农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2023年第2期

• 《农业环境科学学报》2022年刊出论文简评

  蔡祖聪

  本文简要地介绍了2022年《农业环境科学学报》刊出论文的总体情况和农业环境领域当前的研究热点，重点评述了土壤环境、环境健康与农产品安全、废弃物处理及资源化利用、农业与全球变化领域刊出的论文，总结了当前这些领域重点关注的科学问题及取得的主要进展。

• 我国农业农村减排固碳标准现状与体系构建

  霍丽丽,姚宗路,赵立欣,罗娟,张沛祯,张心怡

  农业农村是温室气体排放源之一，也是固碳增汇的重要方面，我国农业农村领域仍存在减排固碳底数不清、监测方法和核算标准体系不健全、认证缺乏指导依据等问题，因此，亟需构建农业农村减排固碳技术标准体系，充分发挥标准基础性、引领性作用，提升农业农村减排固碳技术水平和管理效能。本文对国内外农业农村领域碳排放、碳减排、固碳等相关标准进行梳理，分析现阶段标准现状和存在的问题，明确建立农业农村减排固碳标准体系的思路及整体框架，加快关键领域标准制定与实施，重点围绕稻田甲烷、农田氧化亚氮、反刍动物肠道甲烷、畜禽粪污管理、秸秆露天焚烧及农村生活用能等“排放源”，农田和渔业“碳汇源”，以及可再生能源替代“减排源”等主要领域，研编一批国家、行业、地方标准，提出标准体系建设有关建议，为推进农业农村领域建立健全统一的碳排放数据监测计量、核算、报告、核查等技术规范体系，推进农业农村绿色发展提供技术支撑。

• 丛枝菌根真菌修复重金属污染土壤及增强植物耐性研究进展

  苗志加,孟祥源,李书缘,马超,李晴,安贺銮,赵鑫,赵志瑞

  丛枝菌根真菌（AMF）作为一种能与大多数植物共生的土壤有益菌，其与植物共生形成的菌根体系在提高植物重金属耐性、强化植物修复重金属污染方面发挥着重要作用。为系统阐述AMF在重金属污染土壤中的作用及其增强植物耐性的机制，本文综述了AMF在植物生长及环境治理方面的应用，着重对其在重金属修复方面的效果进行讨论，并总结了其增强植物重金属耐性的机制（生长稀释及限制吸收作用、抗氧化机制、螯合重金属机制、吸附固持重金属机制），以期为AMF在重金属污染环境中的应用提供科学和理论支撑。

• 微塑料与镉及其复合对小麦种子发芽的影响

  王晓晶,杨毅哲,曹阳,张东明,代允超,吕家珑

  为了解微塑料与镉单一及其复合污染对水培小麦发芽和幼苗生长的影响，选取农业土壤中普遍存在的两种微塑料[聚苯乙烯（mPS）和聚氯乙烯（mPVC），0、100、500 mg·L-1和1 000 mg·L-1]、重金属镉（Cd，0、2、10 mg·L-1和50 mg·L-1）和小麦种子为试验对象进行种子发芽试验。结果表明：单一微塑料污染下，mPS和mPVC对小麦种子发芽率的影响总体表现为低浓度促进、中高浓度抑制，其中mPVC对小麦种子的发芽指数、发芽势、平均发芽速度均有促进作用，mPS对小麦的生物量有促进作用；单一镉胁迫对小麦种子发芽率的影响基本表现为低浓度（2 mg·L-1）促进发芽，中高浓度（10 mg·L-1和50 mg·L-1）抑制发芽，对小麦芽与根的影响基本表现为低促高抑的规律。微塑料和镉复合污染试验中，与对照组相比，低浓度镉（2 mg·L-1）-微塑料复合污染抑制小麦种子发芽，其余复合污染几乎对小麦种子的发芽无影响；而低浓度的mPVC与镉复合对小麦种子发芽指数、活力指数、平均发芽速度、根芽的生长和含水率等起协同作用。研究表明，与单一污染处理相比，微塑料-镉复合污染对小麦种子发芽势、活力指数、芽长和生物量的影响基本表现为拮抗作用，即两者复合在一定程度上降低了单一污染物的毒性。

