示，叶面喷施GSH分别提高了Cd和Zn从第二节间到穗下节的转移系数，增幅可达46.2%和134.4%，降低了Cd和Zn从穗下节到旗叶的转移系数，降幅分别为44.5%和32.2%，并降低了Cd从穗下节继续向上到穗颈的转运系数，降幅可达31.4%。相关性分析发现，不同处理组水稻第二节及以上营养器官中，Zn含量与Cd含量相关系数最高，为0.809，为极强正相关（P<0.001）。由此可见，喷施GSH不但降低了水稻各器官中Cd含量，而且能够通过调控穗下节与其相连营养器官——穗颈、第二节间和旗叶之间的Cd转运，提高水稻自身主要Cd阻控器官——穗下节对Cd的拦截能力，进而抑制Cd向籽粒的转运和积累。同时，喷施GSH也提高了水稻穗下节对Zn的固定能力，改变了水稻不同营养器官中6种矿质元素的含量和分布，其中Zn与Cd的相关性最高，并最终提高了稻米中K、Mg、Ca和Mn的含量。

• 施磷增氧条件对水稻光合特性及镉吸收分配的影响

  张文萍,管啸,钟诚,易宇,肖卫华,易达理,杨良玖,吴根义

  为探明水稻镉吸收及叶片光合特性对增氧条件下施磷量的响应特征，明确施磷量和根际增氧的作用效果，以杂交水稻C两优608为材料，考虑施磷水平和灌溉方式两个主要因素，设置4个施磷（P2O5）水平，即P1（不施磷）、P2（0.18 g·kg-1）、P3（0.36 g·kg-1）、P4（0.54 g·kg-1），2种灌溉方式，即NI （不增氧灌溉）、OI （增氧灌溉），采用盆栽试验研究施磷与增氧对水稻各生育期叶片光合特性及成熟期镉吸收及迁移转运的影响规律，确定了水稻叶片光合特性与水稻镉吸收的对应关系，揭示了施磷与增氧降低水稻成熟期籽粒镉含量的机理。结果表明：与不施磷相比，无论增氧与否，施磷均可促进水稻成熟期根部、秸秆部镉的吸收与转运；增氧处理下水稻镉由秸秆部向籽粒的转运系数、籽粒镉累积分配比例均低于不增氧处理，秸秆部镉累积分配比例均高于不增氧处理；不外施磷肥情况下，增氧处理水稻成熟期籽粒镉含量最低（0.13 mg·kg-1），水稻各部位镉多集中于根部（33.95%）和秸秆部（46.18%），只有19.87%集中于籽粒。抽穗期、灌浆期是影响水稻成熟期镉吸收的关键时期，增氧在提高灌浆期净光合能力的同时，还促进了镉由水稻根部向秸秆部转移，降低了镉从秸秆部向籽粒的转移，使水稻镉进行重新分配。研究表明，增氧可通过调整水稻内在敏感性，降低水稻成熟期籽粒镉含量及镉从秸秆部向籽粒的转移能力。

• 青菜对三种土壤中典型抗生素的累积规律研究

  王莉莉,孙浩,汪浪浪,李学德

  为探究青菜对不同类型土壤中不同种类抗生素的吸收和累积特性，通过盆栽实验，观察了三类土壤（黄褐土、砂姜黑土、红壤）中磺胺二甲嘧啶（SM2）、磺胺甲噁唑（SMZ）、四环素（TC）、土霉素（OTC）4种典型抗生素在青菜中的累积规律。结果表明：青菜累积三类土壤中4种抗生素的含量均在第10天达到最高后逐渐下降；青菜中抗生素的含量随着土壤中抗生素初始含量（0.1~25.0 mg·kg-1）的增大而增大，抗生素初始含量为25.0 mg·kg-1时，青菜中累积的抗生素含量显著高于其他低浓度处理组（P黄褐土（SM2 12 598.1 μg·kg-1、SMZ 11 678.5 μg·kg-1、TC463.5 μg·kg-1、OTC 663.8 μg·kg-1）>砂姜黑土（SM2 9 510.4 μg·kg-1、SMZ 3 666.9 μg·kg-1、TC 58.8 μg·kg-1、OTC 90.5 μg·kg-1），土壤pH和有机质含量是影响青菜从土壤中累积抗生素的重要因素；在同类土壤中，青菜对不同抗生素的累积顺序为SM2>SMZ>OTC>TC，导致青菜对不同抗生素累积差异的原因，除了土壤对四环素类抗生素（TCs）的吸附能力强于磺胺类抗生素（SAs）外，还与不同抗生素的理化性质（分子结构、形态）有关。青菜能吸收土壤中的抗生素，在移栽后第10天青菜中抗生素的含量最高，青菜易从酸性土壤（红壤）中吸收抗生素，中性土壤（黄褐土）次之，碱性土壤（砂姜黑土）最低，且青菜对SAs的累积能力强于TCs，土壤中抗生素的初始含量越高，青菜中抗生素的含量也越高。

