农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2023年第4期

• 不同水稻品种光合特性及叶绿素对臭氧浓度升高的响应差异

  何龙鑫,徐彦森,冯兆忠,张涵,曹蓉,钟鑫,马艳泽

  为研究不同水稻品种光合特性及其叶绿素含量对臭氧（O3）污染响应的差异并选育O3耐受性品种，本研究基于开放式O3浓度增加系统（O3-FACE），以12个水稻（Oryza sativa L.）品种（4个杂交稻品种和8个常规稻品种）为供试材料，设置两个O3处理（A-O3：环境大气；E-O3：1.5倍环境O3浓度），分别在灌浆前期和灌浆中期测定供试水稻的叶片光合特性及叶绿素含量。结果表明：在灌浆前期和灌浆中期，O3浓度升高使杂交稻的饱和光合速率（Asat）分别平均下降15.1%和26.8%，气孔导度（gs）分别平均下降9.2%和27.4%，常规稻的Asat分别平均下降8.7%和20.4%，gs分别平均下降20.2%和13.1%。两个时期水稻的Asat和gs下降的同时，大部分品种的叶片胞间CO2浓度（Ci）几乎维持不变，但电子传递效率（ETR）发生不同程度的变化，这说明O3浓度升高对不同水稻品种影响的差异主要是由于ETR、叶肉细胞同化能力等非气孔因素的限制。由于O3浓度升高的累积效应，大部分供试水稻品种的叶绿素总量在灌浆中期才出现明显下降，瞬时水分利用效率（WUE）由灌浆前期上升变为灌浆中期下降。研究表明，O3浓度升高下不同水稻品种间的光合作用响应存在显著差异，且杂交稻比常规稻响应更敏感，其中扬两优6号对O3最敏感，淮稻5号和南粳5055的O3耐受性较强。

• 施硒对不同镉污染土壤当季及后茬水稻镉吸收转运的影响

  周靖恒,张泉,刘波,马天池,黄道友,朱奇宏,许超,朱捍华

  为探讨施硒对当季和后茬水稻镉吸收转运的影响，本研究选取基本性质相似的中、重度镉污染稻田土壤为对象，采取盆栽试验的方法，研究不同施硒量（0.5、1.0、2.0、4.0 mg·kg-1）对当季及后茬水稻各部位镉与硒含量的影响，并探讨其作用机理。结果表明：中度镉污染稻田土壤仅施硒2.0 mg·kg-1处理使当季稻米镉含量降低28.6%（P<0.05）；施硒对重度镉污染土壤当季稻米镉含量均有降低作用，其中施硒1.0 mg·kg-1处理的降镉效果显著，镉含量降低36.1%（P<0.05）；施硒处理使两种土壤后茬稻米镉含量显著降低30.9%~50.7%（P<0.05）。适量施硒（1.0、2.0 mg·kg-1）使当季水稻镉TF茎/根降低21.5%~28.3%（P<0.05），而对后茬水稻镉转运则无显著影响。中、重度镉污染土壤施硒，可增加当季和后茬水稻植株各部位硒含量，硒含量增幅随施硒量增加而增加。稻米镉富集系数随稻米硒含量增加呈自然对数降低（P<0.05）。中度镉污染土壤施硒0.5 mg·kg-1、重度镉污染土壤施硒≤1.0 mg·kg-1时，当季和后茬稻米硒含量均低于1.0 mg·kg-1。研究表明，施硒可通过降低水稻镉吸收而有效降低后茬稻米镉含量，但适宜的施硒量仍需田间验证确定。

• 叶面喷施硒对紫色小麦镉积累的影响

  余林科,杨昕玥,徐小逊,王贵胤,杨占彪,张世熔

  为降低紫色小麦籽粒对镉（Cd）的积累能力，确保食品安全，本研究采用大田试验分析叶面喷施3种浓度亚硒酸钠（Na2SeO3）溶液对4种紫色小麦Cd含量的影响，并通过分析Cd在小麦中的富集和亚细胞分布特征揭示其作用机理。结果表明：施硒（Se）后小麦各器官Cd含量呈下降趋势，富集系数均显著降低（P细胞器，施Se降低了小麦亚细胞各组分中的Cd含量，提高了Cd在根和叶亚细胞可溶性组分中的占比。研究表明，叶面喷施Se能增强紫色小麦对Cd的区室化作用，抑制Cd向籽粒的转运，并使籽粒中Cd含量达到《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2017）的要求。