• 施氮、锌对镉污染小麦产量及籽粒锌、镉含量的影响

  陈旺,户少武,罗景升,李通,田超,何富豪,顾珈名,景立权,王云霞,杨连新

  为了明确氮、锌、镉处理及其互作对小麦产量和籽粒锌、镉含量的影响，本研究设置盆栽裂区试验，以扬麦25为供试材料，主区氮处理设常氮（1.6 g·盆-1）和减氮（0.8 g·盆-1），裂区锌、镉处理设对照、锌处理（150 mg·kg-1）、镉处理（5 mg·kg-1）和锌+镉处理，测定小麦产量性状，籽粒不同组分（面粉、次粉和麸皮）氮、锌、镉含量以及籽粒锌、镉有效富集系数。结果表明：与常氮相比，减氮处理使小麦籽粒产量显著降低，这主要与产量构成因子、生物产量和收获指数均显著下降有关；减氮条件下小麦成熟籽粒氮含量（不同组分10%~15%）、镉含量（12%~16%）以及镉有效富集系数亦显著降低。与不施锌相比，土壤施锌对籽粒产量和氮含量均无显著影响，但使籽粒锌含量大幅增加（14%~30%），使镉含量（18%~28%）以及锌、镉有效富集系数均显著下降。土壤镉处理对籽粒产量和氮含量均无显著影响，使籽粒镉含量（38~42倍）以及锌、镉有效富集系数均显著增加，而使锌含量显著下降（3%~12%）。籽粒组分及其与镉、锌处理的互作对小麦籽粒锌和镉含量影响均达显著。研究表明，5 mg·kg-1镉污染条件下小麦产量无明显变化，但籽粒各组分镉含量大幅增加，减施氮肥或/和增施锌肥均可显著减少小麦籽粒不同组分镉含量。

• 土壤外源铬的作物毒性响应及富集差异研究

  徐国豪,刘英豪,常明慧,韩雪梅,李士伟,马义兵,李合莲

  为了研究土壤外源铬（Cr）对不同作物毒性和有效性的差异，本研究选用生菜、小麦和玉米作为受试植物，分别采用K2CrO4溶液和某化工厂Cr污染土壤作为土壤外源Cr污染来源开展了作物根伸长实验和田间试验。结果表明：两种外源Cr处理土壤中，小麦根伸长的EC10和EC50值（10%和50%效应浓度）分别为生菜相应值的2.22~2.35倍和1.45~1.87倍，说明生菜对土壤Cr污染更为敏感。外源添加化工厂Cr污染土壤的处理中EC10值大约为外源添加K2CrO4处理土壤中的14~15倍，而对于EC50值该倍数为4~5倍。田间试验中，与对照处理相比，两种外源Cr处理均显著增加了土壤中乙二胺四乙酸提取态Cr（EDTA-Cr）含量。生菜-小麦-玉米轮作过程中，在生菜种植的3个月内，土壤中EDTA-Cr含量下降迅速，不同外源Cr处理中下降了75.2%~89.4%。在小麦和玉米种植期间，EDTA-Cr含量下降速率变慢，到玉米收获后EDTA-Cr含量共下降了89.0%~94.9%，并且外源添加K2CrO4处理的土壤中EDTA-Cr含量的下降速率高于添加化工厂Cr污染土壤的处理。三种作物可食用部分Cr含量均低于国家食品安全标准，但生菜对Cr的富集显著大于小麦和玉米的。

• 砷在铜藻中的亚细胞分布及细胞壁吸附作用研究

  张鹏,刘玮,王朋云,王铁杆,钟晨辉,陶月良

  为揭示铜藻（Sargassum horneri）细胞壁在砷（As）生物吸附中的作用，以铜藻幼苗为研究对象，测定了不同As胁迫浓度（50、100、150、200、250 μmol·L-1）下细胞亚组分中的As含量变化，并对细胞壁的吸附动力学、细胞壁多糖As吸附效果以及细胞壁多糖傅里叶红外光谱进行了分析研究。结果表明：在低浓度（50 μmol·L-1） As胁迫时，50.0%的As分布于细胞壁，明显高于其他组分；而在高浓度（≥150 μmol·L-1） As胁迫时，As优势分布由细胞壁转向细胞可溶组分，细胞壁中的As比例下降至36.4%~37.3%。随着As胁迫浓度升高，细胞壁As含量呈上升趋势，当As胁迫浓度超过100 μmol·L-1时，细胞壁As含量上升趋于平缓。细胞壁吸附动力学实验表明酯化改性和甲基化改性可降低细胞壁As吸附的平衡容量，其降幅分别为68.5%和42.9%，同时细胞壁多糖红外光谱分析结果也表明羟基、氨基、羧基、硫酸盐基等官能团为细胞壁As吸附提供了结合位点。细胞壁多糖体外吸附实验表明随着多糖浓度的升高，多糖As吸附率呈上升趋势。研究表明铜藻细胞壁具有重要的As吸附能力，其中多糖官能团是细胞壁吸附As的关键因素，随多糖含量的升高细胞壁可吸附更多的As。

