农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2023年第8期

• 土壤中微塑料和重金属的复合污染：原理及过程

  曹可,刘雪松,苏海磊,王凡凡,季宁宁,沈亚琴,赵文思,魏源

  土壤中的微塑料能够与重金属污染物结合形成复合污染，从而改变单一污染物的环境行为和毒性效应，对土壤生态系统造成严重危害。目前人们对微塑料和重金属的复合毒性效应及其形成原理、污染过程的了解还十分有限，本文综述了土壤环境中微塑料和重金属的复合环境行为，讨论了微塑料对重金属的吸附解吸原理和过程，梳理了土壤环境中微塑料和重金属的迁移和转化，总结了有关二者复合毒性效应的最新研究进展，最后对未来相关工作提出展望，以期为微塑料和重金属的复合毒性研究提供参考。

• 镉胁迫下福美双对小麦幼苗镉积累及生理特征的影响

  高志新,米禄琪,刘烨潼,李泊岩,秦旭,孙约兵

  为探明Cd胁迫下喷施杀菌剂福美双对小麦幼苗Cd积累及生理特征的影响，本研究以常规冬小麦品种为供试作物，采用水培法，在不同浓度Cd胁迫下，于小麦苗期分别喷施高（400倍稀释液）、低（800倍稀释液）两个剂量的福美双制剂，研究福美双对小麦幼苗Cd积累、分布以及抗氧化系统和光合作用等生理特征的影响。结果显示：在Cd积累方面，施用福美双提高了小麦地上部Cd和S的含量，最高增幅分别为73.8%和151.2%。同一Cd浓度胁迫下，随着福美双施用剂量的提高，Cd在小麦亚细胞各器官中的含量增加，在细胞壁中的占比升高，在细胞可溶性组份中的占比减少； Cd由氯化钠提取态向乙醇提取态和水提取态转变。喷施福美双对麦苗地上部鲜质量和根系长度无显著影响。在光合作用方面，Cd胁迫下喷施福美双提高了小麦叶片光合速率、叶绿素a和叶绿素b含量，最高增幅分别为62.7%、36.0%和89.5%。在抗氧化作用方面，Cd胁迫下喷施福美双提高了小麦叶片MDA、H2O2和CAT含量，最高增幅分别为27.1%、123.6%和464.3%； SOD含量下降，最大降幅为20.1%。研究表明，施用福美双促进了小麦幼苗地上部Cd积累，提高了植株的光合作用，但降低了植株的抗氧化能力并加剧了Cd胁迫，高剂量条件下的施药效应更加显著，建议在镉污染麦田防治病害尽量不施用或少施用福美双。

• 聚乙烯微塑料暴露对辣椒生长及产量的影响

  杨国梅,李娟,龙健,廖洪凯,冉泰山,赵雨鑫

  为探讨微塑料对蔬菜作物生长及产量的影响，于2022年4—9月采用室内盆栽实验，研究聚乙烯微塑料（PE-MPs）在不同浓度下（0、50、500、2 500 mg·kg-1）对辣椒（Capsicum annuum L.）不同生长阶段（幼苗期、开花期与结果期）的生长状况、植株养分、光合色素含量与产量的影响。结果表明：幼苗期，PE-MPs增加了辣椒的根长、鲜质量及植株中碳含量，而对株高有抑制作用，在浓度为50 mg·kg-1时亦抑制了光合色素的合成；开花期，PE-MPs对辣椒的根长与碳含量有促进作用，而减少了其株高、鲜质量及磷含量，在浓度为2 500 mg·kg-1时则能促进光合色素的合成；结果期，PE-MPs对辣椒根长、碳含量及叶片类胡萝卜素含量有促进作用，对株高、鲜质量及磷含量有抑制作用； PE-MPs降低了辣椒产量，最多可使每株辣椒减产42.86%。由此可见，PE-MPs对辣椒根长与植株中碳含量有促进作用，但降低了株高与产量，对其生物量未见显著影响，鲜质量、光合色素含量与氮磷含量则与生长阶段和PE-MPs浓度有关。综上，PE-MPs对辣椒生长存在一定的影响，因此，农业生产等活动中应尽量避免微塑料进入土壤环境中。