• 不同浓度全氟辛烷磺酸对拟南芥叶片的代谢损伤机制

  张越,刘潇威,张艳伟,张景然,刘冰洁

  高浓度染毒水平全氟辛烷磺酸（PFOS）对植物体的毒性效应信息，不能作为低浓度环境水平毒性效应的依据，为了更好地了解不同浓度PFOS对植物体的毒性效应，本研究采用高通量非靶向代谢组学技术分析了不同浓度PFOS对拟南芥在代谢水平上的毒性效应。通过染毒组和对照组的无菌盆栽实验，以及主成分分析（PCA）、正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）、变量投影重要性（VIP）和t检验等统计学方法，筛选出差异代谢物。PCA得分图显示高浓度暴露组（5、10 mg·L-1和20 mg·L-1）和低浓度暴露组（0.1 mg·L-1和1 mg·L-1）呈现出显著的分离。低暴露组发现了11~24种差异代谢物，而高暴露组发现了23~29种差异代谢物。低暴露组中受到干扰的代谢通路为氧化应激反应中的苯丙烷代谢和能量代谢中的糖代谢，而高暴露组受到干扰的代谢通路为氨基酸代谢、不饱和脂肪酸的生物合成、氨酰tRNA生物合成、苯丙烷生物合成、角质、木栓碱和蜡质的生物合成、脂肪酸生物合成、芥子油甘生物合成和α-亚麻酸代谢，以及硫代谢等多种复杂代谢通路。研究发现高、低浓度PFOS对拟南芥叶片造成了不同的代谢毒性，拟南芥对不同浓度的PFOS启动了不同的代谢防御机制。

• 三七主根皂苷组分含量与生态因子的关系

  冉余艳,梁社往,翁静,史静,何忠俊

  为探究生态因子对三七[Panax notoginseng（Burk.）F.H.Chen]主根皂苷组分的影响，明确影响三七皂苷组分的主导因子，采用相关、逐步回归、通径和决策等分析方法逐层剖析，阐明三七主根皂苷组分含量与生态因子的数量关系。结果表明：三七主根三七皂苷R1含量与土壤pH、纬度、7月均温呈显著负相关，其中土壤pH、纬度是其主要决定性因子，7月平均温是其主要限制因子；三七主根人参皂苷Rg1含量主要受1月最低温、7月最高温和纬度的制约，其中以1月最低温影响最大；三七主根人参皂苷Rb1含量主要受大气湿度和主根钙含量的影响，这两者均为其决定性因子；三七主根总皂苷含量主要受1月最低温、纬度、主根钙含量、主根铜含量的影响。研究表明，三七主根总皂苷含量以及各皂苷组分含量具有明显的地域特征，较高的1月低温、大气湿度、土壤钙含量，较低的纬度、7月平均温是获得三七主根高皂苷含量的关键。

• 锑对土壤中秀丽隐杆线虫的毒性效应

  宋子杰,党秀丽,赵龙,侯红,王鑫,吕海洋

  为明确锑（Sb）对土壤无脊椎动物线虫的毒性效应及不同类型土壤中Sb的毒性差异，以生长量、生育率和繁殖力为评价终点，研究了3种土壤（西安垆土、鹰潭红壤、江门红壤）中外源Sb对模式生物——秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的毒性效应。结果表明：基于西安垆土、鹰潭红壤、江门红壤的土壤总Sb含量推导得出的Sb对线虫生长毒性的EC50 （半数效应浓度）分别为1 138、2 163、4 074 mg·kg-1，对线虫生育毒性的EC50分别为849、1 472、3 244 mg·kg-1，对线虫繁殖毒性的EC50分别为574、836、1 470 mg·kg-1。通过毒性阈值可知，线虫的评价终点对Sb毒性的敏感性由高到低依次为繁殖、生育、生长。相关性分析表明，阳离子交换量、有机质含量和非晶质铁氧化物含量是影响土壤中Sb毒性的主要因素。基于有效态Sb含量推导得出的3种土壤中Sb的毒性阈值差异缩小，说明有效态Sb含量能够更好地解释不同土壤中Sb毒性的差异。