• 红树林退化对微塑料表面细菌群落特征的影响

  李大圳,章宇晴,付茜茜,陈海鹰,邓惠,葛成军

  为探讨红树林系统中微塑料（Microplastics，MPs）对微生物的生态效应，以及微生物在红树林持续退化中发挥的作用，以海南省东寨港红树林自然保护区为研究区域，以正常和退化的红树林为研究对象，以红树林区普遍存在的聚乙烯（Polyethylene，PE）为目标MPs，采用野外原位暴露试验，借助高通量测序技术，比较分析短期和长期暴露后PE-MPs表面细菌群落的结构和功能多样性特征。结果表明：暴露时间会显著影响红树林区PE-MPs表面细菌群落的丰富度和多样性，而红树林退化对其没有显著影响。变形菌门、放线菌门、拟杆菌门和绿弯菌门是定殖在PE-MPs表面的主要菌门，其相对丰度介于（0.87%±0.04%）~（91.98%±4.60%）之间。PE-MPs表面定殖的主要细菌群落组成及其功能与暴露时间和暴露位点紧密相关。短期暴露时，退化和正常红树林区PE-MPs表面的主要功能群为碳代谢相关功能群[相对丰度为（27.37%±1.37%）~（29.02%±1.45%）]，而长期暴露后正常和退化红树林区PE-MPs表面的主要菌属及功能群呈现出明显的差异。长期暴露后正常红树林区PE-MPs表面拥有丰度更高的碳代谢相关功能群（47.24%±2.36%），其中化合物降解功能群（17.87%±0.89%）是其重要组成部分，这可能与其表面高丰度的食烷菌属（14.76%±0.74%）等烃类降解菌有关。而退化红树林区PE-MPs表面与硫循环相关的功能群丰度（39.78%±1.99%）显著提高，可能与其表面更丰富的硫氧化菌和硫酸盐还原菌（32.80%±1.64%）有关。研究表明，时间效应下红树林退化影响着PE-MPs表面定殖的细菌群落的结构，进而改变了其表面菌落对生态功能的响应特征。

• 镉、铅、锌复合胁迫对滇杨幼苗富集及转运镉的影响

  王艳霞,郑武扬,侯磊,何承忠,郎爽,岩肖明,李思泽

  为探究Cd-Pb、Cd-Zn和Cd-Pb-Zn复合污染的交互效应，以滇杨幼苗为研究对象，通过土培盆栽试验对Cd（50 mg·kg-1）、Pb （500 mg·kg-1）、Zn （500 mg·kg-1）单一及复合胁迫下滇杨富集、转运Cd的特征进行深入分析，旨在为滇杨的矿区修复利用提供依据。结果表明：单一及复合胁迫可降低滇杨幼苗株高增长率，提高其地径增长率，其中Cd-Pb-Zn复合胁迫株高增长率降幅最大（24.45%），Cd-Zn复合胁迫地径增长率增幅最高（317.04%），而滇杨生物量仅在Cd-Pb-Zn复合胁迫时显著下降，降幅为30.28%。与单一Cd胁迫相比，Cd-Pb复合胁迫显著增加滇杨茎中Cd含量，Cd-Zn和Cd-Pb-Zn复合胁迫显著降低滇杨各器官Cd含量；单一Cd胁迫下滇杨Cd积累量为0.32 mg·pot-1，Cd-Pb胁迫未显著改变Cd积累量（0.34 mg·pot-1），而Cd-Zn（0.14 mg·pot-1）和Cd-Pb-Zn胁迫（0.13 mg·pot-1）显著降低Cd积累量。不同胁迫条件下滇杨Cd富集与转运系数变化规律结果显示，复合胁迫中Pb和Cd的交互作用（Pb×Cd）促进Cd由土壤向滇杨富集，并增强Cd向地上部转运，Pb×Cd表现出协同效应； Zn×Cd抑制滇杨Cd富集，但能提高Cd转运，对Cd富集和转运分别表现出拮抗和协同效应； Pb×Zn×Cd抑制滇杨对Cd的富集和转运，三者复合时表现出拮抗效应。研究表明，滇杨幼苗对Cd-Pb、Cd-Zn复合胁迫具有耐受性，复合胁迫下交互作用类型及作用的植物器官决定了对Cd富集与转运的影响程度。