• 上海地区留鸟麻雀中多溴联苯醚（PBDEs）空间分布特征研究

  黄凯,林匡飞

  为了探明上海地区留鸟麻雀中多溴联苯醚（PBDEs）污染水平、分布模式及其区域性地理分布特征，本研究以上海为典型研究区域，检测了不同功能区域内麻雀肌肉中PBDEs的含量。结果发现，上海麻雀肌肉样品中Σ7PBDEs含量（BDE 28、BDE 47、BDE 99、BDE 100、BDE 153、BDE 154和BDE 183含量之和，以脂质质量计）范围为9.0~83.6 ng·g-1，BDE 209最高含量达292.0 ng·g-1，BDE 209平均含量是Σ7PBDEs平均含量的2倍左右，表明十溴联苯醚（Deca）商业品是上海地区麻雀中PBDEs的主要污染源。上海工业园区和城市中心地区样品中Σ8PBDEs含量（Σ7PBDEs和BDE 209含量之和）显著高于农村地区的麻雀样品，Σ8PBDEs地理空间分布遵从填埋场＞工业园区＞城市中心地区＞城郊结合部＞农村的规律，垃圾填埋场、工业园区是上海区域潜在的PBDEs的释放源。与全国其他地区相比，上海市麻雀中PBDEs含量处于较低水平，上海地区PBDEs的生态风险较小，但垃圾填埋场、工业园区和中心城区的个别麻雀样品PBDEs含量水平较高，其潜在环境风险不容忽视。

• 水铁矿-人工合成类腐植酸复合材料的土壤重金属钝化效果及机制

  孙煜璨,方明智,张冰,刘翼飞,杨婷,陈坦

  水铁矿-天然腐植酸复合材料（FH-NHA）已广泛应用于土壤重金属污染修复，但来源不同的天然腐植酸活性位点存在较大差异，导致钝化效果不可控，限制其实际应用。本文以优化的非生物腐殖化工艺合成了结构性质可控的人工合成类腐植酸（SHLA），并进一步制备了水铁矿-人工合成类腐植酸复合材料（FH-SHLA）。基于土壤模拟实验，结合土壤二乙三胺五乙酸（DTPA）提取态和改进的BCR提取态重金属含量的变化，解析了FH-SHLA施用后的重金属钝化效果和对土壤理化性质的影响，结合扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱等手段揭示了其重金属钝化机制。结果表明： FH-SHLA会显著改变土壤理化性质，土壤pH、阳离子交换容量、电导率和有机碳含量等均有不同程度的提高；施加FH-SHLA培养30 d后，土壤中DTPA提取态Pb、Cd和Zn含量分别降低了65.98%、29.68%和60.89%，降低效果均优于FH和FH-NHA； FH-SHLA显著促进了土壤Pb、Cd和Zn由有效态（酸溶态+可还原态）向稳定态（可氧化态+残渣态）转变，钝化效果优于FH和FH-NHA；结合强度系数和钝化效率明显提高，迁移系数和生态风险指数明显降低，FH-SHLA有效降低了重金属污染土壤生态风险。FH-SHLA的土壤重金属钝化机制包括表面络合、沉淀作用和阳离子-π作用。水铁矿-人工合成类腐植酸复合材料在重金属污染土壤修复领域具有很好的应用潜力。

• 不同微塑料对水稻土性质、镉有效性及其形态的影响

  胡榆杰,伍钧,杨刚,徐敏

  土壤中重金属与微塑料（MPs）复合污染越来越普遍，然而关于MPs对土壤中重金属的有效性和形态的影响及其机制尚不清楚。本文以镉（Cd）污染水稻土为研究对象，通过土培试验探究不同MPs类型[聚乙烯微塑料（PE-MPs）、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯微塑料（PBAT-MPs）]及不同添加量（0.5%、1%、2%，m/m）对土壤理化性质和酶活性的影响，并分析MPs对土壤Cd有效性及形态的影响及其机制。结果表明，1%、2% PBAT-MPs处理能显著提高土壤pH、溶解性有机碳（DOC）含量、铵态氮含量、脲酶活性、脱氢酶活性和过氧化氢酶活性，并显著降低总溶解性氮（TDN）、硝态氮和速效磷含量；而PE-MPs处理降低了土壤DOC含量，增加了土壤TDN含量。可见，PBAT-MPs对土壤理化性质及酶活性的影响比PE-MPs更显著。PE-MPs和PBAT-MPs均能显著降低CaCl2-Cd含量，分别降低了4.6%~8.7%和4.3%~22.4%。与空白相比，0.5%、1%和2% PE-MPs处理下酸溶态Cd占比增加了1.0%~1.8%，可氧化态Cd占比降低了1.0%~1.3%； 1%和2% PBAT-MPs处理下酸溶态Cd占比分别增加了6.6%和9.5%，同时可还原态Cd分别降低了6.6%和9.2%。这表明两种MPs均能影响Cd生物有效性及形态。冗余分析显示，土壤DOC与酸溶态Cd呈显著正相关，与可还原态Cd呈显著负相关；土壤pH与酸溶态Cd呈显著正相关，表明MPs可通过影响DOC、pH来改变土壤中Cd形态。研究表明，两种MPs均能影响Cd污染水稻土的理化性质及Cd形态，且PBAT-MPs对土壤的影响更显著，对土壤中Cd的活化作用更强。