• 硅酸钠与腐殖肥对土壤Cd形态及油麦菜生物可给性的影响

  黄玲,周存宇,张建强,孙梦强,邹奇,韦行,陈志良

  原位钝化技术是我国重金属污染农田土壤修复技术的研究热点，然而土壤改良后作物重金属的生物可给性及健康风险变化情况仍未可知。本研究以油麦菜为供试蔬菜，选择硅酸钠与腐殖肥2种典型土壤改良剂，通过盆栽试验研究了单一与复配改良剂对土壤理化性质改良、Cd赋存形态、油麦菜生长、Cd累积及其生物可给性的影响。结果表明：单施硅酸钠对油麦菜的生长具有一定的抑制作用，而单施腐殖肥则能显著提高其生物量，0.6%生物腐殖肥+0.3%硅酸钠复配处理对促进油麦菜生长、减少其对Cd的吸收效果最佳。不同处理下油麦菜胃阶段的生物可给性均高于小肠阶段，与不添加改良剂的对照相比，各处理均可降低儿童和成人对油麦菜Cd的摄入量，但不同消化阶段成人油麦菜Cd的生物可给量均高于儿童。单一与复配改良剂均可有效降低油麦菜的致癌风险与非致癌风险，其中0.6%生物腐殖肥+0.3%硅酸钠复配处理下油麦菜对儿童和成人的健康风险降幅分别达40.82%和30.21%。膳食摄取不同处理的油麦菜对人体带来非致癌危害的可能性较小，但可能会对儿童带来潜在致癌风险。

• 丛枝菌根真菌减少污染土壤Cd淋溶流失的效应研究

  张金秀,苏琳,蒋明,李明锐,王灿,何永美,陈建军,湛方栋

  为研究丛枝菌根真菌（AMF）对玉米生长与镉（Cd）吸收、土壤团粒组成、壤中流Cd浓度和Cd淋溶流失的影响，本研究以云南兰坪铅锌矿周边Cd污染农田土壤为基质，玉米为宿主植物，设置接种和不接种AMF处理，开展室内盆栽试验。结果表明：与不接种AMF（CK）相比，接种AMF显著增加玉米生物量，降低植株Cd含量与吸收量。接种AMF显著增加0~40 cm土层总球囊霉素相关蛋白（T-GRSP）和易提取球囊霉素相关蛋白（EE-GRSP）的含量，导致粒径（R）>0.25 mm土壤团聚体含量增加55%，R0.85 mm的团聚体含量与T-GRSP含量呈显著正相关，R>0.25 mm的团聚体含量与壤中流Cd浓度、Cd淋溶流失量呈极显著负相关；有效态Cd含量与壤中流Cd浓度、Cd淋溶流失量呈极显著和显著正相关。研究表明，与CK相比，接种AMF不仅能增加土壤球囊霉素相关蛋白和大团聚体的含量，而且有助于降低土壤有效态Cd含量与壤中流Cd浓度，减少Cd的淋溶流失，AMF对土壤Cd淋溶流失效应具有重要影响。

• 长期施用猪粪和化肥对稻田土壤Cu、Zn和Cd含量及有效性的影响

  张丽芳,夏文建,张文学,刘秀梅,李祖章,刘光荣

  为研究有机肥与化肥处理下稻田土壤Cu、Zn、Cd含量之间的差异，并探明关键影响因子，本研究利用持续了35 a的长期定位试验，分析了土壤重金属全量及有效态、土壤理化性质和水稻产量，并利用多种统计分析方法研究了猪粪组和化肥组土壤Cu、Zn和Cd与土壤理化指标之间的关系。结果表明：与对照（不施肥）相比，长期施用猪粪使土壤Cu、Zn、Cd全量和有效态含量分别提高了134%~239%、57%~124%、58%~171%和191%~380%、285%~811%、61%~184%，并显著提升了土壤有机质（SOM）、阳离子交换量（CEC）及氮磷养分含量；而化肥处理对土壤重金属全量及有效态含量无显著影响，对土壤理化指标的提升相对较小。冗余分析（RDA）发现，猪粪组土壤全氮（TN）、CEC和速效磷（AP）分别解释了重金属方差变异的89.1%、6.4%和2.0%，化肥组土壤pH和全磷（TP）分别解释了方差变异的45.0%和22.2%，达到显著水平。进一步通过偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析发现，猪粪对重金属有效态的贡献远大于化肥，主要通过影响土壤重金属全量和CEC从而影响重金属有效性，其路径系数分别为0.621 7和0.295 3，均达到显著水平。猪粪组土壤重金属与理化指标之间由于“同源”关系呈显著正相关，而化肥组两者的关系受水稻生长活动等因素影响较大。研究表明，长期施肥可以通过调控土壤理化指标等影响重金属有效性，施用猪粪进行稻田土壤培肥的同时，需要注意土壤重金属的累积风险。

