农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2023年第6期

• 畜禽养殖场气载抗性基因污染特征与技术挑战

  王灿,张媛,宋璐

  抗生素在畜禽养殖行业的广泛使用导致大量耐药菌的出现，进而加速了抗生素抗性基因（ARGs）在养殖场环境中的传播扩散。气溶胶作为ARGs的储存库，由于具有较高的潜在风险而成为环境健康中的热点问题。国内外专家针对畜禽养殖场中气载ARGs的分布特征与传播转移机制展开了一系列研究。本文综述了近年畜禽养殖场气载ARGs的研究进展，分析了国内外典型养殖场空气中ARGs的归趋特性，阐明了气载ARGs的传播转移机制，并探讨了这一环境污染对人体健康的潜在风险，以期为今后畜禽养殖工作及ARGs的健康风险管控提供参考。

• 大气CO2浓度上升与增温对双季稻籽粒铁、锌和植酸含量及累积量的影响

  李敏,贾羽旋,夏新月,王斌,宋春燕,朱波,石生伟

  为揭示未来气候变化趋势对稻谷Fe、Zn含量和积累量的影响，本研究利用开顶式气室（Open Top Chamber，OTC）系统模拟大气CO2浓度上升（EC处理，+100 μL·L-1）和增温（ET处理，+1.5℃）以及二者相互作用（ETEC处理，+1.5℃，+100 μL·L-1）的气候变化情景，对江汉平原2017—2019年双季稻籽粒Fe、Zn以及植酸含量进行持续3 a的大田试验观测。结果表明：双季稻籽粒Fe和Zn含量对大气CO2浓度上升与增温的响应存在较大的年际间差异，其中对大气CO2浓度上升的响应较增温更为敏感。与对照（CK）相比，EC处理显著降低2018年晚稻籽粒Fe含量（-13.41%，P<0.05），显著增加2019年早稻和晚稻籽粒Fe含量（+29.70%和+27.95%，P<0.05）； ET处理显著降低2018年早稻籽粒Zn含量（-13.49%，P<0.05）。就3 a观测平均值而言，EC处理显著降低早稻籽粒Zn含量（-8.28%，P<0.05），而ETEC处理显著降低晚稻籽粒Zn含量（-10.91%，P<0.05）。本研究发现CO2浓度上升与增温叠加作用效果有别于各单因子影响，尤其对高温干旱年份晚稻籽粒Zn含量的降低具有显著的正协同效应。本研究预测未来气候变化可能增加稻米食用人口出现“隐性饥饿”的风险。

• 淹水条件下叶面喷施硒与海泡石联合降低水稻吸收砷镉的风险

  李增飞,廖国健,石圣杰,林晓军,陆芳焘,刘喜德,黄驰超,兰加永,范稚莲,冯人伟

  硒（Se）能抑制水稻对镉（Cd）和砷（As）的吸收，但针对Se应用风险的研究还较为缺乏。为探究Se在降低重（类）金属吸收实际应用过程中尤其是南方多雨条件下的适用性，本研究采用全生育期淹水的农艺措施，利用根施海泡石30 mg·kg-1(SP30）和50mg·kg-1(SP50），并配合叶面喷施Se肥（Na2SeO3） 1 mg·L-1(Se1）和5 mg·L-1(Se5），测定根际土壤pH和Eh，水稻籽粒Cd、As、Se、氨基酸的含量以及Se形态等指标，探究Se对水稻生长和重（类）金属吸收的影响。结果表明：与CK处理相比，单独叶面喷施Se和单独根施海泡石处理均在一定程度上对水稻产生了不利影响，同时还一定程度上促进了籽粒中Cd或As的富集。与SP30处理相比，额外添加Se显著增加了株高（Se5SP30处理）、200粒质量（Se5SP30处理）、结实率、籽粒中Cd的含量和部分氨基酸含量，但降低了籽粒中Mg（Se5SP30处理）、Ca、Mn （Se5SP30处理）和Fe的含量。与SP50处理相比，额外添加Se显著降低了茎鲜质量、产量（Se5SP50处理）、籽粒中Mg （Se5SP50处理）、Ca （Se5SP50处理）、Fe、Zn和缬氨酸（VAL）（Se1SP50处理）的含量；增加了结实率（Se5SP50处理）和籽粒中精氨酸、色氨酸的含量，未显著影响籽粒中As和Cd含量。研究表明，全生育期淹水条件，施用Se和海泡石会增加As和Cd在水稻籽粒中富集的风险。因此，在利用Se和海泡石降低水稻籽粒中的As、Cd含量时，需要注意土壤水分的管理。