• 功能化菌剂钝化土壤铅及促进黄瓜生长研究

  张林,魏书奇,毕馥漩,任哲仪,曹博,张颖,曲建华

  针对解磷菌（PSB）在铅（Pb）污染严重环境下存在活性较差、修复效率低下等问题，本研究通过骨炭负载羧甲基纤维素（CMC）稳定化的硫化亚铁（FeS），耦合PSB制备功能化菌剂（CFB1-P），用于Pb污染土壤的修复，并探讨其缓解Pb对黄瓜幼苗胁迫的能力及机制。结果表明，功能化菌剂通过化学沉淀、络合、静电吸引和生物矿化作用固定化Pb，其最大吸附量达452.99 mg·g-1。CFB1-P具有较高的溶磷能力，溶磷量高达140 mg·L-1以上。相较于CK处理，CFB1-P施加能有效降低土壤Pb的生物有效性，减少黄瓜幼苗地上部和地下部Pb的生物积累量，分别从63.84 mg·kg-1和15.96 mg·kg-1降低到5.59 mg·kg-1和1.39 mg·kg-1，从而降低Pb对于黄瓜幼苗的胁迫作用。CFB1-P的施加可显著提高黄瓜幼苗的株高、根长、鲜质量，分别从6.1 cm·株-1、1.2 cm·株-1、0.87 g·株-1增加到12.7 cm·株-1、4.1 cm·株-1、6.52 g·株-1，有效促进黄瓜幼苗生长。研究表明功能化菌剂CFB1-P对土壤Pb具有优异的钝化性能，是一种极具潜力、高效的土壤重金属Pb污染修复剂。

• 污染农田水苋菜等野生植物镉富集能力和修复潜力调查

  杨金山,罗小三,张欣悦,陈志怀,童欣,李平,刘欣,姜海波,邱丹

  为了从自然环境中寻求重金属高富集植物资源，调查了江苏省某镉（Cd）污染农田的野生植物分布，成对采样分析了19种植物根区土壤-整株的Cd含量，比较了各植株不同部位（根、茎、叶、花、果）对Cd的积累特征。结果表明：各植物生境土壤Cd含量范围为1.72~16.5 mg·kg-1，植株地上部Cd含量为1.20~43.2 mg·kg-1，有11种植物的Cd生物富集系数（BCFCd）超过1，8种植物由根向地上部迁移的Cd转运系数（TFCd）超过1，且其中6种植物的BCFCd和TFCd都超过1，具备重金属富集植物的特点。不同植物的各器官BCFCd和TFCd值也呈现较大差异，根部BCFCd最高的是水苋菜（6.50），野胡萝卜最低（0.23）；茎中BCFCd和TFCd最高的都是水苋菜，分别为18.7和2.87，BCFCd野胡萝卜最低（0.20），TFCd飞廉最低（0.44）；叶中BCFCd翅果菊最高（5.44）、野胡萝卜最低（0.33），TFCd商陆最高（3.03）、一年蓬最低（0.84）；花中BCFCd最高的是碎米莎草（5.17），一年蓬最低（0.24），TFCd最高的是野胡萝卜（1.08），飞廉最低（0.26）；果中BCFCd和TFCd最高的都是水苋菜（22.6和3.47），最低的都是齿果酸模（2.12和0.56）。整株综合评估比较，水苋菜、碎米莎草、青葙和商陆的地上部Cd富集量较高，分别达到了43.2、28.1、22.7 mg·kg-1和20.7 mg·kg-1。基于BCFCd和TFCd，兼顾各种植物的生物量，水苋菜（首次发现）、齿果酸模、碎米莎草、翅果菊用于Cd污染农田土壤修复的潜力较大，值得进一步深入研究和试验。

• 苏打盐碱化稻田土壤反硝化和氨挥发特征及主要影响因子

  黄立华,杨易,刘伯顺,杨靖民,王平,黄广志,蒋小曈

  为阐明土壤盐碱化程度对氮素气态损失的影响，本研究通过随机采集30个不同盐碱化程度的稻田土壤（0~20 cm）样品，根据盐碱化程度将其划分为轻度（含盐量0.1%~0.3%，碱化度5%~15%）、中度（含盐量0.3%~0.5%，碱化度15%~30%）和重度（含盐量0.5%~0.7%，碱化度30%~45%）盐碱土3类，每个类别中依据最小归类样品数选取盐碱化程度接近的3个土样作为3次重复，进行实验室模拟培养分析，探究不同盐碱化土壤氮素反硝化和氨挥发动态变化特征及其主要影响因素。结果表明，随着土壤盐碱化程度的增加，氮素的反硝化作用显著降低，氨挥发作用显著增加，硝酸还原酶、亚硝酸还原酶和脲酶活性显著降低（P＜0.05）。与轻度盐碱土相比，中度和重度盐碱土相同培养时间的氮素反硝化速率分别降低了18.9%和37.8%，累积反硝化氮量分别降低了13.7%和29.4%，氨挥发速率分别增加了30.8%和64.8%，累积氨挥发量分别增加了36.6%和59.4%。逐步回归分析表明，EC、ESP（碱化度）、CO32-和TN是影响苏打盐碱地稻田土壤累积反硝化氮量的主要因素，EC、CO32-和SOM（土壤有机质）是影响累积氨挥发量的主要因素。土壤盐碱化虽然抑制了氮素的反硝化作用，但是显著增强了氨挥发作用。