• 不同玉米品种苗期对镉及营养元素的吸收转运特性

  樊玉,庄重,赵丽洁,张晨,王琪,李花粉,万亚男

  低累积品种筛选是降低作物镉含量，减少人体摄入镉的一种有效方法。本研究通过营养液培养试验，分析了24个玉米品种苗期吸收、转运、累积镉的特性及与其他营养元素之间的相关关系。结果表明：24个玉米品种对镉的吸收和转运存在显著性差异，地上部镉含量范围为40.8~83.8 μg·g-1（以干质量计），根吸镉量为544~1 204 μg·g-1（以干质量计），相差1倍以上；转运系数为0.060~0.297，不同品种相差4倍左右。地上部镉含量与每克根镉吸收量以及地上部镉含量与镉转运系数均存在显著正相关关系。24个玉米品种按地上部镉含量大小聚类划分低、中、高3个不同镉累积的类型。同时，玉米地上部镉含量与磷、锰、铁含量呈显著负相关关系。进一步对筛选出的镉低累积型玉米品种和3个钙易累积型、8个镁易累积型、1个锌易累积的玉米品种进行综合分析，发现伟科702和登海652是兼具低累积镉和易累积营养元素特性的优势玉米品种。

• 玉米幼苗根系对Cr（Ⅲ）的吸收动力学特征及途径探讨

  居静,王欣,陈永林,盛海君,汪晓丽,赵海涛

  为探讨玉米幼苗对Cr（Ⅲ）的吸收途径，通过水培试验方法，研究了不同Cr（Ⅲ）处理浓度（0~20 mg·L-1）对玉米幼苗Cr（Ⅲ）的吸收动力学特征的影响，以及ATP酶抑制剂、离子通道抑制剂、Fe（Ⅲ）对玉米幼苗根系Cr（Ⅲ）吸收的影响。结果表明：玉米幼苗根系吸收Cr（Ⅲ）的最大吸收速率（Vmax）为121.4 mg·kg-1·d-1，显著高于地上部的16.3 mg·kg-1·d-1（P0.05）。与正常营养液相比，缺Fe（Ⅲ）处理下的玉米幼苗根系吸收Cr（Ⅲ）的Vmax增加了20.0%，Km数值仅减少了5.0%，但Fe（Ⅲ）处理下的玉米幼苗根系吸收Cr（Ⅲ）的Vmax减少了46.0%，Km数值减少了56.0%。研究表明，玉米幼苗吸收的Cr（Ⅲ）主要富集在玉米幼苗的根部，只有很少被转移到地上部分；玉米幼苗根系对Cr（Ⅲ）的吸收存在主动吸收的过程，进入细胞膜的途径与Ca2+和K+通道无关，Fe（Ⅲ）抑制了玉米幼苗根系对Cr（Ⅲ）的吸收。

• 聚丙烯微塑料添加对大豆和花生生长及生理生态特征的影响

  江俊涛,陈宏伟,阎薪竹,邓娇娇,魏占波,周旺明,周莉,于大炮,王庆伟

  农田微塑料污染对作物生长存在显著影响，但不同功能类型作物的生理生态、产量及品质对土壤微塑料的响应尚不清楚。鉴于此，本研究选取我国农业生产的两大主要作物大豆（地上结实）和花生（地下结实）为试验材料，并设置对照组（无添加）和实验组（添加0.40%的聚丙烯微塑料）进行大田原位试验。结果表明：微塑料添加与作物结实类型二者的交互作用对作物的生长与生理生态特征存在显著影响，主要体现在作物的整株形态结构、生物量积累与分配及籽粒品质。微塑料添加显著降低两种作物的总生物量、地上生物量、相对生长速率和百粒重，大豆降幅分别为13.61%、14.07%、13.23%和7.84%，花生降幅分别为17.10%、18.64%、16.12%和11.98%。此外，微塑料添加显著降低花生的地下生物量、可溶性糖含量和大豆的叶绿素含量，降幅分别为15.77%、25.51%和5.74%，与之相反，微塑料添加增加大豆的叶面积比值和可溶性糖含量，增幅分别为28.07%和25.82%。由此可见，聚丙烯微塑料添加对两种作物的生长和产量均有抑制作用，对花生的影响尤为明显。

• 区域畜禽环境承载力核算方法研究与应用

  彭紫微,吴根义,黄杰,戴诗琴

  针对畜禽养殖区域布局不合理，科学、实用的环境承载力核算方法欠缺的问题，本研究在畜禽土地承载力核算方法的基础上，综合考虑水环境容量和经济社会发展等因素，构建了基于作物养分需求及水土环境多要素的畜禽环境承载力核算模型，确定了模型参数取值，形成了畜禽环境承载力核算方法。以湖南省为例对核算方法进行应用验证，核算出湖南省畜禽环境承载力为6 113.16万头当量生猪。经与相关研究成果比对分析，认为该核算方法优于我国当前广泛采用的土地承载力核算方法，表明该核算方法具有较强的科学性与实用性，对各地科学合理的测算畜禽养殖环境承载力，确保畜牧业与环境协调发展具有指导意义。关键词：畜禽养殖；环境承载能力；水环境容量；环境质量目标