• 水分管理对水稻灌浆期镉伤流强度和转移的影响

  褚军杰,马进川,邹平,王强,陈照明,叶静,马军伟

  为明确水稻关键生育期水分管理对籽粒Cd积累的影响，揭示Cd污染稻田水分管理降低籽粒Cd积累的部分机制，本研究以Cd轻度污染水稻土和甬优538水稻为研究对象，采用盆栽试验，共设3种水分管理模式：分蘖末期至成熟期湿润灌溉（T1），分蘖末期湿润灌溉-灌浆期至成熟期淹水（T2），分蘖末期至成熟期淹水（T3），探究不同水分管理方式下的水稻产量、灌浆期各器官Cd含量、各器官Cd积累量和Cd伤流强度的动态变化情况，分析水稻Cd吸收转移及籽粒Cd积累规律。结果表明： T2处理能显著降低水稻茎、叶、糙米的Cd含量和积累量，该处理水稻茎、叶、糙米Cd含量较T1分别降低51.5%~61.9%、12.8%~53.7%、31.8%~50.1%，第35天收获时，Cd积累量较T1处理分别降低37.4%、28.3%、36.2%。灌浆开始至第21天是籽粒Cd积累的高峰期，该时期T1、T2、T3处理糙米Cd积累贡献率分别为78.0%、77.2%、72.4%。灌浆期开始至第14天是Cd由根系向地上部运输的关键时期且淹水处理Cd伤流强度明显降低。第14天时，T1、T2处理Cd伤流强度分别是第21天的2.60、3.45倍，T2、T3处理较T1处理分别下降68.6%、92.7%。相关性分析表明，水稻籽粒Cd的积累与水稻茎Cd含量密切相关。灌浆期淹水处理水稻茎Cd含量的减少可能是籽粒Cd积累量下降的主要原因之一。淹水管理能实现Cd污染稻田水稻的安全生产，尤其以灌浆期淹水在水资源高效利用方面适应性更强，既符合稻田农事习惯，又减少了水资源的制约。

• 增温对不同土壤上冬小麦保护酶活性的影响

  金丽惠,冯茜,潘仕球,苗淑杰,乔云发

  为探究全球气候变暖背景下冬小麦生长发育情况，通过全生育期增温，研究温度升高对冬小麦叶片保护酶活性和产量的影响。2021年11月，在南京信息工程大学农业气象试验站进行框栽试验，以常温为对照（CK），以开放式增温装置模拟大气增温1.5℃（eT）条件，以在南移的黑龙江黑土、北移的海南砖红壤和江苏南京黄棕壤上生长的冬小麦为研究材料，以成熟期小麦株高、单穗粒数、千粒质量等指标体现生长量的变化，以拔节期和开花期冬小麦叶片的叶绿素（SPAD）和丙二醛（MDA）含量，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性等指标表征保护酶系统的变化。结果表明：全生育期增温使生长在黄棕壤、黑土和砖红壤上的小麦叶绿素含量分别显著减少了9.51%、19.03%和4.60%，使开花期MDA含量分别显著增加了10.59%、14.83%和13.72%，说明增温通过影响光合作用和膜脂过氧化衰减了叶片功能使开花期叶片SOD、POD和CAT活性显著升高，这表明冬小麦叶片在增温条件下仍保持了较高的抗氧化能力。相关性分析表明，开花期MDA含量、POD活性与产量指标呈显著负相关（P<0.05）。此外，全生育期增温显著降低了生长在黄棕壤和黑土上冬小麦的株高、单穗粒数和千粒质量，最终导致产量分别减少33.86%和16.53%，然而黑土上生长的冬小麦各参数对增温的响应程度低于黄棕壤。增温导致砖红壤上生长的冬小麦千粒质量有所降低，但是最终产量未达到5%的显著差异。综合而言，增温能通过降低光合作用、提升膜脂过氧化水平导致冬小麦生长减缓，且这种减缓作用在黑龙江黑土冬小麦上的效应较弱，但对黄棕壤上的冬小麦影响较大。

• 山东偏酸性棕壤区小麦镉低累积品种筛选

  井永苹,聂岩,李彦,康馨,黄现民,赵瑞君,仲子文

  为筛选出适宜于山东偏酸性棕壤Cd污染风险区种植的低累积小麦品种，从当地小麦栽培品种中选出20个作为研究对象，采用田间小区试验对20个小麦品种籽粒Cd积累差异进行研究。结果表明： 20个品种的小麦籽粒中Cd含量范围为0.013~0.116 mg·kg-1，各品种间富集系数和转运系数差异显著，富集系数最大值是最小值的9倍多，不同部位的转移系数最大值是最小值的2~5倍；综合聚类分析、富集系数、转运系数等指标，初步筛选出在试验条件下表现出低累积特性的3个小麦品种（烟农745、济麦55、济糯116），小麦产量指标结果显示其中2个品种的产量高于平均产量，结合健康风险评价指标最终确定出2个产量较高的Cd低累积小麦品种（烟农745、济麦55）；但是对于筛选出的小麦Cd低累积品种的稳定性及其关键影响因素仍需进一步研究和验证。