• 超级稻田碳氮库管理指数在等养分不同有机物料处理下的动态变化

  王开悦,廖育林,鲁艳红,蔡岸冬,张志伟,陈旋,秦晓波

  为比较等养分条件下不同有机物料还田对稻田土壤碳氮库管理指数的影响，揭示水稻不同生育期碳氮库管理指数动态变化及其与产量和收获指数的关系，在湖南省长沙市，选择超级稻种植系统为研究对象进行大田试验。共设置5个等养分投入处理，分别为单施化肥（F）、化肥+水稻秸秆全量还田（FS）、化肥+紫云英全量还田（FM）、化肥+秸秆、紫云英全量还田（FMS）、化肥+秸秆、紫云英全量还田+熟石灰（FMS+Ca），并在水稻5个不同生育期（移栽返青期、分蘖期、孕穗期、灌浆期、成熟期）采集土样，测定土壤有机碳（SOC）、可溶性有机碳（DOC）、总氮（TN）、可溶性总氮（TDN）含量，计算碳库管理指数（CPMI）、氮库管理指数（NPMI）。结果表明：不同处理下的CPMI整体动态变化趋势为移栽返青期降低后缓慢回升，在水稻生育末期紫云英-秸秆联合还田处理FMS （87.18）和FMS+Ca （80.59）的CPMI显著高于F处理（62.53）和FS处理（62.64）（P＜0.05）； NPMI在分蘖期与成熟期出现了两次急剧下降，并在水稻生育末期FMS+Ca处理（57.58）的NPMI显著高于F处理（45.64）和FS处理（42.70）（P＜0.05）；与F处理相比，有机无机配施（FS、FM、FMS）处理下作物产量提高了2.19%~2.94%；水稻灌浆期的CPMI与产量和收获指数均呈显著正相关关系。研究表明，紫云英还田代替部分化肥施用能在保证产量的基础上扩容稻田土壤碳氮库，紫云英-秸秆联合还田对提升水稻不同生育期CPMI、NPMI的综合效果最佳。

• 不同轮作模式对土壤活性碳组分及矿化的影响

  刘璇,庞茹月,赵健,司彤,王月福,邹晓霞,矫岩林

  为研究不同花生轮作模式下土壤活性碳库变化，在大田条件下进行定位试验。试验以春花生一年一作（CP）为对照，设置4种轮作种植模式：春花生→冬小麦-夏玉米两年三作（P→W-M）、冬小麦-夏玉米一年两作（W-M）、冬小麦-夏花生一年两作（WP）、冬小麦-夏花生→冬小麦-夏玉米两年四作（W-P→W-M），共计5个处理，研究不同种植模式下土壤有机碳及土壤可溶性有机碳、微生物生物量碳等活性碳组分含量变化和碳矿化特征。结果发现：相较于CP模式，P→W-M模式显著提高了0~40 cm土层有机碳（52.7%~53.3%）、可溶性有机碳（13.3%~344.8%）及微生物生物量碳含量（25.3%~101.4%），W-P模式显著提高了0~40 cm土层有机碳（39.3%~46.8%）及0~20 cm土层可溶性有机碳（271.4%）、微生物生物量碳含量（44.3%），W-P→W-M模式则显著降低了20~40 cm土层各碳组分含量。各种植模式土壤有机碳矿化速率均符合一级动力学模型。CP和W-P模式具有较低的潜在矿化有机碳库，W-M和W-P→W-M模式显著提高了潜在矿化有机碳库与土壤有机碳的比值。研究表明，P→W-M和W-P模式可提升土壤有机碳和活性碳组分含量，有效降低土壤潜在矿化有机碳量，提高土壤有机碳的固持。