• 施加钝化剂及叶面肥对大田小麦-玉米轮作Cd吸收转运的影响

  曹阳,李撑娟,王辉,代允超,孙本华,张东明,王晓晶,吕家珑

  为研究施加钝化剂、叶面肥对大田小麦-玉米轮作Cd吸收转运的影响，实现安全利用类耕地农作物的安全生产，通过大田轮作试验的方式，选用小麦秸秆生物炭、钙镁磷肥为土壤钝化剂，叶面硒肥为叶面阻隔剂，在田间共设置6个处理：小麦和玉米常规种植（CK）、基施生物炭（B）、基施钙镁磷肥（P）、叶面喷施硒肥（F）、叶面喷施硒肥的同时基施生物炭（BF）、叶面喷施硒肥的同时基施钙镁磷肥（PF）。小麦和玉米成熟后对其籽粒、秸秆、根系3部分的Cd含量进行检测，并对耕地土壤的pH值、有效态Cd、全量Cd进行测定。结果表明：与CK处理相比，小麦和玉米各处理土壤pH值有不同程度的升高，其中B处理和BF处理会显著提升土壤pH值；小麦和玉米各处理土壤中全量Cd无明显变化； P处理和PF处理可显著降低土壤有效态Cd含量。与CK处理相比，各处理农作物籽粒中Cd含量均有不同程度的降低，且叶面阻隔联合土壤钝化技术（BF、PF）的效果更好。较CK处理，PF处理小麦和玉米籽粒Cd含量下降最明显，降幅分别为39.91%、43.51%，BF处理小麦和玉米籽粒Cd含量分别下降了22.58%、33.53%，F、B处理和P处理变化较小，降低效果表现为B处理

• 成都平原西缘典型水稻土壤风险元素及磷、硒来源解析与评价

  张峻基,施泽明,廖容,王钰,王新宇

  为探究成都平原水稻土壤风险元素来源及其风险性，本研究以成都平原西缘某地0~20 cm的水稻土壤为研究对象，以土壤中Ni、Cr、Cu、Pb、Zn、As、Cd、Hg、P、Se这10种元素作为研究要素，借助统计学描述分析、聚类分析、主成分分析和GIS方法对10种元素的主要来源进行解析，并对其中8种重金属元素的污染风险进行评价。结果显示，研究区水稻土壤中Ni、Cr、Cu没有表现出明显的富集特征，Pb、Zn、As趋向于富集，Cd、Hg、P、Se有明显的富集现象。研究区人为活动影响较强的区域主要分布于I河至J河一带和L河沿岸地区。研究区内Cu、Cr、Ni、Se主要来源于成土母岩，Pb、As受磷石膏堆影响，Hg、P受居民生活废弃物影响，Zn、Cd受控于当地化工企业活动。研究区农耕土壤受Cd胁迫，内梅罗综合污染指数为1.20，达到轻度污染程度。

• 高低硅秸秆生物炭的表征及对Cd2+的吸附特性与机理

  谭丹,王衡,梅闯,郜礼阳,蔡昆争

  采用野生型水稻（WT，高硅）和硅缺失突变体水稻（lsi1，低硅）秸秆为原材料制备成300、500、700℃ 3种温度生物炭，探究高低硅秸秆生物炭对Cd2+的吸附特性及作用机制。野生型和突变型水稻秸秆原料总硅含量分别为17.88%和7.42%，制备出的高硅生物炭相对于低硅生物炭具有较高的硅含量、较大的比表面积和孔径。通过元素分析、电镜能谱扫描分析（SEM-EDS）、傅里叶红外光谱分析（FTIR）以及比表面积分析（BET-N2）等对两种生物炭进行分析，结果表明随温度上升两类生物炭均表现出产率下降、pH增大、比表面积上升，高低硅生物炭均能在471、788、1 090 cm-1波峰处观察到Si-O-Si键。吸附实验表明，高低硅生物炭均在pH为6、固液比为1 g·L-1时对水溶液中Cd2+吸附效果最佳。吸附动力学模型结果表明，高低硅生物炭的吸附动力学过程均符合准二级动力学模型（R2 >0.9），说明该过程以化学吸附为主。通过Langmuir和Freundlich模型进行等温吸附拟合，均能较好反映出高低硅生物炭的吸附行为与特性。结合高低硅生物炭的基本理化性质、FTIR分析和SEM-EDS观察的结果表明生物炭吸附机制主要为离子交换、沉淀和官能团络合作用。研究表明，热解温度较高的高硅生物炭吸附效果更好，这可能与其具有较高的硅含量、较大的比表面积与孔体积、较多的阳离子及较为丰富的官能团有关。

• 镧改性生物炭在砂柱中单独运移及与Cr （Ⅵ）共运移

  顾鑫锋,潘慧,张连毅,丁竹红

  为探究稀土金属改性生物炭在土壤-地下水中的运移行为，本研究选择常见稀土元素镧制备改性生物炭，并经球磨后制成镧改性生物炭细颗粒（La-BC），采用柱实验分别从流速、pH、离子强度和腐植酸浓度4个方面来研究La-BC单独运移和与Cr（Ⅵ）共运移时其在饱和均质石英砂介质中的运移和滞留规律。研究表明：流速从1.0 mL·min-1增至1.5 mL·min-1时，单独运移实验出流液中La-BC的质量回收率由58.0%增至73.4%，共运移实验出流液中La-BC的质量回收率为78.7%~80.1%。pH从5升至7时，La-BC单独运移及共运移时的穿透曲线的相对浓度（Ct/C0）峰值分别从0.66增至0.93和从0.80增至0.85。离子强度增至5 mmol·L-1时，La-BC单独运移时的Ct/C0峰值降低至0.05，与Cr（Ⅵ）共运移时La-BC的穿透峰值为0.81~0.75。腐植酸浓度由0增至10 mg·L-1时，La-BC单独运移及与Cr（Ⅵ）共运移时出水中La-BC质量回收率分别减少了约13个和3个百分点。相较于La-BC单独运移，共运移中Cr（Ⅵ）的存在除了在中性实验条件下抑制La-BC运移能力外，其余实验条件下皆促进了La-BC在饱和介质中的运移。因此，较低的流速、较低的pH环境、一定的离子强度及腐植酸浓度有助于改性生物炭的滞留稳定。