• 不同叶面阻控剂对玉米Cd、Pb积累与转运差异研究

  刘奇,王晟,赵炫越,陈文,包立,张乃明

  为探究不同类型叶面阻控剂对玉米吸收Cd、Pb的阻控效果，实现重金属污染耕地农作物的安全生产，以“华兴单88”为供试玉米，采用田间试验方法，设置8个处理：对照（CK）、YZ-1、YZ-2、YZ-3、YZ-4、降镉灵（JGL）、喷喷富（PPF）和万物生（WWS），研究不同处理玉米生物性状和各部位Cd、Pb富集及转运系数的差异性。结果表明： 7种叶面阻控剂处理下，产量相较CK提高了4.8%~30.4%，增产能力表现为WWSWWS>PPF>YZ-4>YZ-3>JGL>YZ-2>YZ-1；供试玉米各部位Cd、Pb转运系数均表现为根部-茎部JGL>YZ-3>YZ-4>PPF>WWS。本试验条件下，YZ-3作为增产效果最好的叶面阻控剂，建议在Cd轻中度污染的玉米产区推广使用； YZ-1作为Cd、Pb阻控效果最好且成本最低的叶面阻控剂，建议在Cd重度污染的玉米主产区推广使用。

• 纳米塑料与盐胁迫对菠菜种子和幼苗的毒性效应

  郭琳琳,刘盼,王晶晶,谌柄旭

  为探究纳米塑料与盐胁迫对蔬菜作物的影响，选取菠菜（Spinacia oleracea L.）作为受试植物，研究粒径为100 nm的聚苯乙烯纳米塑料（PSNPs，200、400、800、1 600 mg·L-1）和NaCl （50、100、150、200 mmol·L-1）单一以及二者复合对种子萌发和幼苗生长特性的影响。结果表明：与空白对照组相比，单一PSNPs胁迫（>200 mg·L-1）显著降低菠菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数，单一PSNPs胁迫（>400 mg·L-1）还显著抑制菠菜幼苗超氧化物歧化酶（SOD）的活性，显著提高可溶性蛋白的含量，而对过氧化物酶（POD）的活性以及叶绿素含量的影响表现为“低促高抑”的作用规律。与NaCl单独胁迫相比，低浓度（200 mg·L-1）和高浓度（800 mg·L-1）的PSNPs与NaCl复合污染均进一步降低了菠菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数，加剧了对种子萌发的抑制作用。相比于NaCl单独胁迫，PSNPs-NaCl复合污染对菠菜幼苗的影响主要表现为不同浓度的PSNPs与NaCl复合会进一步显著降低POD的活性，而提高可溶性蛋白的含量，低浓度（200 mg·L-1） PSNPs与NaCl复合显著抑制SOD的活性，而高浓度（800mg·L-1） PSNPs与NaCl复合显著提高SOD的活性。研究表明，PSNPs对菠菜的种子和幼苗存在明显的毒性效应，并会加剧盐胁迫对菠菜的影响，毒性作用主要涉及种子的萌发、幼苗的可溶性蛋白、叶绿素以及抗氧化系统。

• 不同镉耐受性香菇子实体对镉胁迫的生理响应

  翟丹丹,闫苗苗,姜宁,李巧珍,尚晓冬,谭琦,李玉,于海龙

  为进一步解析镉胁迫对不同镉耐受性香菇菌株生长发育的影响，明确镉胁迫下香菇子实体不同发育阶段生理变化规律，以不同镉耐受性香菇菌株为材料，通过外源添加镉的方式探究两个菌株不同发育阶段子实体中镉含量、丙二醛（MDA）含量、可溶性蛋白含量的变化规律。结果表明：镉胁迫对两个菌株子实体农艺性状和产量都产生影响，但不同镉耐受性菌株受影响的农艺性状和受影响程度不同。菌株4606受到镉胁迫后的菌盖直径、菌盖厚度显著降低，其余农艺性状未受到显著影响；菌株4625受到镉胁迫后的单棒子实体个数、单棒产量显著降低，单菇质量、菌盖质量极显著升高，其余农艺性状未受到显著影响。两个菌株不同生长发育阶段单位干质量子实体中镉含量均有随着生长发育时间的延长而显著降低的趋势。受到镉胁迫后菌株4606的MDA含量在生长期显著升高，成熟期显著下降，开伞期极显著降低；菌株4625受到镉胁迫后开伞期的MDA含量显著降低，其余阶段未受到显著影响。菌株4606对照组与镉胁迫处理组的可溶性蛋白含量均随生长时间延长显著降低，菌株4625对照组与镉胁迫处理组的可溶性蛋白含量均随生长时间延长先显著升高后显著降低；镉胁迫导致菌株4606开伞期的可溶性蛋白含量显著降低，而菌株4625在原基期、生长期、开伞期的蛋白含量均极显著升高。综上，不同镉耐受性香菇菌株子实体对镉胁迫的生理响应存在一定差异，因此，在香菇生产上应选取低镉吸收品种进行农业生产。