• 卫河流域河南段不同时期水环境风险评估

  张彦,邹磊,窦明,李平,梁志杰

  为了评估卫河流域河南段不同时期水环境风险，选取卫河流域4个监测断面和3种水体污染物[化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）和总磷（TP）]的监测数据，通过建立边缘分布函数和优选Copula函数构建适宜的水体污染物三维联合风险分布模型，分析了不同时期卫河流域水体污染物的组合风险概率。结果表明：监测断面卫辉皇甫（非汛期和汛期）、浚县王湾（非汛期）和大名龙王庙（非汛期和汛期）的水体污染物间拟合优度最好的三维Copula函数为Gaussian Copula函数，监测断面浚县王湾（汛期）和汤阴五陵（非汛期和汛期）的水体污染物间拟合优度最好的三维Copula函数为t Copula函数；在非汛期和汛期大名龙王庙水体污染物均处于Ⅰ~Ⅲ类水质标准的联合概率最大，分别为26.30%和21.61%，卫辉皇甫水体污染物至少有一个指标处于劣Ⅴ类水质标准时的联合风险概率最大，分别为52.34%和56.53%；当仅NH3-N处于劣Ⅴ类水质标准时，监测断面卫辉皇甫、浚县王湾、汤阴五陵和大名龙王庙非汛期水体污染物的联合风险概率分别为25.68%、22.94%、24.68%和13.47%，汛期水体污染物的联合风险概率分别为28.01%、10.31%、6.16%和4.12%；在非汛期和汛期监测断面卫辉皇甫和浚县王湾主要受工业废水和生活污水污染的影响且其主导水体污染物均为NH3-N，在汛期时监测断面汤阴五陵和大名龙王庙主要受农业面源污染的影响且其主导水体污染物由非汛期的NH3-N转变为汛期的TP。研究表明，受到不同污染源的影响卫河流域河南段不同时期水体污染物的联合风险概率具有一定的差异性。

• 异位生态组合修复技术对九龙江支流水体不同形态氮的去除效应

  刘杰,方宏达,李剑捷,刘婉欣,何俊铭,林佳慧,蓝伟斌,郭沛涌

  为探讨异位生态修复技术对水体不同形态氮的去除效应及去除机理，分析异位生态组合修复技术对水体氮形态百分含量影响及不同氮形态与环境因子的相关性，本文以实际工程九龙江支流浦林溪段污染水体异位生态组合修复系统为依托开展研究。结果表明：异位生态组合修复技术对NH4+-N的去除率平均值为88.03%，显著高于对其他形态氮的去除率（P＜0.05），具有最好的去除效应；对水体中总氮（TN）和可溶性总氮（DTN）的去除效应明显，去除率平均值分别为73.35%和77.67%。泥膜共生高效混凝净水系统对NH4+有一定的去除效应，出水NH4+浓度为7.72 mg·L-1。生态塘1对NH4+去除效应最好且具有稳定性，去除率为63.55%，出水NH4+浓度为2.19 mg·L-1。生态塘2处理后NO3--N、NO2--N和NH4+的出水浓度分别降至0.99、0.73 mg·L-1和0.58 mg·L-1。生态塘3对NO3--N的去除效应最好，NO3--N出水浓度为0.64 mg·L-1。在各异位生态修复技术处理单元中，水体氮以可溶性无机氮（DIN）为主要存在形式。泥膜共生高效混凝净水系统、生态塘1、生态塘3中的NH4+在DIN中所占比例最高，分别为62.51%、37.02%、37.88%。生态塘2中NO3--N在DIN中占比最高，为45.23%。各异位生态组合修复处理单元出水不同氮形态与环境因子（溶解氧、温度、pH和浊度）之间表现出不同的相关性。研究表明，异位生态组合修复技术主要通过悬浮污泥滤沉技术、微生物硝化、反硝化作用、沉水植物直接吸收及植物增效作用实现对不同形态氮的去除，其对污染水体修复效果良好。

• 铬在水平潜流和垂直流人工湿地中的形态转化和迁移

  伍振华,李良香,李素丽,程夕冉,王学礼,李正文,李志刚

  本研究以薏苡为湿地植物，构建了小型垂直流人工湿地（VC）和水平潜流人工湿地（HC），研究了不同水分管理对处理Cr6+废水时铬的迁移转化的影响。结果表明： Cr6+处理下，两种湿地的薏苡生长均受到了抑制，水平潜流人工湿地薏苡生长受抑制程度低于垂直流人工湿地。水平潜流人工湿地铬含量较高，而垂直流人工湿地易吸收的可交换态和碳酸盐提取态铬含量较高。基质的pH和Eh均随Cr6+浓度的增加而呈现减小趋势。垂直流人工湿地pH及Eh值均大于水平潜流人工湿地。与潜流人工湿地相关的酶活性相比，垂直流人工湿地可以增加基质中蔗糖酶活性，但Cr6+处理下脲酶活性却低于水平潜流人工湿地。高通量分析表明，不同处理下的两种人工湿地基质微生物群落存在显著差异，水平潜流人工湿地微生物更有利于将铬转化为难以利用的铬形态。水平潜流人工湿地对废水中的Cr6+有更好的去除能力。研究表明，水平潜流人工湿地有利于促进Cr6+转化为难以利用的铬形态，提高了人工湿地对污水中Cr6+的去除能力。