• 施用锰肥对根际土壤锰有效性及小麦镉吸收转运的影响

  姚澄,周天宇,易超,史高玲,沈文忠,张绪美,陈未,樊广萍,高岩

  为探究施用锰肥对重度污染土壤中小麦Cd吸收的影响，采用盆栽试验，研究了施加不同浓度（13、26、66 mg·kg-1）和不同种类（常规锰肥、缓释锰肥）锰肥对根际土壤Cd、Mn有效性和小麦Cd、Mn吸收转运的影响。结果表明：施用锰肥可显著增加土壤有效态Mn含量，且缓释锰肥在小麦生长后期对土壤Mn的供给显著高于常规锰肥。与对照（不施锰肥）相比，常规锰肥在小麦生长前期使土壤有效态Mn含量增加了8%~61%；缓释锰肥在小麦生长后期使土壤中有效态Mn含量增加了6%~105%。施用常规锰肥显著增加了小麦拔节期根部Mn含量，而施用缓释锰肥在小麦灌浆期和成熟期显著增加了小麦根部Mn含量。施用锰肥处理显著降低了小麦拔节期和孕穗期根部Cd含量和成熟期地上部Cd含量。所有处理中，仅施用中、高浓度常规锰肥和中浓度缓释锰肥显著降低了小麦籽粒中Cd含量，降幅分别为14%、27%和17%。相关性分析显示，在小麦全生育期，小麦根部Mn含量与地上部Cd含量、小麦根部向地上部Cd转移系数均呈负相关关系。研究表明，施用锰肥可通过增加土壤有效态Mn含量，促进小麦根部Mn吸收，从而抑制小麦根部Cd吸收，减少小麦根部Cd向地上部的转运。在中、重度Cd污染土壤中，单施锰肥不能保证小麦的安全生产，需要同时采取更多有效措施或综合农艺技术，进一步降低Cd在小麦籽粒中的积累。

• 应用灰色关联法分析石灰配施有机肥对镉污染土壤-植物系统的影响

  肖豪,黄柏豪,孙凯,徐敏,伍钧

  为缓解长期单施石灰对土壤的破坏，本研究以石灰配施有机肥为修复手段，采用盆栽试验，以无处理（CK）、单施有机肥（OF：3 000 kg·hm-2）及单施石灰（FT：1 500 kg·hm-2）为对照，设置3个石灰+有机肥配施处理（SO1：1 500 kg·hm-2+3 000 kg·hm-2、SO2：2 250 kg·hm-2+3 000 kg·hm-2、SO3：3 000 kg·hm-2+3 000 kg·hm-2），探究不同有机肥及石灰配施量对镉（Cd）污染土壤的修复效果，并采用灰色关联法（Grey relational analysis，GRA）对其修复效益进行综合性评价。结果表明：石灰和有机肥均能有效提高土壤pH，且土壤pH随着石灰配施量的增加而增加，其中SO3处理下pH较CK提高了14.9%。与CK相比，各处理中土壤残渣态镉含量增加，可交换态镉含量降低；且随着石灰施用量的增加，残渣态镉含量呈递增趋势，可交换态镉含量呈递减趋势。SO3处理下小白菜地上部生物量最高，与CK相比提高了87.9%。与CK相比，石灰与有机肥均能降低小白菜中镉的含量，降低效果为SO3>SO2>SO1>FT>OF。基于灰色关联法对土壤-植物系统综合效益进行分析可知：石灰和有机肥配施量均为3 000 kg·hm-2的SO3处理的灰色关联度最大，土壤修复效果最佳。

• 新疆奎屯农田土壤对砷（Ⅴ）的吸附-解吸特征

  邓雯文,罗艳丽,刘畅,刘晨通

  为明确新疆奎屯垦区农田土壤对As（Ⅴ）的吸附-解吸特征，本研究通过吸附-解吸试验并结合扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱（EDS）和傅里叶红外光谱（FTIR）技术，探究研究区土壤对As（Ⅴ）的吸附-解吸能力及结合机理。结果表明：研究区土壤在吸附As（Ⅴ）的过程中单层和多层吸附同时发生并以单层吸附为主，且吸附容易进行（Freundlich方程参数n>2）。在15、25℃和35℃ 3个温度下，土壤对As（Ⅴ）的吸附量、结合能力、吸附速率均在35℃时最大，15℃时最小；土壤对As（Ⅴ）的解吸量则在35℃时最小，15℃时最大。土壤是多种Si、Fe、Al氧化物构成的复合体，吸附、解吸反应主要是发生在OH、N H、C O、C H、SH 5种官能团上；黏土矿物和有机质为As（Ⅴ）提供发生络合作用的载体，对As（Ⅴ）的吸附起到了促进作用。As（Ⅴ）被吸附到含有C、Si、K、Ca、Na、Mg、Al和Fe元素的有机质、多种金属（氢）氧化物以及黏土矿物等物质中。研究区高pH、低有机质的土壤环境，使As（Ⅴ）容易被释放到土壤溶液中，从而增大了As（Ⅴ）向深层土壤及植物中迁移的风险。