• 我国耕地土壤重金属输入输出平衡变化分析

  刘子青,刘菁,刘寒冰,樊飞跃,苏春利,孙在金,师华定,梁家辉

  为研究我国耕地土壤重金属输入输出平衡现状，本研究根据2015—2020年公开发表的文献和统计数据，建立了我国耕地土壤重金属的输入输出清单，并与2006—2015年的清单进行对比分析。研究结果表明，与2006—2015年相比，2015—2020年大气沉降对我国耕地土壤8种重金属（Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni）的输入量降低了15.8%~65.4%，灌溉水对Hg的输入量增加了86.8%，化肥对Zn的输入量增加了5.9%，畜禽粪便对Cu、Zn、Ni的输入量分别增加了19.4%、64.7%、6.6%，市政污泥对As和Cr的输入量分别增加了22.8%和3.5%。我国耕地土壤Cd、Hg、As、Pb、Cr和Ni的净输入量分别下降了28.0%、54.1%、43.7%、47.8%、60.7%和48.4%，对大气污染物排放和废水排放的严格管控、对化肥生产工艺和污泥净化工艺的优化、农作物产量的增加是造成重金属净输入量降低的主要原因； Cu和Zn的净输入量分别略微增加了2.4%和7.2%，主要原因是《饲料卫生标准》和《肥料中有毒有害物质的限量要求》缺少对Cu、Zn含量的限制。总体来看，我国当前耕地土壤重金属的输入量大于输出量，重金属呈累积状态，但累积量呈下降趋势。

• 胶体态及溶解态有机质对土壤镉吸附的影响

  梁韵,侯孟彬,张维,王星敏

  为研究外源细颗粒态有机质对土壤重金属吸附特征的影响，以紫色土坡耕地、冬水田和水旱轮作田土壤为对象，通过吸附动力学试验和等温吸附试验，探索猪粪源胶体态有机质（COM，10~0.45 μm）和溶解态有机质（DOM，0.90），Langmuir模型能更好地拟合Cd的等温吸附（R2>0.95），供试土壤对Cd的吸附均为强烈的非线性（Freundlich模型非线性指数冬水田>坡耕地，Cd吸附强度与土壤pH、有机质和粉粒含量正相关。猪粪源DOM比COM更能抑制土壤Cd的吸附，且二者均对水旱轮作田土壤吸附Cd的影响最明显。猪粪源COM和DOM初始添加浓度（0~100 mg·L-1，以C计）对土壤Cd吸附量的影响呈现较快（<30 mg·L-1，以C计）降低和平稳非显著增加的特征。对于重金属污染的耕地土壤，在施用外源有机肥时，应同时注重外源DOM和COM对土壤中重金属的潜在活化效应，尤其是降雨径流中重金属的动态变化。

• 谷田土壤中细菌群落对铬胁迫的响应特征

  景秀清,赵鹏宇,白雪,邓宁,赵晓东,吴丽华,仪慧兰

  为探究谷田土壤中细菌群落对铬（Cr）胁迫的响应特征，以种植‘晋谷21号’谷子（Setaria italica）的土壤为试验材料，通过Illumina MiSeq高通量测序技术，分析Cr（1 mmol·L-1 Cr6+）胁迫前（CK组）及胁迫后6 h（Cr_6h）与6 d（Cr_6d）的谷田土壤中细菌群落的组成及多样性、群落构建机制及KEGG代谢通路活性的变化。结果表明： Cr胁迫后不同时间节点，谷田土壤中细菌群落在门水平和属水平的优势菌比例差异显著； α多样性呈阶段性变化特征，其中Shannon指数在Cr_6h下降，在Cr_6d上升（CK为6.07、Cr_6h为5.92、Cr_6d为6.04），Simpson指数变化趋势则相反（CK为0.006 8、Cr_6h为0.007 8、Cr_6d为0.006 8）。Cr胁迫后细菌群落的beta NTI值持续降低（CK、Cr_6h、Cr_6d分别为-2.68、-2.11、-1.91），群落构建在CK和Cr_6h阶段由确定过程驱动（|beta NTI|>2），而在Cr_6d阶段主要由随机过程驱动（|beta NTI|<2）；边数量和平均度显著下降，平均路径长度持续显著上升，同一模块中的细菌群落以正相关为主。研究表明，Cr胁迫显著影响了谷田土壤中的细菌群落。随着Cr胁迫时间的延长，细菌群落构建由确定过程驱动逐渐转变为由随机过程驱动；细菌的共生网络规模变小，菌群间响应速度变慢，且以共生关系为主导。