• 左氧氟沙星在铁氧化物表面的吸附：动力学和pH的影响

  刘自超,任亚男,周文静,刘春晖,李孜娴,杨金康,孙齐状,王龙,赵鹏

  通过批吸附动力学、等温吸附试验，并结合X射线光电子能谱（XPS）技术和衰减全反射-傅里叶变换红外光谱（ATRFTIR），揭示不同pH下左氧氟沙星（LEV）在铁氧化物表面的吸附机制。结果表明：溶液pH对LEV在针铁矿表面的吸附影响较大，不同pH下，其吸附动力学更符合准二级动力学模型（R2>0.98）。在pH为4时，3 h左右达到吸附平衡，而在pH为8时，12 h达到吸附平衡，并且pH为4的吸附量约是pH为8的2倍。XPS和ATR-FTIR的结果一致表明，静电作用和化学吸附是其主要吸附机制，在低pH（pH为4）时，LEV在针铁矿表面主要以单核双齿形态被吸附，在高pH（pH为8）时，主要以双核双齿形态被吸附。在中间pH （pH为6）时，由于静电排斥作用，导致其吸附量最大。

• 翻压紫云英水稻土游离氨基酸动态及剖面分异

  杨静,鲍清涛,邢世和,周碧青,张黎明,杨文浩

  为探讨紫云英翻压后稻田土壤游离氨基酸（FAA）含量和组分的动态变化及其主控因素，阐明稻田土壤FAA的剖面迁移特性，本研究在等氮磷钾的条件下，以单施化肥（CK）为对照，研究了不同施用量紫云英（30 000 kg·hm-2，CMV1； 45 000 kg·hm-2，CMV2）翻压后对稻田土壤FAA含量和组成的影响以及其随生育期的波动情况，并阐明FAA在水稻土剖面中的分布特征。结果表明：紫云英翻压后，不同处理稻田土壤FAA含量均呈现出先降低后上升至扬花期达到峰值后再缓慢降低的变化趋势。翻压紫云英可提高土壤FAA含量，CMV1处理和CMV2处理FAA含量均值分别较CK处理显著提高了14.01%和21.75%。不同采样期、不同施肥处理稻田土壤FAA以中性氨基酸含量最高（93.39%~97.52%），酸性氨基酸次之（2.19%~5.86%），碱性氨基酸含量最低（0~1.47%），且均以肌氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸为主，其合计占FAA总量的65.93%~82.65%。紫云英翻压后FAA具有向下迁移的趋势，主要迁移至20~40 cm土层。中性氨基酸尤其是丝氨酸、甘氨酸和苏氨酸具有较强的迁移性。氨基酸不同组分对土壤性质的响应具有一定差异，中性FAA与土壤pH、有机质、全氮、蛋白酶和细菌拷贝数显著相关，碱性FAA与蛋白酶和细菌拷贝数显著相关，而酸性FAA仅与细菌拷贝数显著相关。研究表明，稻田土壤FAA含量、组成及迁移与紫云英翻压量和水稻生育期密切相关，且对土壤性质的响应有所不同。

• 石灰性农田土壤-水稻系统根际与非根际土氮转化速率差异

  何晓茜,刘汐霓,黄宇潇,兰婷

  为探讨石灰性农田土壤-水稻系统根际与非根际土的氮素转化特征差异，本研究以石灰性紫色土发育而成的水稻土为研究对象，通过采集水稻分蘖期和成熟期的根际与非根际土壤，开展15N成对标记室内好氧培养试验，并计算土壤各初级氮转化速率。结果表明：水稻分蘖期根际土初级矿化速率（4.45 mg·kg-1·d-1）和硝化速率（9.16 mg·kg-1·d-1）均显著低于非根际土（P<0.05）；水稻成熟期根际土初级矿化速率（6.75 mg·kg-1·d-1）和硝化速率（16.86 mg·kg-1·d-1）与非根际土无显著差异，但显著高于分蘖期根际土的初级矿化和硝化速率（P<0.05）。水稻分蘖期NH4+-N固定速率显著高于成熟期，其中，分蘖期根际土NH4+-N固定速率为19.75 mg·kg-1·d-1，与成熟期根际土相比增加了42.21%；此外，两个生育期的水稻根际土NO3--N固定速率均显著高于非根际土。水稻分蘖期根际土无机氮总固定速率显著大于有机氮矿化速率，有利于氮素的留存和周转，相应地，初级硝化速率显著降低，减少了土壤NO3--N损失。研究表明，水稻不同生育期对石灰性水稻土主要氮转化速率的影响具有差异，且这种差异可能受水稻生育期内土壤水分、根系分泌物及无机氮含量变化的调控。