• 内蒙古农田耕层土壤地膜残留现状及发展趋势

  尹少媛,赵宝平,米俊珍,刘宏金,郭晓宇,武岩,包菡,杨帆,武俊英,刘景辉

  为评估内蒙古农田地膜残留污染现状，本研究于2021年4月选择内蒙古覆膜年限为1~40 a的10个旗县的30个农田地膜残留监测点为研究对象，对各监测点农田耕层土壤地膜残留量分布特征及影响因素进行调查研究。结果表明：内蒙古耕地耕层（0~30 cm）土壤平均地膜残留量已高于我国农田残留量限值，且3个区域残留量差异明显，表现为北方高原山地区>东北湿润平原地区>西北干旱半干旱平原区；农户的回收意识更加影响农田残膜量；土壤残膜主要集中在0~10 cm土层中，且表现为随覆膜年限增加，0~10 cm土层中的残膜含量比例减少，10~30 cm的土层残膜含量比例随覆膜年限增加而增加；随着种植年限的增加，小面积残膜量（<4 cm2）在深层土壤不断增加。研究表明，内蒙古农田残膜污染较为严重，10 cm以下土层中的残膜量和碎片化呈加重趋势，应加强地膜回收、生物降解膜替代等措施，以缓解区域作物种植体系中残膜污染问题。

• 华中地区水旱轮作酸性土磷、铁形态转化及机理

  崔宸阳,严玉鹏,王小明,刘凡,冯雄汉

  为探讨华中地区水旱轮作体系酸性土壤磷与铁的形态转化以及磷生物有效性变化，本研究于2018年和2019年水稻收获后采集该区域典型酸性红壤（低磷铁比）和黄棕壤（高磷铁比），采用张守敬-杰克逊无机磷分级方法和梯度扩散薄膜（DGT）技术，对干湿交替培养样品磷形态、生物有效性磷（DGT-P）与铁（DGT-Fe）、Fe（Ⅱ）及无定形氧化铁（Feox）等进行定量分析。结果表明：淹水过程中黄棕壤和红壤pH逐渐升高趋于中性；二者氧化还原电势（Eh）在淹水期间降低，土壤环境呈明显的还原条件。淹水过程黄棕壤和红壤中Fe2+与Feox均增加，干燥后均明显降低。黄棕壤与红壤磷形态以铁结合态磷（Fe-P）与闭蓄态磷（Oc-P）为主，干湿交替过程中黄棕壤Oc-P向Fe-P转化，红壤Fe-P向Oc-P转化。在水-土界面以下120 mm土壤垂直剖面内，黄棕壤DGT-P和DGT-Fe释放水平先增加后减少；红壤DGT-Fe增加，DGT-P减少，黄棕壤P和Fe的同步释放相关性更显著。研究表明，干湿交替条件下酸性土壤磷形态主要是Fe-P与Oc-P之间转化，低P/Fe红壤以磷闭蓄化为主，高P/Fe黄棕壤Fe-P增加，以铁吸附磷为主；淹水导致DGT-P含量增加，生物有效性增加；干燥过程磷闭蓄化加深，但磷有效性并无明显降低，这与土壤磷水平有关。

• 低磷红壤的玉米磷肥农学效应与农学阈值

  苏丽珍,张连娅,王思睿,曹卉敏,肖靖秀,郑毅,汤利

  为促进红壤磷肥高效利用，实现磷肥减施增效，通过连续3 a田间定位试验，在低磷红壤和4个施磷（P2O5）水平（0、60、90、120 kg·hm-2，分别记为P0、P60、P90、P120）下，研究施磷量对玉米产量、磷肥利用效率的影响，以及磷肥农学阈值对不同施磷水平的响应。结果表明：在低磷红壤上，施用磷肥显著增加了玉米产量，提高了玉米产量可持续指数，且玉米产量随施磷量增加而增加，在P120处理下产量最高，平均比P0处理显著增加210.48%，但与P90处理差异不显著。玉米当季磷肥偏生产力、磷肥表观利用率均呈现随磷肥施用量增加而减少的趋势，其中以P60处理效果最佳。施磷显著增加土壤有效磷含量，其中以P120处理有效磷含量最高，平均比P0处理显著增加313.44%。土壤磷平衡时的磷肥施用量为19.89~23.00 kg·hm-2。低磷红壤玉米磷肥农学阈值为97.04 kg·hm-2。研究表明，在西南低磷酸性红壤中，合理施用磷肥可提高玉米产量和玉米当季磷肥农学利用率，在本试验磷的基础养分条件下，按P90处理施磷，可实现玉米减肥增效、促进农业绿色发展的目标。