• 膨润土中硫酸盐还原菌对As和N的还原作用

  蒙薪赟,赵嘉,刘璟

  通过微宇宙实验，探究厌氧条件下不同硫酸盐还原菌（Desulfovibrio vlugaris Miyazaki，SRB）活性、外源氮添加量和有机物对膨润土固-液体系中砷（As）和氮（N）形态及浓度的影响，以及二者间的联系。结果表明：与超纯水环境相比，在适宜SRB生长的标准培养液中，As （Ⅴ）从第0天就开始还原成As （Ⅲ），在第7天时As （Ⅲ）达到1 947 μg·L-1，明显高于超纯水环境中的As （Ⅲ）浓度（1 341 μg·L-1）。同时，生物还原作用下3种不同细菌生长环境中的NO2-和NH4+都有升高的趋势。在没有外源N添加的控制组，几乎检测不到As （Ⅲ），而在低氮和高氮两种N水平的实验组中，As （Ⅲ）浓度分别高达427 μg·L-1和1 341 μg·L-1，成铵作用和反硝化作用随着N源的输入也变得明显。高低两种水平乙酸钠的添加极大地提高了As （Ⅴ）的还原量，得到的平均As （Ⅲ）浓度分别为控制组的2.0倍和2.5倍。但腐植酸的加入使得As（Ⅴ）还原量减少。进一步实验探究NO2-和As（Ⅲ）的关系，其实验结果显示：亚硝酸钠直接加入As （Ⅴ）溶液共存体系后，可在5 h内将As （Ⅲ）的浓度由低于检测范围提高至14.6 μg·L-1，因此NO2-可以作为反应中的电子供体，直接参与As （Ⅴ）还原反应。

• 高新沙水库土壤重金属分布特征及环境风险

  茹卫东,黄俣轩,王元成,莫建成,汤家源,党志,黄飞

  为探究拟建高新沙水库库区土壤重金属空间分布特征及其潜在生态风险，本研究通过对库区4层土壤（0~50、50~100、100~200、200~300 cm）中8种重金属（Cu、Zn、Cd、Pb、Ni、Cr、Hg、As）含量的测定，利用ArcGIS技术分析了重金属元素的空间分布特征，并采用单因子指数法和潜在生态危害指数法评价了库区土壤重金属的潜在生态风险。结果表明： As在各层土壤中轻微超出土壤环境标准筛选值（GB 15618—2018），超标范围为4.17%~35.71%，但最大超标倍数仅为0.39倍； Cu在前两层土壤中轻微超标，超标率分别是47.92%（0~50 cm）和11.63%（50~100 cm），在后两层土壤中均未超标； Cd、Pb和Hg在极个别点位轻微超标，Zn、Ni和Cr均未发现超标现象。土壤中Cu、Zn、Pb、Ni、Cr和As 6种重金属的单项潜在生态危害指数（Eri）值均远小于40，而且库区94.12%的土壤综合生态风险指数（RI）值小于150，这表明库区土壤重金属总体生态风险处于安全级别。对比广东现行的大部分水库重金属含量发现，除了As含量略高于部分现行水库含量外，高新沙水库土壤中其余7种重金属含量低于或接近现行水库水平。研究表明，研究区域土壤重金属总体潜在生态风险极低，可作为水库建设用地。

• 古菌群落视角评估某退役铀尾矿库的治理效果

  伊英达,陈恒雷,冯光文

  为了尝试从微生态－古菌群落视角，评估中国西北某铀尾矿库退役治理效果，本研究在前期尾矿库表层覆土0~5 cm和5~15 cm两个垂向剖面放射性核素、重金属/类金属分布特征研究的基础上，通过16S rRNA基因扩增子测序技术对土壤古菌群落进行测序分析，采用生物信息学方法研究铀尾矿库及毗邻区域土壤古菌群落特征及其对环境因子的响应。结果表明：在尾矿库与毗邻区域，尽管土壤中4个优势菌门和3个优势属呈现不均匀分布，但尾矿库内外土壤古菌优势群落结构基本已无显著差异；土壤古菌群落的α多样性（Chao1、ACE和Shannon指数）和β多样性（PCoA）分析显示群落间已不存在差异，群落组成已具有相似性；冗余分析结果表明，土壤pH、TN（总氮）、TOC（总有机碳）、232Th、EC（电导率）是影响优势菌群的主要环境因子，但并未造成库区内外土壤菌群结构的显著改变。尾矿库与毗邻区域的土壤古菌群落已无明显差异，说明尾矿库内外土壤古菌群落并未受到放射性核素、重金属/类金属的显著影响，反映出尾矿库退役治理效果良好。

• 持续污染下洛克沙胂在土柱中的迁移转化及其风险评估

  杨学磊,赵心怡,刘雅慈

  由于禽畜粪便未做防渗的露天堆积，导致饲料添加剂洛克沙胂（ROX）进入环境从而诱发无机砷污染。本研究通过157 d的一维土柱模拟探究了ROX长期持续污染的前提下，垂向包气带上砷化合物形态和含量的时空变化，并通过高通量测序技术揭示了不同深度的微生物群落结构响应。结果显示，在157 d的ROX持续污染模拟过程中，ROX降解速率很高，显著高于迁移速率，ROX的降解与吸附均发生在土壤浅层（0~10 cm）。ROX降解产物主要为As（Ⅴ）和As（Ⅲ），其中As（Ⅴ）含量明显高于As（Ⅲ）含量，砷化合物均主要聚集在0~40 cm深度，土壤中砷化合物含量显著高于土壤溶液中的含量，土壤对砷化合物的固定能力很强，砷化合物的迁移速度十分缓慢，157 d最大迁移深度为40 cm。由此可见，土壤一旦被砷污染，其长期危害难以消除。表层土壤中微生物群落结构与其他深度显著不同，结合RDA与PERMANOVA分析证明深度和ROX含量是控制不同深度土壤中微生物群落多样性的主要影响因素。通过健康风险评估得知，表层土壤中ROX持续污染会诱发较大的砷致癌风险。因此，建议全面执行我国禁止使用ROX的规定，在仍然允许使用ROX的国家和地区，要加强对禽畜废弃物的规范处理，避免长期在未防渗的地面上露天堆积。