• 植酸对碳酸盐绿锈转化的影响

  孙亚丽,姜冠杰,江睿,兰帅,李阳,严玉鹏,张嵚

  为研究植酸（IHP）对绿锈转化过程及机制的影响，通过空气氧化法合成碳酸盐绿锈[GR1 （CO32-）]，并利用X射线衍射、衰减全反射-傅里叶变换红外光谱、高分辨透射电子显微镜、扫描电子显微镜和能量色散X射线能谱对体系中的固体产物进行分析表征。研究表明：不存在IHP时GR1（CO32-）在5 h左右完全转化为针铁矿，而存在IHP时GR1（CO32-）的转化会受到抑制。在0~0.5mmol·L-1的IHP浓度范围内，GR1 （CO32-）的转化产物为针铁矿，而当IHP浓度高于1.0 mmol·L-1时，GR1 （CO32-）的转化产物为针铁矿和高铁绿锈。IHP对GR1（CO32-）转化机制的影响与其浓度有直接关系，在低浓度IHP（0~0.5 mmol·L-1）条件下，GR1（CO32-）转化过程只涉及溶解-氧化-沉淀（DOP）机制；而高浓度IHP（1.0~5.0 mmol·L-1）体系中，固态氧化（SSO）机制占主导地位，在其转化过程中，一部分GR1（CO32-）通过溶解再沉淀机制转化为针铁矿，一部分GR1（CO32-）通过原位脱质子反应转化为高铁绿锈。此外，在GR1 （CO32-）转化过程中，IHP在GR1 （CO32-）及其转化产物表面会形成内圈络合物和植酸（亚）铁沉淀。总体而言，IHP会抑制GR1 （CO32-）的溶解再沉淀转化机制，阻碍针铁矿的结晶和晶体生长，且抑制作用与IHP浓度呈正相关。

• 降水变化和氮沉降对荒漠草原土壤细菌群落结构及酶活性的影响

  图纳热,红梅,闫瑾,叶贺,梁志伟,王占海

  为明确降水变化和氮沉降对土壤细菌及酶活性的互作效应，本研究以短花针茅荒漠草原为研究对象，试验设计采用裂区设计，主区为自然降雨（CK）、增雨30%（W）和减雨30%（R） 3个水分梯度，副区为0、30、50、100 kg·hm-2·a-1 4个氮素梯度（分别记为N0、N30、N50、N100），共12个处理。结果表明：降水变化和氮沉降改变了土壤细菌群落组成，但未显著改变土壤细菌Alpha多样性；降水变化和氮沉降对土壤酶活性有显著影响。土壤过氧化氢酶活性在R-N100中最低（1.63 mg·g-1·d-1），与CK-N0相比显著降低了7.4%；土壤蔗糖酶活性在W-N0中最高（2.20 mg·g-1·d-1），与CK-N0相比显著增加了14.6%，在R-N100中最低（1.52 mg·g-1·d-1），与CK-N0相比显著降低了20.8%；土壤脲酶活性在W-N0中最高（17.66 mg·g-1·d-1），与CK-N0相比显著增加了16.7%，在CK-N100中最低（9.27 mg·g-1·d-1），与CK-N0相比显著降低了38.7%。土壤过氧化氢酶与细菌丰富度指数呈显著正相关，蔗糖酶与细菌多样性指数呈显著正相关，与细菌丰富度指数呈极显著正相关；结构方程模型结果进一步表明，土壤细菌群落多样性及pH值是土壤酶活性变化的驱动因子，而土壤硝态氮含量是驱使土壤细菌群落多样性变化的主要环境因素。综合分析表明，降水变化和氮沉降通过改变土壤理化性质影响土壤细菌群落结构及酶活性，细菌群落多样性及土壤pH值是土壤酶活性变化的主控因子，土壤pH值降低抑制土壤酶活性，细菌群落多样性增加有利于增强土壤酶活性。