• 多级填料床对尿液养分吸附协同水质净化效果及机理

  杨瑶瑶,王惠惠,沈玉君,丁京涛,贾懿曼,周亚文,李丹阳

  厕所粪污的资源化利用是我国农村“厕所革命”推进的重要任务，其中尿液的产生量大，氮、磷等养分含量分别占厕所粪污的87%和50%，相对混合粪污更加卫生和易于处理，将其单独处理和利用有利于提高厕所粪污的资源化利用水平。本文采用吸附法开展尿液氮磷回收和水质净化效果研究，通过分析生物炭、活性炭、沸石、瓷砂陶粒、凹凸棒土和混凝土6种不同填料的吸附特性和吸附机理，筛选最佳填料，采用多级填料床工艺，设计7种不同填料组合，分析其对尿液氮磷吸附及水质净化效果。结果表明，填料对氮和磷的吸附均是物理吸附与化学吸附共同作用的结果，其中氮的吸附以官能团作用和离子交换为主，磷的吸附以官能团键合和络合沉淀为主。6种填料中生物炭、活性炭对氮的吸附效果较好，沸石对磷的吸附效果较好。填料依照生物炭、活性炭、沸石顺序排列时，氮磷吸附和水质净化综合效果较好，在此条件下，尿液中氮、磷回收率分别达到76%和90.09%，出水COD和浊度去除率分别为84.36%和78.92%，色度＜30，臭味降至2级水平。

• 腐秆菌和C/N对水稻秸秆田间堆腐效果的影响

  尹众,王鑫,鲁梦醒,卫正宇,王时聪,马超

  为明确腐秆菌和C/N对秸秆田间堆腐效果的影响，以水稻秸秆为研究对象，设置2×3（以不接菌处理作为对照CK处理，2种腐秆菌：解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens SQR9、纤维化纤维微细菌Cellulosimicrobium cellulans MC29，3个C/N： 15∶1、25∶1、35∶1）交互试验，研究了腐秆菌和C/N在堆腐第7天和第120天时对水稻秸秆的腐解率、化学组成、酶活性和细菌群落多样性的影响。结果表明：堆腐第7天，C/N对秸秆的腐解度有显著影响（P＜0.05），在SQR9处理和MC29处理下均以C/N 25∶1最高。堆腐第120天，不同腐秆菌和C/N对腐解率有显著影响（P＜0.05），MC29处理下C/N 25∶1能显著提升秸秆腐解率（P＜0.05）；不同腐秆菌和C/N对纤维素酶活性均有显著影响（P＜0.05），不同腐秆菌对木质素过氧化物酶活性有显著影响（P＜0.05）； C/N会显著影响细菌群落丰富度和多样性（P＜0.05），总体呈现出随C/N升高而上升的趋势。研究表明，腐秆菌和C/N可以影响水稻秸秆的田间堆腐效果，相比SQR9，MC29的腐解效果较好且对应的最佳C/N为25∶1，腐秆菌对水稻秸秆纤维素酶和木质素过氧化物酶活性均有显著影响，而C/N对水稻秸秆纤维素酶活性和细菌群落多样性有显著影响。

• 翻堆频次对奶牛粪污异位发酵床中抗生素抗性基因及细菌群落的影响

  郜道玉,崔华威,周源,龚萍,陈洁,万平民,邵志勇,华娟,李鹏,金尔光

  为了探讨翻堆频次对异位发酵床动态堆肥过程中抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes，ARGs）、整合子基因（intI1）及细菌群落的影响，设置1 d翻堆1次（T1）和2 d翻堆1次（T2） 2种条件，采取qPCR、16S rRNA技术研究了目标基因（tetG、tetW、sul1、sul2、blaTEM-1、ermQ和intI1）及细菌群落的动态变化，并分析ARGs与细菌群落及intI1的关系。结果表明：堆肥后T1和T2组目标基因总相对丰度较0 d时分别降低82.33%和80.46%，其中tetG、tetW、sul1、blaTEM-1、ermQ、intI1相对丰度分别降低16.70%、87.88%、54.60%、＞99.99%、97.80%、59.33%和61.33%、99.46%、50.91%、99.29%、82.23%、99.92%。网络分析发现，Trichococcus、Aquabacterium和Clostridiaceae_Clostridium等是ARGs和intI1的共同潜在宿主菌；冗余分析显示，细菌群落解释了ARGs变化的70.07%，intI1解释了25.10%。研究表明，细菌群落的演替和intI1相对丰度的变化可能是影响异位发酵床堆肥过程中ARGs相对丰度变化的关键因素，两处理组均能降低大部分ARGs的丰度，但不能有效去除tetG、sul1、sul2，其中2 d翻堆1次效果更好。