• 玉米种植体系土壤磷素有效性对有机肥长期施用响应的Meta分析

  吕春玲,陈延华,何文天,张思宇,姜娜,樊代佳,杨华薇,杨殿林,邹国元

  长期施用有机肥能够提高土壤有效磷含量，但不同的研究间差异较大，通过基于有机肥种类、施用量、有机肥替代化肥比例和土壤因素等大量试验数据的整合分析，研究不同因素下土壤磷素有效性对有机肥长期施用的响应，对指导有机肥的科学施用具有重要意义。本研究收集了公开发表的文献147篇，建立了305组包含单施化肥（CF）和化肥配施有机肥（CFM）处理的土壤有效磷含量数据库。采用Meta分析研究全国多个长期定位试验点的CF和CFM处理下土壤有效磷含量差异及其影响因素。结果表明，CFM处理能显著提高土壤有效磷含量，每投入100 kg·hm-2的磷，土壤有效磷增加量约为CF处理的2.6倍。高施磷量（>300kg·hm-2）对土壤有效磷含量的提升幅度，约是低施磷量（商品有机肥类>秸秆类>城市垃圾类有机肥。其中，畜禽粪便类中，猪粪、鸡粪和牛粪对土壤有效磷含量的影响较为显著，增幅分别为210.4%、209.3%和156.7%。在不同有机肥替代化肥比例下，施用有机肥对土壤有效磷含量的提升效果，随有机肥替代化肥比例的增加而升高，且差异显著，有机肥替代化肥比例为75%和100%时，增幅可达211.7%和239.7%。土壤类型、有机质含量、pH等土壤因素是影响施用有机肥对土壤有效磷含量提升效果的重要因素。其中，不同土壤类型下土壤有效磷增幅在12.7%~212.1%之间，表现为红壤>潮土>褐土>黑土>棕壤；在土壤有机质含量为0.6%~1%时，土壤有效磷增幅可达248.5%，分别是土壤有机质含量800 mm或年均温度>16℃时增幅最大。长期施用不同种类有机肥、施用量、有机肥替代化肥比例均显著影响土壤有效磷含量，并且在不同的土壤环境、轮作方式和气候因子条件下，施用有机肥对土壤有效磷的效应有显著差异。因此，在农业生产过程中，科学施用有机肥不仅要充分考虑有机肥种类、施用量、有机肥替代化肥比例，而且要综合考虑不同环境因素的影响，从而保障有机废弃物资源的科学利用，避免资源浪费和环境污染，推动农业绿色高质量和可持续发展。

• 淹水条件下添加油菜秸秆及菌剂对设施西瓜土壤及其微生物的影响

  王庆峰,褚长彬,赵峥,杨乾罡,董月霞,周德平,吴淑杭

  为研究油菜秸秆作为土壤改良剂对设施栽培土壤的改良效果，并探讨其对土壤微生物群落结构和功能的影响，利用上海市农业科学院连续种植西瓜的设施化栽培土壤，在淹水条件下设置不同处理：淹水处理（CK）、淹水同时添加油菜秸秆处理（GSL），以及淹水条件下添加油菜秸秆和促腐促生菌剂（贝莱斯芽孢杆菌和曲霉）处理（B_GSL）。借助Illumina Miseq测序技术和FAPROTAX分析方法，探讨不同处理对土壤改良效果、土壤微生物群落结构和功能变化的影响。结果表明：添加油菜秸秆的处理（GSL和B_GSL）显著提高了土壤有机质含量，并缓解了设施土壤的酸化趋势，其中GSL处理使土壤pH提高到6.81，而B_GSL处理使pH提高到6.57。GSL和B_GSL处理显著提高了土壤微生物的丰富度（Chao1指数和ACE指数），Chao1指数在GSL处理和B_GSL处理下分别比CK处理提高了8.7%和6.7%。主坐标分析（PCoA）表明，添加油菜秸秆处理的土壤微生物群落组成显著区别于CK处理，而GSL和B_GSL处理的微生物群落组成相似度较高。T检验表明，GSL处理显著提高了硝酸盐呼吸和氮呼吸的功能，而对其他功能影响不显著，而B_GSL处理除了显著提高硝酸盐呼吸和氮呼吸的功能外，还显著提高了甲醇氧化、反硝化作用，并且降低了好氧氨氧化和硝化作用等功能，说明接种促腐促生菌剂加强了油菜秸秆作用的发挥。研究表明，添加油菜秸秆以及油菜秸秆和菌剂混施改善了设施栽培土壤的理化性状，提高了土壤微生物的丰富度，改变了土壤微生物的群落结构和功能，且添加菌剂处理加强了油菜秸秆对土壤功能的影响。