• 氮素形态与温度对鲁西沙区林地土壤有机碳矿化的交互作用

  陈庆海,陶宝先,商玉冰,占敏,李合印,李甘霖,李艳春

  为探讨氮素形态与温度对土壤有机碳（SOC）矿化的交互作用，本研究以鲁西黄河故道沙区黑杨（Populus nigra）人工林为例，采用室内培养实验，研究不同氮素形态（硝态氮、铵态氮）及不同温度（10、20、30℃）对SOC矿化的单独及交互作用。结果表明： 10℃时铵态氮的输入使SOC累积矿化量比对照（不输入氮）增加11.8%~21.3%，表明该区域SOC矿化受铵态氮限制；随温度升至20℃和30℃，铵态氮输入对SOC矿化的影响转为抑制作用。硝态氮输入在整个培养过程中抑制SOC矿化；培养结束时，硝态氮输入处理的SOC累积矿化量比对照降低4.1%~11.5%（10℃）、9.1%~29.3%（20℃）和8.6%~23.7%（30℃）。增温促进SOC矿化。增温和两类氮输入对SOC矿化的交互作用均为负效应，两因素对SOC矿化交互作用的实测值比理论值降低7.9%~21.9%（硝态氮）、16.1%~23.6%（铵态氮），因为两类氮输入有降低SOC矿化温度敏感性的趋势。研究表明，硝态氮、铵态氮对SOC矿化的影响存在差异，增温、氮输入对SOC矿化的交互作用显著小于两因素单独作用之和。

• 铁基生物炭海绵与沉水植物协同净化水体中的氮磷

  王港,陈丹,李江舟,张翠萍,纳红艳,代快,杨肖娥

  为探讨铁基生物炭海绵与沉水植物协同净化系统对农田退水中氮磷的去除效果，以苦草、伊乐藻、金鱼藻3种沉水植物和铁基生物炭海绵为材料，通过动态循环水模拟渠道的方式，研究不同净化系统对农田退水中总磷、总氮、氨氮的去除效果。结果表明： 3种沉水植物均能在较高氮磷浓度农田退水中生长发育，株高及生物量有明显增长。在单一沉水植物净化系统中，金鱼藻对总磷的去除效率最高，达到29.85%，苦草对总氮的去除效率最高，为35.03%，金鱼藻对氨氮的去除效率最高，为83.09%。铁基生物炭与金鱼草协同净化系统对总磷和氨氮的去除效率最高，分别达到56.00%和91.86%，铁基生物炭与苦草协同净化系统对总氮的去除效率最高，为54.05%。研究表明，铁基生物炭海绵与沉水植物协同净化系统对氮磷的去除效果全面优于单一沉水植物净化系统。

• 稻虾共作水域沉积物有机磷农药残留特征及其对磷循环驱动机制

  瞿梦洁,韩玉成,万智鹏,谭艳,安珈奇,梅运军,刘广龙

  为探明稻虾共作水域有机磷农药对磷循环的驱动机制，本试验采用野外采样与室内分析相结合的方式，测定沉积物中有机磷农药含量、微生物群落结构和磷循环功能基因丰度，并利用冗余分析（RDA）和Spearman相关性检验分析有机磷农药与磷循环功能基因的关系。结果表明：沉积物中乐果检出率最高，达到97.22%，其次为敌敌畏达到22.22%，甲基对硫磷为2.78%，马拉硫磷和毒死蜱均未检出。在枯水期和丰水期，沉积物中乐果含量分别达到1.42 mg · kg-1和0.46 mg ·kg-1，敌敌畏含量分别达到1.37 mg·kg-1和0.05 mg·kg-1；在所有沉积物中，最主要的磷循环过程为ppx基因参与Proteobacteria和Omnitrophicaeota作用下的多聚磷酸盐水解，phoD基因参与有机磷矿化，phnK基因参与Gemmatimonadetes作用下的磷酸盐利用；有机磷农药并未影响最主要的磷循环过程，但是乐果含量增加极显著增加了cphy基因（半胱氨酸植酸酶）的数量（P<0.01），敌敌畏含量增加显著降低了pqqC基因（吡咯啉-醌合成酶）和bpp基因（β-螺旋桨植酸酶）的数量（P<0.05）。研究表明，在稻虾共作水域沉积物中，有机磷农药乐果和敌敌畏主要通过改变无机磷增溶作用和植酸盐矿化作用来影响磷循环进程。

• 煤基NaA分子筛材料的合成及其对Cd2+的吸附

  刘甜,郭军康,张蕾,王孜昊,喻先伟,王家圆,毕江涛

  为实现废弃物资源化利用，采用煤矸石为原料制备分子筛环境修复材料。通过对煤矸石（CG）的硅铝比进行调节，利用煅烧-水热晶化法分别在500℃和750℃下成功合成了NaA-500和NaA-750两种煤基NaA分子筛材料。进一步采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等表征方法探讨了分子筛的结构特征和表观形貌，并对吸附过程进行吸附动力学和等温吸附线的研究分析，以深入探究其对Cd2+的吸附特性。结果表明：相比煤矸石，NaA-750和NaA-500对Cd2+的最高吸附量分别为392.9 mg·g-1和208.9 mg·g-1，分别是煤矸石的4.5倍和2.4倍，且NaA-750和NaA-500对Cd2+的吸附过程遵循准二级动力学规律。吸附等温线结果显示，NaA-500和NaA-750对Cd2+的吸附符合Langmuir等温吸附模型。综上所述，以煤矸石为原料制备的NaA型分子筛对Cd2+的吸附能力明显提升且具有较高的吸附容量，对去除废水中Cd2+具有潜在应用价值。