• 稻虾共作模式下龙虾品种和养殖密度对CH4和N2O排放的影响

  罗加伟,钱开国,徐博,李虹颖,刘少君,熊启中,李硕,孙瑞波,张朝春,叶新新

  为探究稻虾共作体系中不同龙虾品种和养殖密度对稻田温室气体排放的影响，本研究通过设置不同龙虾品种和养殖密度试验，采取密闭静态箱-气相色谱法研究稻虾共作对温室气体排放规律、排放量及综合增温潜势（GWP）的影响。结果表明：在整个稻虾共作期间，各处理CH4和N2O排放规律基本一致，均在拔节期出现排放高峰； CH4累积排放量表现为DZ（水稻单作） ＞DA（水稻澳龙共作） ＞DD（水稻低密度克氏原螯虾共作） ＞DG（水稻高密度克氏原螯虾共作），而N2O累积排放量表现为DG＞DD＞DA＞DZ； GWP表现为DZ＞DA＞DD＞DG，与DZ处理相比，DG、DD和DA处理GWP分别降低36.9%、30.7%和18.1%。土壤氧化还原电位、水体溶解氧、铵态氮、硝态氮与CH4排放呈显著负相关（P＜0.05），与N2O排放呈显著正相关（P＜0.05）。研究表明，稻虾共作降低稻田CH4排放，增加N2O排放，减少GWP，其中DG处理减缓GWP效果最好。在稻虾共作体系中，为了更有效降低稻田系统中温室气体的排放，需要考虑龙虾品种和养殖密度的选择。

• 接种比对猪粪中温条件产甲烷潜力的影响

  马文林,王安吉

  为探究不同接种比对猪粪中温产甲烷潜力（BMP）的影响，在（35.0±0.5）℃和3%初始挥发性固体（VS）浓度条件下分别按照猪粪与接种液比例为1∶2、1∶1和2∶1的接种比开展猪粪中温BMP实验，实验期间对各反应瓶的日甲烷产生量和发酵液上清液的pH、氨氮、总氮、葡萄糖等理化指标进行连续监测，并在反应结束后对不同接种比实验体系的微生物群落进行16SV4测序。各处理组甲烷产生量均为标准状况（1个标准大气压，0℃）体积。结果表明：累积甲烷产量和最大日甲烷产生量都与猪粪接种比呈显著正相关关系（P＜0.05），但不同接种比例下猪粪BMP（以VS计）无显著差异（P＞0.05）。在1∶2、1∶1和2∶1三种接种比例下猪粪的BMP分别为（252.05±5.12）、（250.07±16.57） mL·g-1和（249.65±13.69） mL·g-1，其均值为（250.59±1.28） mL·g-1；在微生物群落中，厚壁菌门、拟杆菌门与Cloacimonadota是猪粪厌氧消化系统中相对丰度最高的三类细菌，Halobacterota在产甲烷古菌中占绝对优势，变形菌门和Methanobacterium相对丰度的下降水平与接种比呈负相关关系。修正的Gompertz模型较Logistic模型更适合中温条件下猪粪的厌氧消化动力学分析。研究表明，在中温（[35.0±0.5）℃]和3%初始VS条件下，不同接种比的猪粪BMP值无显著差异（P＞0.05），从缩短BMP测试时间、提高效率考虑，建议猪粪BMP测试的接种比选取1∶2。

• 我国露地与设施番茄生产的温室气体排放比较

  储霞玲,郑林秀,叶高松,陈俊秋

  为比较我国不同栽培方式（露地与设施）及不同省份番茄生产的温室气体排放差异，基于生命周期法，遵循农田生态系统的全环式路径，根据《全国农产品成本收益资料汇编—2020》数据，对我国露地与设施番茄的温室气体排放及碳评价指标进行了测算和比较分析。结果显示：我国露地、设施番茄生产系统的平均温室气体排放量分别为4 630.09、8 697.52 kg CO2e·hm-2，设施比露地高87.85%；露地番茄的主要温室气体排放源为化肥，而设施番茄的主要温室气体排放源为农膜和化肥；露地番茄的净温室气体排放为负、碳生态效率大于1，对生态环境具有正外部性，而设施番茄的净温室气体排放为正、碳生态效率小于1，具有负环境外部性；土地碳强度、碳生产效率、碳经济效率方面，设施种植的可持续性均低于露地种植。各省份露地、设施番茄温室气体排放量分别在2 849.24~7 524.61、5 788.83~13 779.69 kg CO2e·hm-2之间，最高省份分别是最低省份的2.64、2.38倍，露地、设施番茄的温室气体排放、构成、固碳量、碳生态效率、碳生产效率、碳经济效率均存在显著的省际差异。研究表明：我国番茄生产的温室气体排放具有显著的栽培方式差异和省间差异，针对露地番茄生产应优化化肥用量、提高化肥利用率，针对设施番茄生产除减少化肥使用量外，应推广使用增厚农膜，加大农膜回收力度，减少农膜用量。对于碳生态效率、经济效率都低的省份，重点开展产业结构和生产方式调整；对碳生态效率低、但碳经济效率高的省份，注重开发绿色生产技术，挖掘节能减排潜力；对碳生态效率高、但碳经济效率低的省份，注重品牌打造，以提升价格和效益；对碳生态效率、经济效率都高的省份，加大支持力度，打造番茄优势产区。