• 镉胁迫下大薸生长的变化及镉积累、分布特征

  黄蕊,辛建攀,田如男

  为探究镉胁迫对大薸（Pistia stratiotes）生长的影响及其体内镉积累与分布特征，用不同镉浓度（0、10、25、50、75、100 μmol·L-1）的营养液处理大薸18 d，测定植株生物量、生长形态及其体内镉含量，并分析叶片中镉的亚细胞分布和化学形态。结果表明：随着镉浓度的增加，大薸生物量、冠径、叶片数、分株数和镉富集系数均呈降低趋势，地上部镉含量和镉转移系数呈上升趋势，地下部镉含量、总镉含量、单株富集量呈先上升后降低的趋势。在各处理下，大薸地下部镉含量均大于地上部。当镉浓度>10 μmol·L-1时，大薸叶片细胞壁组分镉的占比最大（42.61%~46.91%），其次是细胞器组分（27.04%~39.72%）和可溶性组分（17.68%~26.06%）。细胞壁和可溶性组分镉的占比随着镉浓度的增加呈上升趋势，细胞器组分则呈下降趋势。大薸叶片中镉主要以醋酸提取态为主（35.00%~59.06%），其次是氯化钠提取态（16.72%~26.45%）和水提取态（7.77%~33.22%）。研究表明：大薸通过根系固持、细胞壁固定和液泡区室化避免严重镉胁迫损伤，通过醋酸提取态贮藏降低镉毒性和移动性；10~100 μmol·L-1镉处理18 d后，大薸可维持较高的镉富集量和较低的生物量，在进行镉污染水体生态修复的同时避免因其快速生长而引起水体二次污染。

• 改性蛇纹石对Pb2+的吸附机理及吸附条件优化

  徐鹏超,可传豪,吴岩,刘智,杜立宇,杨玉红

  为提升蛇纹石对污染物Pb2+的去除效果，实现废水中Pb2+的高效去除，本研究将天然蛇纹石矿物高温改性，探究改性后蛇纹石对Pb2+的吸附机理、解吸情况及蛇纹石用量、溶液的初始pH、蛇纹石粒径大小和吸附时间对吸附量和Pb2+去除率的影响，并通过Box-Behnken响应面法优化改性蛇纹石吸附Pb2+的实验条件。结果表明：改性蛇纹石吸附性能明显提升，理论最大饱和吸附容量更高，二者吸附过程均更符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型，且吸附过程为自发吸热进行的。改性蛇纹石吸附Pb2+的机理主要为蛇纹石裂解产生的Mg2+与溶液中溶解的CO2结合形成MgCO3，MgCO3与溶液中的Pb2+发生溶积置换生成PbCO3沉淀；Pb2+与改性后蛇纹石表面形成的高能键结合，以Pb（NO3）2·Si-O、PbO·O-Si-O配合物的形式吸附在蛇纹石表面。改性蛇纹石在溶液中Pb2+的解吸量及解吸率均较低，改性蛇纹石对Pb2+的吸附情况较为稳定，Pb2+不易被解吸出来。改性蛇纹石对溶液中Pb2+最佳吸附条件为固液比为1∶200（m∶V），pH=5.5，粒径为140目，吸附时间为36 h，此时吸附量及Pb2+去除率分别为15.26 mg·g-1、79.89%。研究表明，改性蛇纹石对Pb2+吸附性能明显提升，具有较高吸附容量且吸附较为稳定不易解吸，对去除废水中Pb2+具有潜在应用价值。

• 上海地区水产养殖环境及非药品类渔药投入品中农兽药的污染特征及风险评估

  刘洋锋,张海燕,孔聪,顾润润,席寅峰,杨光昕,张楷文,沈晓盛

  为了解水产养殖环境及非药品类渔药投入品中的农兽药的污染特征和生态风险，本研究采用超高压液相色谱-静电场轨道离子阱质谱分析方法对上海地区27家主要水产养殖场中养殖水体、底泥以及正使用的非药品类渔药投入品进行农兽药残留分析，运用风险商值（RQ）法对筛查结果进行生态风险评估。结果表明：27家养殖场的180个样品（水体27个、底泥43个、投入品110个）中共筛查出13种药物，包括兽药9种（金刚烷胺、地西泮、恩诺沙星、氟苯尼考、加替沙星、甲氧苄啶，阿维菌素B1a、红霉素、培氟沙星）和农药4种（多菌灵、扑草净、西草净、乙氧喹啉）。水体中筛出9种70个药物，底泥中筛出6种93个药物，投入品中筛出7种37个药物，其中多菌灵、恩诺沙星、甲氧苄啶药物在3类样品中均存在。水体、底泥、非药品类渔药投入品中筛出药物的浓度范围分别为6.00×10-3~1.88、1.47~292、9.68~1.39×105 μg·kg-1。风险商值评价结果显示，水产养殖场水体与底泥样品中农兽药均存在一定程度的中高风险，其中水体中扑草净生态风险最高，RQ值为3.14，底泥中红霉素生态风险最高，RQ值为2.22，两种药物RQ值均大于1，表现为高风险。建议加强对农兽药，尤其是非药品类渔药投入品等产品全链条的监管与控制，以保护水产养殖生态系统的健康。