• 休耕田对水产养殖废水抗生素去除及风险评估

  聂正鑫,蒋芷榆,刘燕青,曹羡,李先宁

  根据水产养殖废水集中于冬季排放和休耕田需在冬季引水调质的现实需求，提出将水产养殖废水回用休耕田的技术方案，并对废水中典型抗生素磺胺甲恶唑（SMX）在休耕田中的降解途径和效果进行研究，同时对水产养殖废水回用示范区休耕田进行健康风险分析。结果表明：土壤微生物降解是去除废水中SMX的主要途径，去除贡献率为65%~78%，土壤固定和植物吸收对SMX的去除贡献较低。在微生物群落属水平上检测到Arthrobacter （节杆菌属）、Sphingomonas （鞘氨醇单胞菌属）和Bacillus （芽孢杆菌属） 3类降解SMX的优势菌属。TN、NO3--N、TP和CODCr的去除效果均随SMX浓度升高而降低。在消纳水产养殖废水的休耕田中，残留的抗生素对人体健康和土壤生态系统的风险商值小于0.01，其潜在风险可忽略不计。

• 猪粪厌氧消化进程中雌激素的去除效能及机制

  庄捷,赵斌成,薛锦辉,张文艺

  为探究猪粪厌氧消化进程中雌激素的去除效能及其作用机制，对厌氧消化液中的4种雌激素（雌酮E1、雌二醇E2、雌三醇E3、炔雌醇EE2）进行阶段性检测，并采用傅里叶变换红外光谱、三维荧光光谱结合荧光区域积分和16S rRNA基因扩增子高通量测序的手段对猪粪中红外官能团振动特征峰、溶解性有机物（DOM）和微生物群落结构进行分析。结果表明：在温度为35℃、周期为30 d、固体浓度为6%的条件下，厌氧消化对4种雌激素的降解速率依次为E2>E3>E1>EE2，去除效率分别为28.62%、25.83%、19.14%、11.81%，降解规律均符合有机物一级动力学降解模型。在投加雌激素之后，猪粪中微生物群落结构发生了一定改变，但仍能进行正常的厌氧消化，并促使与雌激素相结合的腐植酸类溶解性有机物含量增加，同时其中还存在酰胺、羟基、羧基等雌激素吸附位点以及雌激素高效降解菌。研究推测沼液中雌激素的去除机制包含猪粪颗粒的吸附、溶解性有机物的吸附和雌激素降解菌属的高效代谢3个方面。

• 增温条件下施硅对稻田CH4厌氧氧化过程的影响

  谢晴,薛梦琪,周聪,张耀鸿,娄运生,高霄鹏,贾仲君

  硅是水稻生长的有益元素，为研究施硅对稻田CH4厌氧氧化过程的影响以及是否会改变夜间增温对该过程的影响效应，本试验设置夜间常温不施硅（CK）、夜间增温不施硅（NW）、夜间常温施硅（Si）和夜间增温施硅（NW+Si） 4个处理。采集上述田间处理4 a后的耕层土壤，采用13CH4同位素标记法研究稻田土壤CH4厌氧氧化速率和固碳特征及其对氮输入的响应。结果表明：NW处理的CH4厌氧氧化速率为6.23 nmol·g-1·d-1（以13CO2计），显著低于CK处理；与NW处理相比，NW+Si处理的CH4厌氧氧化速率提高了22%。NW处理土壤中CH4氧化驱动的13C有机碳净增量（13C-SOC）为0.31 μmol·g-1，与NW+Si无明显差异，这表明增温条件下施硅对稻田土壤CH4厌氧氧化的固碳量无明显影响。添加N条件下4个稻田土壤的CH4厌氧氧化速率总体上明显减小，其中以Si处理土壤最为突出，下降29%~50%。相反，N添加提高了CH4厌氧氧化的固碳效率[13C-SOC/（13C-SOC+13CO2）]。研究表明，施硅可缓解夜间增温对稻田CH4氧化速率的抑制作用，但对其固碳量无明显影响；外源N可提高增温/施硅稻田土壤CH4厌氧氧化的固碳效率，有利于将较高比例的13C-CH4碳源固定到土壤有机碳中。