• 内蒙古河套灌区主要作物农田氮素平衡及潜在污染状况分析

  赵巴音那木拉,路战远,李斐,红梅,杨海波,德海山,包明哲

  为从氮素平衡的角度研究河套灌区氮素潜在污染风险，本文以河套灌区主要种植作物玉米和向日葵为研究对象，分析了传统种植模式下玉米和向日葵收获期农田土壤无机氮残留现状，并从氮素平衡角度利用氮素盈余、氮素潜在损失对玉米和向日葵种植的环境污染风险进行了分析。结果表明：河套灌区农田土壤残留无机氮随着施氮量的增加而增加，玉米田和向日葵田0~90 cm土壤无机氮（以N计）平均残留量分别为66.11 kg·hm-2和45.53 kg·hm-2。灌区中部的五原县玉米田土壤无机氮残留量最高，可达336.93 kg·hm-2，向日葵田以东部乌拉特前旗最高，残留量达273.66 kg·hm-2。玉米田和向日葵田平均氮素年输入总量分别为514.81 kg·hm-2和314.73 kg·hm-2，以化肥氮为主，占总氮素输入的85%以上。氮素输出主要是作物吸收带走，玉米和向日葵平均氮素年输出总量为362.10 kg·hm-2和209.65 kg·hm-2。过高的氮素输入导致玉米和向日葵年平均氮素盈余分别高达235.71 kg·hm-2和168.08 kg·hm-2，并伴随着每年169.60 kg·hm-2和122.55 kg·hm-2潜在损失的氮素。通过氮素平衡的综合分析得出，内蒙古河套灌区保持现有产量水平的玉米氮肥推荐用量约为280 kg·hm-2，向日葵为150 kg·hm-2，与目前河套灌区玉米和向日葵氮肥投入相比，分别节约198 kg·hm-2和128 kg·hm-2，同时该施用量也可以显著降低潜在损失的氮，降低环境压力。

• 人工湿地基质对磺胺甲恶唑和六价铬复合污染的吸附性能

  李国婉,黄柱坚,黎华寿,邱建贺,崔理华

  为探明能够协同吸附磺胺甲恶唑（Sulfamethoxazole，SMZ）和六价铬[Cr（Ⅵ）]的人工湿地基质种类，以蛭石、沸石、河砂、泥炭、水稻土、高炉渣、硅藻土、火山岩、钾长石和砾石10种基质作为吸附剂，采用批次吸附试验，研究SMZ和Cr （Ⅵ）单吸附和共吸附的吸附动力学、吸附等温线和pH响应变化。结果表明：准二级动力学模型能更好地描述SMZ和Cr （Ⅵ）在基质上的吸附过程（R2≥0.993），同时伴随体积扩散、大孔扩散和微孔扩散三个阶段（Ci>0），SMZ和Cr（Ⅵ）互相削弱了彼此的体积扩散和大孔扩散（P>0.05），降低Cr（Ⅵ）吸附量从0.51~0.97 mg·g-1至0.48~0.49 mg·g-1，但增加SMZ吸附量从0.35~0.54 mg·g-1至0.45~0.51 mg·g-1，SMZ和Cr （Ⅵ）以水稻土和火山岩动力学聚类变化较大。Freundlich模型能更好地描述SMZ和Cr （Ⅵ）（R2≥0.839）在各基质上的吸附行为，Cr （Ⅵ）对SMZ吸附以促进作用为主，SMZ对Cr （Ⅵ）吸附的影响因基质不同而存在差异，其中SMZ和Cr （Ⅵ）互相促进彼此在钾长石、高炉渣、火山岩、砾石的吸附容量，分别提升10%、10%、21%、25%和166%、71%、104%和658%，吸附等温线聚类变化较大。SMZ和Cr（Ⅵ）在各基质上的吸附量随pH递增而递减，酸性pH下泥炭和火山岩对SMZ和Cr（Ⅵ）的吸附量均高于其他基质，pH响应聚类变化较大。研究表明，钾长石、高炉渣、火山岩、砾石和泥炭有利于SMZ和Cr（Ⅵ）的协同吸附，是人工湿地控制SMZ和Cr （Ⅵ）复合污染的潜在基质。