• 基于猪粪水热炭化的生物炭性能及残液成分分析

  刘玉学,何莉莉,陈立天,吕豪豪,汪玉瑛,杨列,钟哲科,杨生茂

  为系统研究不同炭化温度条件下猪粪水热炭化规律，本研究以猪粪和发酵猪粪为供试材料，采用水热炭化工艺在系列温度条件下（180、240℃和300℃）制备生物炭，对其元素含量、热稳定性、孔隙结构、表面官能团等理化性质进行表征，并对水热炭化残液进行成分分析。结果表明，猪粪生物炭和发酵猪粪生物炭均具有发达的孔隙结构、丰富的表面官能团等优良特性，其H/C原子比和热失重率均随炭化温度升高而减小，表明热化学稳定性随炭化温度升高而增强。水热炭化残液的成分主要包括有机酸、醇、酯、醛、吡嗪、苯酚等物质，较高炭化温度条件下残液中化合物种类更丰富。与猪粪相比，发酵猪粪水热炭化残液的成分仍然以酚、烯、酮类物质为主，但呋喃、吡啶、吡嗪类毒性化合物消失。研究表明，发酵猪粪在300℃条件下水热炭化的残液用作液态肥料的安全性更高，在资源化利用方面更具优势。

• 施用生物刺激剂对空心菜种植增效减排效应研究

  许纪元,郝雅琼,孙海军,董刚强,闵炬,施卫明

  通过观测不同生物刺激剂对空心菜产量及对菜地氮环境排放的影响，初步筛选出有利于空心菜种植氮利用增效与环境减排的生物刺激剂种类。开展设施菜地土壤土柱模拟试验，两季种植空心菜，设置8个处理：不施氮（CK），常规施氮（N）和常规施氮分别添加黄腐酸类物质（N+HA）、海藻提取物（N+AE）、壳聚糖（N+CT）、鱼蛋白（N+FPH）、大豆蛋白水解物（N+PPH）、微生物菌剂（N+FC）处理。观测不同生物刺激剂对空心菜产量、氮肥利用率、土壤NH3挥发和N2O排放的影响。两季种植结果表明：与N处理相比，添加不同生物刺激剂均可促进空心菜地上部氮吸收并提高产量，增产效果从高到低依次为N+HA、N+AE、N+CT、N+FC、N+FPH、N+PPH，其中，N+HA、N+AE和N+CT两季平均增幅分别达29.2%、26.5%和15.0%，氮表观利用率从13.7%分别提高到22.2%、21.1%和19.2%；NH3挥发损失平均削减率从大到小依次为N+AE、N+HA、N+CT、N+FPH、N+PPH，其中，N+HA、N+AE和N+CT两季平均分别降低16.1%、24.2%和9.6%。与N处理相比，6种生物刺激剂处理均增加了土壤N2O排放，增幅为8.4%~29.8%。研究表明，氮肥配施HA、AE和CT这3种生物刺激剂可以显著提高空心菜产量和氮肥利用率，并显著减少NH3挥发排放，此外，不同种类生物刺激剂的施用均存在N2O排放增加的风险。

• 太湖流域不同再生稻品种的温室气体排放强度

  樊迪,李若林,马静,张广斌,徐华

  为明确太湖流域种植再生稻的可行性及其对温室气体排放的影响，于2021年4—10月采用静态箱-气相色谱法观测了旱优73、甬优2640、丰两优香1号、两优6326和C两优华占5个品种再生稻的CH4和N2O排放通量以及产量。结果表明：稻季观测期内，CH4排放峰分别出现在中稻季分蘖期和抽穗前后以及再生季前期；两季CH4累积排放量为209~289 kg·hm-2，再生季占比为8.3%~23.0%，其中两优6326的值最高，显著高于旱优73、甬优2640和丰两优香1号（P<0.05）。N2O排放峰主要出现在肥料施用后和土壤水分发生剧烈变化时；两季N2O累积排放量为0.386~0.548 kg·hm-2，再生季占比为0.5%~2.4%，5个品种间N2O排放量无显著差异。不同处理两季水稻总产量为6.12~12.62 t·hm-2，再生季占比为23.8%~36.7%，其中甬优2640和丰两优香1号的两季总产量相对较高。不同处理的温室气体排放强度为0.50~1.35 t CO2 e·t-1，其中甬优2640最低，两优6326最高（P<0.05）。研究表明，甬优2640和丰两优香1号的两季总产量较高，且温室气体排放强度相对较低。