• 2000—2020年山西省农业碳排放时空特征及趋势预测

  王树芬,高冠龙,李伟,刘思敏

  为探讨山西省农业碳排放时空特征及未来变化趋势，采用排放因子法，基于种植业、畜牧业10类碳源，测算山西省2000—2020年农业碳排放量，并运用STIRPAT模型对2021—2030年全省农业碳排放量进行预测。结果表明： 2000—2020年山西省农业碳排放量总体呈先缓慢上升后波动下降的变化趋势，农业碳排放强度整体呈波动下降的变化趋势，年均降幅4.1%。种植业和畜牧业分别占农业碳排放总量的42.2%和57.8%。其中施用化肥是种植业碳排放最重要的来源，年均占比26.9%。牛、羊养殖是畜牧业碳排放最主要的两大来源，平均贡献率为28.4%、21.9%。山西省农业碳排放总量高值区多分布于晋北及晋南地区，低值区分布于中部地区，农业碳排放强度呈北高南低的分布特征。基于STIRPAT模型对山西省2010—2020年农业碳排放估算结果的精确度较高，由此预测2021—2030年山西省农业碳排放量，结果显示其呈下降趋势，在基准情景、低碳情景1和低碳情景2中，到2030年农业碳排放量分别为277.2万、268.5万、252.3万t。研究表明，山西省农业已实现碳达峰，随着低碳措施的进一步强化，未来农业碳排放呈持续降低趋势，有助于加速实现碳中和目标。

• 纳米LDHs-DGT用于土壤环境无机砷提取检测技术研究

  张润祺,王震,田佩宁,张闯闯,戴礼洪,王玉姣,赵玉杰

  为有效测量土壤环境中的砷污染，本研究开发了一种基于纳米层状双金属氢氧化物（LDHs）为结合膜的梯度扩散薄膜设备（LDHs-DGT）。对设备的基本性能以及适用条件进行了探究，对不同水分管理下土壤As（Ⅲ）和As（Ⅴ）的动态变化进行监测，探究了不同水分管理下的不同深度砷的形态变化情况，实验结果表明，该技术能够在较宽的pH（4~8）和离子强度（CNaNO3＜0.7 mol·L-1）范围内对As （Ⅲ）和As （Ⅴ）进行有效的提取和检测，其中，LDHs结合膜对As （Ⅲ）和As （Ⅴ）的吸附容量分别为30 μg·cm-2和85μg·cm-2，结合膜在6 h内实现全解离；且LDHs-DGT具有较好的抗干扰特性，As （Ⅲ）和As （Ⅴ）在结合膜上没有明显的竞争吸附效应，对实际样品测定结果也能较好地反映DGT设备的实用性。综上所述，LDHs-DGT具有制备简单、适用范围广、检测效果好等特点，可为环境监测和评估提供新的解决方案。

• 氢氧化钠熔融法测定土壤全磷的优化

  李小涵,董昭芸,惠晓丽,彭兰芳,左瑜平,刘金山,王朝辉

  为了完善氢氧化钠熔融和测定土壤全磷的方法，提高测试效率及测定精度，本研究利用采自我国不同地区的7种土壤，研究了碱熔温度、溶解所用酸的类型以及显色液酸度对测定结果的影响，并比较了流动分析仪（AA3）和电感耦合等离子体光谱仪（ICP-OES）测定结果的差异。研究表明：用氢氧化钠熔融土壤时，温度达到450℃即可完全熔解土壤，无需升至传统方法中的720℃；熔融后的土壤样品用酸溶解时，盐酸和硫酸都有较好的溶解性，但不同仪器的测定结果存在差异，盐酸溶解的样品适合用ICP-OES测定，硫酸溶解的样品更适合用AA3比色测定；在进行比色测定时，显色液酸度应控制在0.53~0.59 mol·L-1，以保持显色稳定、减少结果变异。