• 镉对土壤秀丽隐杆线虫的毒性效应

  王鑫,党秀丽,赵龙,侯红,耿健,敖翔

  为明确镉（Cd）对土壤无脊椎动物线虫的毒性效应及不同类型土壤中Cd的毒性差异，以生长量、生育率和繁殖量为评价终点，研究江西鹰潭红壤、江苏苏州水稻土、吉林长春黑土3种土壤中外源Cd对模式生物——秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的毒性效应。结果表明：以3种土壤总Cd含量推导出的Cd对秀丽隐杆线虫的生长毒性的EC50 （半数效应浓度）分别为54.37、197.54mg·kg-1和287.02 mg·kg-1，对生育毒性的EC50分别为7.07、77.41 mg·kg-1和103.09 mg·kg-1，对繁殖毒性的EC50分别为5.75、13.84 mg·kg-1和85.94 mg·kg-1。通过毒性阈值可知，线虫的评价终点对Cd毒性的敏感性由高到低分别为繁殖、生育、生长。相关性分析表明，土壤pH、阳离子交换量、有机质、碳酸钙和锰氧化物含量是影响土壤中Cd毒性的主要因素。基于有效态Cd含量推导得出3种土壤中的Cd毒性阈值与基于总Cd含量的毒性阈值相比差异缩小，说明有效态Cd含量能够更好地解释不同土壤中Cd毒性的差异。

• 田间条件下不同钝化剂对水稻镉吸收累积的影响及其时效性

  黄雁飞,陈桂芬,黄玉溢,熊柳梅,刘淑仪,钟蕙镁,刘斌

  为明确田间条件下不同钝化材料及其复配组合处理对水稻Cd吸收累积的影响及其时效性差异，采用大田试验，研究了桑树枝杆生物炭、贝壳粉、膨润土、蚕沙4种钝化材料及其3个复配组合处理对土壤pH、土壤有效态Cd含量和水稻植株各部位Cd含量的影响，并分析了不同钝化剂的作用时效性。结果表明：钝化剂处理提升了土壤pH，其中贝壳粉（O）处理升幅最大；土壤有效态Cd含量显著（P<0.05）降低，4种材料中贝壳粉效果最好，不同钝化剂处理中桑树枝杆生物炭配合贝壳粉和蚕沙组合（MOS）处理降幅最大，3季分别降低了38.25%、34.24%和14.60%；水稻根、秸秆、谷壳、糙米中的Cd含量明显降低，其中，MOS处理糙米Cd含量显著低于其他处理，3季分别降低了49.04%、54.31%和25.22%，但仍未达到国家食品安全Cd含量在0.2 mg·kg-1以下的标准要求；水稻根、秸秆、谷壳、糙米的Cd富集系数明显降低；Cd由根到秸秆的转运系数（TF秸秆/根）和由谷壳到糙米的转运系数（TF糙米/谷壳）明显降低，其中MOS处理降低效果最佳；随着钝化剂施用时间推移到第三季，糙米Cd含量降低幅度明显减少，其中膨润土（B）、蚕沙（S）和MOS处理减幅相对较小；相关分析显示，糙米Cd含量与土壤pH呈极显著负相关（P<0.01），与土壤有效态Cd含量、TF秸秆/根、TF糙米/谷壳及水稻各部位Cd含量整体呈极显著正相关（P<0.01）。研究表明，MOS处理降Cd效果及时效性整体相对较好，在生产实践中可优先推荐，但在土壤全Cd含量为1.5 mg·kg-1重度污染条件下，需配合其他修复技术才能确保糙米Cd含量符合《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2017）的要求，同时在第二季后需及时补充钝化剂才能确保其钝化效果。

• 鼠李糖脂-纳米零价铁-丙酮酸钠强化微生物厌氧-好氧降解土壤DDTs效果研究

  韩悦,孙丽娜,吕良禾,王辉,苑春莉,王晓旭,吴昊

  为了改善目前土壤DDTs污染微生物修复效率相对较低的现状，以沈阳市沈北新区某设施农业大棚土壤为研究对象，通过批实验研究了鼠李糖脂（RL）、纳米零价铁（nZVI）和丙酮酸钠（C）强化微生物顺序厌氧-好氧处理对土壤DDTs及其组分降解率的影响。结果表明：RL、nZVI和C强化微生物顺序厌氧-好氧处理可显著提高土壤DDTs和p，p'-DDT的降解率（PRL处理>C处理>CK处理；RL、nZVI和C联合强化微生物厌氧-好氧顺序处理90 d时，土壤DDTs、p，p'-DDT和p，p'-DDE降解率分别为43.05%~68.81%、12.06%~96.90%和3.33%~60.87%。其中，0.05 mg·kg-1RL、0.50% nZVI以及0.30 mmol·kg-1C联合强化厌氧-好氧处理土壤DDTs、p，p'-DDT和p，p'-DDE降解率分别为68.81%、96.90%和60.87%，厌氧与好氧降解比分别为3.97、6.70和5.00。研究表明，RL、nZVI与C联合强化微生物顺序厌氧脱氯与好氧放大处理，促进了土壤DDTs高效降解，同时避免了难降解、毒性更大的p，p'-DDE的产生与积累，展示了RL、nZVI与C联合强化微生物顺序厌氧-好氧降解在修复DDTs污染土壤方面的应用潜力。