• 三级模拟人工湿地对镉钨复合污染废水净化研究

  伍德,张威宇,刘玉玲,姚俊帆,张朴心,彭鸥,铁柏清

  为探究水培条件下，模拟人工湿地对镉（Cd）、钨（W）复合污染废水的净化效果及机理，本研究通过预实验筛选出的三种常见水生植物：再力花（Thalia dealbata Fraser）、旱伞草（Cyperus alternifolius L.）、铜钱草（Hydrocotyle vulgaris L.）搭建水培模式的三级模拟人工湿地，设3个处理，分别为单独种植处理（T1）、两两搭配种植处理（T2）、3种搭配种植处理（T3），对初始浓度为25 μg·L-1Cd、75 μg·L-1W的复合废水进行动态试验的研究。结果显示： T1、T2、T3三级模拟人工湿地的平均出水Cd浓度分别为3.30、3.20、2.75 μg·L-1，平均去除率分别为87.01%、87.41%、89.18%；平均出水W浓度分别为24.02、20.14、26.75 μg·L-1，平均去除率分别为68.24%、73.36%、64.62%，模拟人工湿地系统对Cd、W复合废水净化效果良好。T3处理共输入Cd约375 mg，系统截留333.75mg，其中植物富集截留102.66 mg，沉积物吸附截留231.09 mg；输入W约1 125 mg，系统截留723.75 mg，其中植物富集截留375.02mg，沉积物吸附截留348.73 mg。3种植物对Cd和W的富集效果良好，同种植物富集浓度沿出水方向降低，即第一级湿地＞第二级湿地>第三级湿地。沉积物在系统中对两种重金属都有较大的吸附量，通过SEM电镜扫描其形态以及FTIR红外光谱图分析得知沉积物表面存在大量凹凸不平的吸附位点，存在主要吸附官能团：—OH、—COOH、C＝C、C—O—C，揭示了沉积物对Cd、W吸附的部分机理。三级模拟人工湿地对废水中Cd、W净化效果良好，可以为钨矿区污染灌溉水中Cd、W的净化提供技术支撑。

• 含ACC脱氨酶的植物促生菌对荷花耐镉性及镉富集的影响

  江婷,李泽鑫,胡途,徐迎春,金奇江,王彦杰

  为研究含ACC脱氨酶的植物促生菌（PGPB）对改善荷花耐Cd性及植物修复效率的作用，以观赏荷花品种“秣陵秋色”（Nelumbo nucifera ‘Molingqiuse’）为材料，通过盆栽试验探讨了Cd胁迫条件下，接种含ACC脱氨酶的PGPB （Pantoea vagans So23和Pseudomonas veronii E02）对荷花的生长、生理代谢及Cd吸收积累能力的影响。结果显示：接种So23和E02能够有效缓解Cd胁迫对荷花生长的抑制作用，使得株高、叶面积及立叶数与未接菌Cd处理相比均有不同程度的增加，叶片中丙二醛含量分别降低38.39%和31.21%，抗坏血酸含量分别升高54.85%和36.64%。接种So23和E02显著改变了Cd在荷花不同器官间的分配模式，能够通过限制Cd从地下部向地上部叶片的转移来抵抗Cd胁迫；此外，接种So23能明显增强荷花对底泥中Cd的富集，使底泥中Cd含量下降56.47%，改善了底泥环境。研究表明，接种So23和E02在一定程度上能够通过提高抗氧化剂含量增强荷花对Cd胁迫的耐受性，同时改变荷花对Cd的转运及富集能力。

• 猪粪、鸡粪经黑水虻转化后碳、氮及微生物变化

  马叶,吴楠,王小波,梁嘉琪,徐晓燕

  为研究畜禽粪便经黑水虻转化前后碳、氮和微生物群落结构的变化，利用7日龄黑水虻幼虫转化猪粪和鸡粪，进行转化前后碳、氮相关指标测定和Illumina高通量测序。结果表明：黑水虻对猪粪和鸡粪的转化率分别为8.36%和10.42%，猪粪转化后有机碳和C/N分别升高了5.86%和47.64%，鸡粪转化后有机碳和C/N分别下降了11.67%和4.68%，两者的溶解性有机碳、全氮、硝态氮和铵态氮含量显著降低。黑水虻转化后，猪粪和鸡粪中分别有18.93%和10.49%的碳及31.42%和32.58%的氮被幼虫吸收利用，74.83%和57.43%的碳及43.71%和60.25%的氮保留在虫粪中。相比转化前的畜禽粪便，虫粪的微生物群落结构发生了显著变化，细菌丰富度和多样性均明显增加，其中厚壁菌门、变形菌门和放线菌门是猪粪、鸡粪和两组虫粪的优势菌门。黑水虻转化后，粪便中的细菌群落结构向着降解蛋白质和脂肪方向演变，鸡粪源虫粪中分解纤维素的菌群丰度高于新鲜鸡粪，且主要来自于厚壁菌门，猪粪源虫粪中分解纤维素的厚壁菌门丰度下降，但放线菌门中木质素降解菌丰度上升。PICRUSt功能预测分析显示两组虫粪中ABC转运蛋白、氨基酸生物合成和碳代谢功能基因丰度最高，且鸡粪源虫粪中的代谢基因丰度要高于猪粪源虫粪。研究表明，黑水虻幼虫对鸡粪的转化效率高于猪粪，转化后猪粪、鸡粪中碳、氮大部分转入虫粪，部分转入虫体，部分损失，其中鸡粪中的碳损失高于猪粪，而猪粪氮损失高于鸡粪。猪粪转化后有机碳和C/N提高，鸡粪转化后有机碳和C/N降低，而两者的溶解性有机碳、全氮、硝态氮和铵态氮含量都降低。黑水虻转化显著改变了猪粪和鸡粪的微生物群落结构，增加了有机物降解菌的丰度，增强了粪便中微生物的碳、氮代谢。