• 基于RF-XGBoost的土壤镉污染影响因子及空间分布研究

  冯锋,王育红,左雨芳

  为降低土壤重金属研究中人工采样成本，宏观掌握大尺度研究区内土壤重金属污染的空间分布特征，本研究以贵阳市、遵义市和毕节市为研究区，以镉（Cadmium，Cd）元素为研究对象，提出利用随机森林（Random Forest，RF）分析评估影响因子的贡献率，并根据贡献率进行影响因子筛选后构建极端梯度提升（eXtreme Gradient Boosting，XGBoost）模型，即RF-XGBoost模型，用以预测研究区内土壤Cd污染的空间分布特征。结果表明：研究区内土壤Cd含量平均值仅比贵州省背景值高出0.02 mg·kg-1，污染程度较低，变异系数为125.37%，属于强变异；研究区内对土壤Cd污染贡献率最高的影响因子为土壤侵蚀程度、高程和年平均气温，贡献率分别为0.100、0.088和0.084，说明在大尺度研究区中自然环境对土壤Cd富集影响最大；RF-XGBoost模型的精度和稳定性高于RF和XGBoost模型，准确率提升了0.039 3，Kappa系数分别提升了0.059 2、0.091 4，F1_score分别提升了0.250 4、0.270 1；研究区内土壤Cd污染整体程度较低，但在毕节市西南部出现多个中度-中强污染带。研究表明，RF-XGBoost模型可准确预测大尺度范围的土壤Cd污染空间分布，有助于宏观掌握土壤Cd污染的空间分布特征。

• 锌冶炼厂周边农田土壤团聚体Cd、Pb分布特征及污染评价

  魏晓莉,张珊,张玉龙,叶子豪,陈华毅,李永涛,李文彦

  为了解重金属Cd、Pb在土壤团聚体中的分布、赋存形态及其影响因素，以辽宁省葫芦岛市锌冶炼厂周边农田土壤为研究对象，采用Tessier五步提取法测定土壤各级团聚体中Cd、Pb形态，利用地累积指数法（Igeo）、原生相与次生相比值法（RSP）和风险评估编码法（RAC）评价其环境风险，并利用相关性与冗余分析明确影响Cd、Pb分布与形态的关键因素。结果表明，土壤Cd、Pb含量在水平方向上呈现以锌冶炼厂为中心，随中心距离的增加呈现先增加后降低的变化趋势；垂直方向上，表层土Cd、Pb含量分别为57.40、219.56 mg·kg-1，显著高于亚表层（55.06、135.99 mg·kg-1）。随着团聚体粒径的减小，Cd、Pb更趋向于在小粒径团聚体中富集，Cd富集能力强于Pb。重金属形态分布特征表明，Cd主要以可交换态和碳酸盐结合态赋存，占总Cd量的60%~94%，Pb主要以铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态赋存，占总Pb量的45%~93%。粒径为<0.002 mm的团聚体组分中可交换态和碳酸盐结合态Cd及铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态Pb含量占比显著高于其他三个粒径团聚体组分。三种评价方法均显示小粒径团聚体中重金属污染风险较高。RAC风险评估方法既考虑了重金属形态又考虑了重金属总量，评价结果更为准确。RAC结果表明研究区Cd污染为极高风险，Pb污染为中等风险。有机质（SOM）、表面积（SA）、阳离子交换量（CEC）和铁锰氧化物是粒径<0.002 mm团聚体组分产生特性差异的主要因素。SOM对粒径为0.25~2.00、0.053~<0.25 mm和0.002~<0.053 mm团聚体中残渣态和有机结合态Cd、Pb均有极显著影响。CEC对粒径为<0.002 mm团聚体组分中可交换态Cd分布具有显著的影响。铁锰氧化物对粒径为0.053~<0.25 mm和<0.002 mm团聚体组分中Cd、Pb形态具有一定影响，且对可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态影响较大。Cd、Pb在污染农田中较高活性形态易在粒径为<0.002 mm团聚体组分中富集分布，具有较高环境风险，SOM、CEC和铁锰氧化物为Cd、Pb富集过程主要影响因素。

• 赤泥和脱水矿泥协同生态处置区盐分和重金属随雨水淋溶的迁移特征

  蒋旭升,成官文,刘杰,俞果,陈诗奇,韩庆坤,王路洋

  为探究在平果铝土矿赤泥和脱水矿泥协同生态处置区盐分和重金属随雨水淋溶的迁移规律，以及对周边土壤的影响，在生态处置区和周边土壤不同深度的土层埋设淋溶盘进行田间小区试验，对每月淋溶液中的重金属和盐分含量进行监测，最后收集不同深度的基质样品，对其重金属和盐离子含量进行测定。结果表明：5—10月，赤矿泥（赤泥和脱水矿泥按照干质量比1∶3进行翻堆混匀而成）基层Na盐的平均淋溶量达到51.2 mg·m-2·月-1，其中8月份Na的淋溶量达到108 mg·m-2·月-1。生态处置8个月后，赤矿泥pH从9.06降低到8.70，电导率（EC）降低了80.0%，Na盐含量降低了70.4%。赤矿泥基层中的Na盐随着雨水淋溶侧面迁移至周边土壤，导致周边1.5 m范围内的土壤pH和EC值显著增加（P<0.05），但迁移影响范围在3 m内。赤矿泥基层中的Cd、Cr和As随雨水淋溶的流失量在0.22 mg·m-2·月-1以下。经过8个月的雨水淋溶，赤矿泥和周边土壤中Cd和As的含量没有显著变化。研究表明，赤矿泥基层用于矿区生态处置有利于改善赤矿泥基层的高盐碱性，而赤矿泥中Na盐的迁移对周边土壤盐碱性的影响有限，同时赤矿泥基层用于矿区生态处置的重金属污染风险可控。

• 洞庭湖区典型沟塘反硝化脱氮能力及其影响因素

  龙广丽,严星,夏永秋,刘鑫,文炯,彭芝,荣湘民

  为探究洞庭湖区典型沟塘反硝化脱氮规律，本研究于2020年9月至2021年8月，采集洞庭湖流域不同类型沟塘上覆水样及表层柱状沉积物，通过近似原位的培养方法并结合膜进样质谱法测定了不同沟塘的反硝化速率。结果表明：沟塘反硝化速率存在显著的时空异质性，反硝化速率范围为22.10~238.02 μmol·m–2·h–1，均值为91.12 μmol·m–2·h–1，春、夏季节的反硝化速率大于秋、冬季节。不同类型的沟塘反硝化速率也存在显著差异，表现为农沟>支沟>池塘>干沟，有植被沟渠>无植被沟渠。偏最小二乘回归分析（PLSR）表明，水体中硝态氮（NO-3-N）浓度和溶解性有机碳（DOC）浓度及沉积物中DOC含量均会对反硝化速率产生显著影响（P<0.05），其中水体NO-3-N浓度是反硝化作用的最主要限制因素。研究表明，研究区沟塘湿地可去除33.44%的水体氮负荷，从而大幅减少了向下游水域输入的氮污染风险，这对于缓解洞庭湖流域面源污染有重要作用。

• 鄱阳湖平原双季稻区稻田氮磷流失的季节分布特征及污染风险分析

  杨涛,王玉清,吴火亮,俞莹,陈静蕊,陈晓芬,秦文婧,刘佳,徐昌旭

  为明确鄱阳湖平原双季稻区稻田氮磷流失的季节性分布及污染风险，于2015—2019年对位于江西省南昌市南昌县向塘镇国控监测点的“冬闲-双季稻”种植模式进行了原位监测。结果表明：监测期早稻季径流量占全年总量的比例最高，为39.11%~61.50%，其次是冬闲季，占23.31%~54.30%，而晚稻季的径流量最小；氮磷养分流失量与径流量的季节分配规律相似，也大体表现为早稻季>冬闲季>晚稻季。然而，监测期多数年份（除2016年外）防控关键期（施肥后10 d）的径流量及氮磷流失量占全年总量的比例均低于13%，表明双季稻田防控关键期的污染风险可能被夸大。但极端降水条件下，径流量、氮流失量和磷流失量在全年的占比分别为27.34%~52.19%、14.21%~54.06%和25.38%~45.95%，远高于防控关键期，表明极端降水可能导致较大的双季稻田面源污染风险。因此，对于鄱阳湖平原双季稻区，早稻季和冬闲季均是稻田氮磷流失防控的重要时期。由于降水事件具有偶然性，仅靠降低“防控关键期”的氮磷流失来防控面源污染具有较大风险，极端降水条件下的氮磷流失防控可能是未来消减双季稻区面源污染的重点研究方向。

• 聚酰胺微塑料对双酚A在地下水中迁移的影响

  林宣浩,吴鸣,卢国平,程洲,谢林君,吴宇恒,曾拥军,郝艳茹,莫测辉

  本文以聚酰胺（polyamide，PA）作为典型微塑料，以双酚A（bisphenol A，BPA）作为目标污染物，通过批实验与柱实验研究了BPA在PA表面的吸附以及PA对BPA在地下水中的迁移行为的影响。扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）检测结果表明，吸附BPA后的PA颗粒表面发生明显的变化。PA对BPA的等温吸附过程可用Langmuir模型和Freundlich模型来拟合。动力学吸附则可通过准一阶吸附模型进行拟合，吸附结果表明BPA在PA上的最大吸附量可达13 mg·g-1。柱实验结果表明，BPA的穿透率随多孔介质中PA含量的增大而减少，随流速的增大而增大，而BPA穿透率在不同初始浓度条件下无显著变化。此外，由于BPA的电离，在pH10.2时，BPA穿透率大幅增加，达到94%。离子类型和离子强度对BPA在含有PA的多孔介质中的迁移也有显著影响，Ca2+对BPA的运移有较明显的抑制作用，而Na+对BPA的穿透率无明显影响。