• 四环素和土霉素对羊粪好氧堆肥过程的影响

  温增欣,索全义,万宇宸,王艳红

  为研究不同四环素类抗生素对畜禽粪污堆肥化学性质及酶学指标的影响，本试验共设置3个处理，即CK （不添加抗生素，纯羊粪）、TC（添加含10 mg·kg-1四环素的羊粪）和OC（添加含10 mg·kg-1土霉素的羊粪），并将不同处理的羊厩肥进行好氧堆肥处理（使用玉米秸秆调节C/N约为30）。结果表明： TC和OC处理堆体高温期持续时间缩短，与CK相比，TC处理堆体总积温显著降低49.3℃（P<0.05）。抗生素的添加使堆体pH、电导率与有机质分解速率受到一定程度影响。TC与OC处理使堆体过氧化氢酶活性显著降低0.24 mg·g-1·min-1和0.13 mg·g-1·min-1，脲酶活性显著增加17.38 mg·g-1·d-1和20.94 mg·g-1·d-1。研究表明，四环素类抗生素改变了堆肥过程中的化学性质和酶学指标，且不同种类抗生素影响的程度有差异，因此在堆肥发酵过程中要充分考虑这种影响，合理控制发酵条件，保证堆肥发酵的腐熟度。

• 纳米碳溶胶配施尿素对土壤N2O排放的影响

  纪程,孙玉香,孟圆,徐聪,汪吉东,张永春

  为研究纳米碳材料对土壤N2O排放的影响，选用纳米碳溶胶（一种纳米级材料，利用电解石墨制备而成）作为供试材料，以未经秸秆还田改良（秸秆离田）和秸秆还田改良的潮土为供试土壤，通过培养试验探讨纳米碳溶胶对潮土N2O排放的影响，培养条件为25℃和80%田间持水量。结果表明：施氮条件下，添加纳米碳溶胶显著增加了秸秆离田土壤N2O排放，但显著降低了秸秆还田土壤N2O排放，减排效率达63%。纳米碳溶胶显著提高了两种处理土壤的硝化潜势（PNR），但降低了秸秆还田土壤反硝化潜势（PDR）。然而，秸秆离田土壤PDR对纳米碳溶胶无显著响应。纳米碳溶胶通过促进秸秆离田土壤的硝化作用提高N2O排放。对于秸秆还田土壤，纳米碳溶胶减排N2O的机理可能是土壤可溶性有机碳含量的增加一方面激发了土壤异养微生物对底物无机氮的固持，另一方面促进了土壤彻底反硝化过程。

• 土壤中砷和硒生物有效态的联合提取

  吴梅,赵家宇,刘怡,田兴磊,倪润祥,刘永林

  为了快速、准确和有效地联合提取土壤中生物有效态砷和硒，以减少实验成本和提高实验效率，本研究在长期实验摸索及前人工作基础上，研究0.5 mol·L-1 NaHCO3、0.1 mol·L-1 HCl、0.5 mol·L-1 KH2PO4和0.1 mol·L-1 KH2PO4-K2HPO4 4种浸提剂对土壤中生物有效态砷和硒的联合提取实验效果。4种浸提剂所得浸提液经HNO3和HClO4消煮，用氢化物发生原子荧光光度计（HGAFS）测定浸提液中砷与硒的浓度。土壤总砷和总硒的测定中使用两组土壤标准物质控制，玉米标准物质控制玉米根和玉米籽实验质量，相对标准偏差均小于10%，硒和砷的检测限分别为0.01 μg·L-1和0.05 μg·L-1。结果表明： 0.1 mol·L-1 KH2PO4-K2HPO4和0.5 mol·L-1 NaHCO3提取的土壤生物有效态砷、硒含量与土壤总砷（r=0.788，P<0.01； r=0.794，P<0.01）和总硒（r=0.707，P<0.05； r=0.648，P<0.05）均呈显著性正相关，其余两种浸提剂提取效果较差。植物指标法显示，仅0.1 mol·L-1 KH2PO4-K2HPO4提取的土壤生物有效态砷、硒含量与玉米根砷（r=0.848，P<0.01）和硒（r=0.822，P<0.01）呈极显著正相关。研究表明，0.1 mol·L-1 KH2PO4-K2HPO4作为浸提剂可快速、准确、有效地联合提取土壤中砷和硒的生物有效态。