• 陆基推水集装箱循环水养殖系统中浮游植物群落结构特征

  赵秀侠,方婷,陈金良,高娜,陈诚,卢文轩

  为研究陆基推水集装箱循环水养殖模式中养殖水体及净化系统浮游植物群落结构特征，于2021年10月对集装箱养殖中华鲟（Acipenser sinensis）水体与净化处理系统水体中的浮游植物及水质理化因子进行分析，并运用多样性指数、均匀度指数等评价养殖水体与净化水体的浮游植物群落结构特征。结果显示：在养殖水体内共鉴定出浮游植物4门17属21种，在净化系统水体中共鉴定出8门51属93种，净化系统水体内浮游植物种类数显著大于养殖水体的（r=0.918，P<0.01）。在养殖水体中，浮游植物丰度与生物量分别为2.816×105 cells·L-1和0.021 mg·L-1，优势种主要为类颤鱼腥藻（Anabaena oscillarioides）和颗粒直链藻极狭变种（Melosira granulate var.angustissima）；在净化系统水体中，浮游植物丰度与生物量平均值分别为1.135×106 cells·L-1和0.763 mg·L-1，优势种为被甲栅藻（Scenedesmus armatus）、二形栅藻（Scenedesmus dimorphus）、顶锥十字藻（Crucigenia apiculata）、尖针杆藻（Synedra acus）、细小平裂藻（Merismopedia minima）等；净化系统水体浮游植物丰度与生物量显著高于养殖水体的（P<0.01），且优势种种类较多。净化系统水体浮游植物的多样性指数、均匀度指数等均显著高于养殖水体的（P<0.05），Shannon-Wiener多样性指数与Pielou均匀度指数显示养殖水体为β-中污染水平，净化系统水体为轻污染水平。冗余分析（RDA）结果显示，影响集装箱循环水养殖水体与净化系统水体浮游植物群落的主要理化因子为pH、比电导率（SPC）、溶解氧（DO）与NO-3-N等，净化系统水体浮游植物群落主要与NO-3-N、NO-2-N、光照等因子有关。研究表明，在实际生产中可通过调控水质条件控制集装箱循环水养殖系统与净化系统水体中浮游植物群落结构来维护养殖模式的良好运行。

• 高温预处理联合生物炭对猪粪堆肥中抗生素消减和重金属钝化的促进作用

  阚泽鑫,朱宁,龙玉娇,靳红梅

  堆肥过程中抗生素和重金属等有毒有害物质的阻控是有机肥品质提升和安全利用的重要前提。本研究采用高温预处理联合生物炭堆肥技术，系统分析了猪粪堆肥腐熟效果、抗生素消减规律和重金属钝化作用。结果发现，高温预处理联合生物炭堆肥明显加速了猪粪腐熟进程，腐熟时间最多可缩短13.6 d；腐殖化程度显著提升，腐植酸含量提高13.5%，胡富比提高了0.96倍；高温预处理联合生物炭堆肥可实现抗生素的高效降解，在堆肥14 d后四环素类抗生素去除率达100.0%，28 d后喹诺酮类抗生素去除率达100.0%，磺胺类抗生素去除率达99.0%，比其他处理缩短了14~28 d；高温预处理联合生物炭堆肥可有效钝化猪粪中的重金属，Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As和Ni的钝化率最高分别为53.8%、51.6%、48.3%、35.8%、55.0%、53.8%和58.9%，比其他处理提高0.9~19.4个百分点。研究表明，高温预处理（90℃，4 h）联合生物炭（10%）堆肥可明显加快猪粪的腐熟，有效降低其中典型抗生素含量，并提高重金属的钝化率。

• 消毒剂卫可施用对猪粪污厌氧消化系统运行及微生物多样性的影响

  邓觅,钟华,夏嵩,吴永明,李荣富,金丹凤,梁培瑜

  为全面评估大量消毒剂施用对猪场粪污厌氧发酵系统造成的损害程度，选择卫可（VirkonTM）消毒剂为研究对象，在全自动甲烷潜力测试系统（AMPTS Ⅱ）中采取一次性投料的厌氧湿式发酵方式，探索质量浓度为0.05%和0.5%的卫可对系统产CH4、水质污染物降解、微生物群落等方面影响。结果表明：卫可会导致厌氧发酵系统出现抑制产CH4、COD不降反升、大幅促进氮磷释放等异常现象。对照组（CK组，新鲜猪粪添加接种污泥）和0.05%、0.5%卫可试验组（分别记为L组和H组）的最大产CH4速率分别为（23.54±0.06）、（18.90±1.49）mL·g-1·d-1、（7.73±0.01）mL·g-1·d-1，且L组和H组的CH4总产量分别降低7.53%和92.60%（P<0.001），而CH4速率常数也由0.267 d-1（CK组）下降到0.225 d-1（L组）；理化指标方面，在第0天（启动期）和第12天（结束期），H组较CK组的COD、TP、NH3-N、TN分别显著高出148.77%和368.97%、214.11%和498.12%、64.79%和44.37%、68.77%和53.30%。高通量测序发现，卫可会使厌氧系统中细菌群落组成、多样性和丰度发生显著变化，其中Ace、Chao和Shannon指数，L和H组均低于CK组，而Simpson指数则相反；厚壁菌门（Firmicutes）是第一优势菌群，其次是变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和拟杆菌门（Bacteroidetes），其他微生物丰度均低于5%，且Firmicutes丰度与卫可剂量呈正相关，Proteobacteria、Chloroflexi和Bacteroidetes则相反，甚至热袍菌门（Thermotogae）和阴沟单胞菌门（Cloacimonetes）会因高剂量卫可而消失；在属水平，束毛球菌属（Trichococcus）由42%~59%降至12%~30%，消化链球菌属（Peptostreptococcus）、埃希氏-志贺菌属（Escherichia-Shigella）和Macellibacteroides属则显著增加。

• 葡萄枝堆肥腐殖化的微生物养分限制机理探讨

  齐熙平,黄懿梅,贾鹏辉,刘一帆,谢健宇,傅彬欣,李建波

  胞外酶活性及其化学计量变化可以反映微生物的养分限制类型，调理剂添加或超高温预处理可促进好氧堆肥腐殖化效果，为研究其对葡萄枝堆肥养分限制及其调节机制，本研究以葡萄枝+鸡粪（CK）为基本堆肥原料，另设置添加15%（m/m）菇渣组（M）和进行高温预处理组（H）两个处理，在60 L强制曝气好氧发酵罐中进行45 d的堆肥化试验，测定不同阶段堆肥理化指标及参与C、N、P转化的功能酶活性和化学计量比，旨在从微生物养分限制的角度探讨这两种措施对葡萄枝高温堆肥腐殖化的影响机理。结果表明：添加菇渣和高温预处理改变了堆肥基质的特性，加速有机质降解，提升养分含量，并促进了腐殖化。CK、M、H的高温期（>50℃）分别保持了19、15、19 d，均能满足种子发芽指数≥70%，pH值在5.5~8.5之间等腐熟标准指标。堆肥结束时，M和H相比CK分别提升了9.81%、12.44%的TN含量和9.84%、9.04%的TP含量。M和H使堆肥中胡敏酸碳含量在第14~44天分别较CK提升7.64%~37.62%和9.26%~36.96%；第0~7天，M的碱性磷酸酶（AP）、β-1，4-葡萄糖苷酶（BG）、β-1，4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）的酶活性显著高于CK（P<0.05），第14~21天，H的AP、BG、NAG的酶活性显著高于其他两组（P<0.05）。M和H中的微生物受到N和P养分的限制，结构方程模型显示，这两个处理的微生物群落会分泌较多的N和P获取酶来对有机氮和有机磷进行矿化以应对养分限制，提升TN、TP的含量，促进胡敏酸的生成。研究表明，在葡萄枝鸡粪堆肥中添加菇渣以及使用高温预处理可以增强胞外酶活性、提升养分含量，促进胡敏酸的形成。

• 原位发酵床处理干旱寒冷区农村厕所粪污研究

  陈卓帛,李佳彬,李路瑶,刘雪,朱昌雄,罗良国,漆远义,田兰,耿兵

  为研究微生物原位发酵床处理干旱寒冷地区农村厕所粪污的效果，分析了发酵床垫料基本理化性质、营养成分以及微生物数量的变化情况，评价了发酵床垫料的安全性。结果表明，在体积大小约66 L的发酵床中，服务人数为4人·d-1的F6和F7号发酵床垫料最高温度可达51.66℃和50.24℃。发酵床垫料的微生物以细菌为主，其数量在109~1010数量级。不同服务人数的发酵床垫料含水率变化情况不同，但总体呈现先波动上升后下降的趋势。研究表明，试验结束时所有发酵床垫料的pH、总养分含量和有机质含量均符合《有机肥料》（NY/T 525—2021）的相关规定，并且EC值均在2.48 mS·cm-1以下，盐渍化风险较小，F8、F3、F6和F7号发酵床垫料的种子发芽指数在80%以上，达到了腐熟的要求。除F1号发酵床垫料外，试验结束时其他发酵床垫料的粪大肠杆菌数和蛔虫卵死亡率均符合《粪便无害化卫生要求》（GB 7959—2012）中的限定值。

• 满江红对含卡马西平与吉非罗齐的生活污水的净化效果

  李胜曙,崔二苹,郑凌云,李松旌,陶甄,胡超,赵志娟,樊向阳

  药品和个人护理品（Pharmaceuticals and personal care products，PPCPs）的环境危害及修复治理日益受到重视，为揭示满江红对含PPCPs生活污水的净化效果，以典型PPCPs吉非罗齐、卡马西平及满江红为供试材料，采用室内模拟培养试验，研究满江红在不同培养时间（1、2、4、8 d）和不同PPCPs初始浓度（0、1、10、100、1 000 μg·L-1）生活污水中的生长状况，以及对常规污染物[氨氮（NH3-N），硝态氮（NO3-N），总磷（TP），化学需氧量（COD）]和PPCPs的去除率。结果表明，随着生活污水中PPCPs初始浓度的增加，满江红相对生长率及其耐受指数呈先增加后降低的趋势，且满江红在100、1 000 μg·L-1 PPCPs处理下生长受到抑制；与对照相比，1、10 μg·L-1 PPCPs处理下满江红对氮、磷的去除效果显著增强（P<0.05），但100、1 000 μg·L-1PPCPs处理下对氮、磷的去除效果显著减弱（P<0.05）；在不同PPCPs初始浓度处理下，满江红对COD去除作用显著，且COD去除率随PPCPs初始浓度的增加而增加；满江红对吉非罗齐和卡马西平去除效果随培养时间的延长而增强，吉非罗齐去除率随PPCPs初始浓度的增加而增加（1 000μg·L-1 PPCPs处理除外），而卡马西平去除率随PPCPs初始浓度的增加而降低。满江红对PPCPs有良好的去除效果，对生活污水中NH3-N以外的常规污染物也有很好的去除能力，可作为含典型PPCPs生活污水的修复治理植物。

• 典型农业流域池塘甲烷浓度及扩散排放特征

  张欣悦,肖启涛,刘臻婧,廖远珊,谢晖,邱银国,齐天赐,徐向华,段洪涛

  为探究农业流域池塘水体CH4动态变化特征，以巢湖北岸典型农业流域——烔炀河流域为研究对象，选取4种不同景观池塘（排污塘、灌溉塘、养殖塘和自然塘），基于为期近1 a的逐月野外调查，探明农业流域不同景观池塘甲烷溶存浓度及其排放特征。结果表明：受人为活动干扰较低的自然塘CH4浓度（[0.41±0.29）μmol·L-1]及其扩散排放通量（[0.54±0.49）mmol·m-2·d-1]相对较低，但农业活动以及生活污水排放等致使流域内养殖塘、排污塘和灌溉塘成为大气CH4的热点排放区域，其扩散排放通量分别是自然塘的6.0、3.0倍和2.2倍。不同景观池塘CH4排放均表现出明显的时间变化，但因受外源碳氮等生源要素累积以及人为活动干扰等影响，其CH4变化特征有所不同。统计分析表明该流域池塘CH4变化总体上受水温、溶解氧和污染负荷（有机质和营养盐等）等因素驱动。综上，烔炀河农村流域池塘水体是大气CH4的显著排放源，年均CH4溶存浓度和扩散排放通量分别为（1.30±0.78）μmol·L-1和（1.64±1.50）mmol·m-2·d-1，其中养殖塘具有较高CH4扩散排放通量，在未来研究中需要重点关注。

• CO2浓度增加和秸秆还田对黑土团聚体有机碳的影响

  岳娅,薛海清,冯茜,苗欢,苗淑杰,乔云发

  为研究土壤团聚体有机碳分布对CO2浓度增加和秸秆还田的响应，本研究以东北黑土区长期CO2增加定位试验平台为依托，设置4个处理，分别为对照（CK）、增加CO2浓度达1 259.72 mg·m-3（EC）、秸秆还田（ST）和增加CO2浓度结合秸秆还田（EC+ST）。结果表明：EC与ST处理对土壤总有机碳含量无显著影响，但EC+ST处理使土壤总有机碳含量提升3.09 g·kg-1（P0.5~1 mm大团聚体占比分别提高14.98个百分点与8.20个百分点，此外，ST处理使≤0.053 mm微团聚体占比减少12.88个百分点，水稳性团聚体数量（R0.25）增加0.14，平均质量直径（dMW）增加0.08 mm，D减少0.11（P1 mm大团聚体占比增加4.07个百分点，dMW增加0.11 mm，土壤团聚体稳定性增加。EC与EC+ST处理较CK处理相比，分别使≤0.053 mm微团聚体土壤有机碳含量提升了0.66 g·kg-1和1.98 g·kg-1；ST处理使>1 mm大团聚体土壤有机碳含量提高0.55 g·kg-1，>0.25~0.5 mm大团聚体有机碳含量降低1.13 g·kg-1；EC+ST处理使>1 mm大团聚体土壤有机碳含量减少3.05 g·kg-1（P0.5~1 mm大团聚体有机碳贡献率增加14.35个百分点，EC+ST处理使>1 mm大团聚体和>0.5~1 mm大团聚体有机碳贡献率分别增加3.25个和6.74个百分点，>0.053~0.25 mm微团聚体有机碳贡献率降低5.82个百分点。研究表明，秸秆还田可以弥补CO2浓度增加导致的土壤总有机碳含量下降与团聚体结构变差的不利结果。虽然秸秆还田时其本身矿化会向大气中释放CO2，但是在未来大气CO2浓度增加的背景下，秸秆还田是提高黑土有机碳含量的潜在有效措施，值得在东北黑土区推广，且需要进一步探究其释放到大气中的CO2对温室效应的影响。