农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2024年第1期

• 海-陆交互作用与海岸带碳中和农业驱动

  周启星,王辉,欧阳少虎

  海岸带既是生态脆弱区也是低碳农业发展“前哨”。推动和发展碳中和农业符合时代所需，也符合绿色、可持续发展理念。基于此，本文阐述了在海岸带区域发展碳中和农业的相关问题和重要性。首先，本文阐释了海陆交互作用以及海岸带碳中和农业发展理念；然后，分析了海岸带碳中和农业驱动中的碳中和农业生物、人工光合作用与农业驱动以及该理念的工程化应用问题；最后，深入剖析了如何识别海岸带农业核心碳汇，包括原位监测、同位素标记与统计学分析方法，并在此基础上提出了农业碳汇增强技术，为后续海岸带碳中和农业的构建、发展和实践提供参考，同时对促进脆弱的海岸带生态系统的保护和绿色低碳农业的发展具有重要意义。

• 磁性生物炭合成及其对重金属吸附机制的研究进展

  周丹丹,陶欢,杨万鑫,刘洋,马芷萱,贺环

  磁性生物炭（Magnetic biochar，MBC）因其磁分离能力和广阔应用前景而受到研究者广泛关注。MBC中碳基结构特征（如形貌、比表面积、官能团等）和铁氧化物形态及分布受多因素影响，如原料来源、热解温度、合成方法等。然而，MBC特性与合成条件的关联性以及 MBC对重金属的吸附机制有待进一步研究。本文通过阐述合成条件对 MBC特性的影响及其吸附重金属机制，提出关于未来MBC吸附重金属研究的一些科学问题，这将为认识MBC的环境效应提供重要的基础信息。

• 不同锌肥对土壤镉有效性及小麦镉吸收转运的影响

  姚澄,周天宇,樊广萍,周东美,史高玲,沈文忠,张绪美,陈未,李江叶,高岩

  为探究施用锌肥对污染土壤中小麦Cd吸收转运的影响，采用盆栽试验，研究了两种锌肥（常规锌肥、缓释锌肥）及其不同用量（13、26、66 mg·kg-1）对根际土壤Cd、Zn有效性和小麦Cd、Zn吸收转运的影响。结果表明：施用两种锌肥均可显著增加土壤有效态Zn含量，但施用缓释锌肥在小麦孕穗期、灌浆期和成熟期对土壤有效态Zn的贡献显著高于常规锌肥，且不同生育期小麦根部和地上部Zn含量高于相应浓度常规锌肥处理。在拔节期，施用常规和缓释锌肥均能有效降低小麦根部Cd含量，Cd含量分别比对照（未施锌肥）降低了23%~33%和3%~48%，且中、高浓度锌肥同时显著降低了根部-地上部Cd转移系数。常规和缓释锌肥对灌浆期和成熟期小麦地上部Cd含量的降幅分别为21%~54%和13%~43%。虽然高浓度缓释锌肥在小麦拔节期、孕穗期和灌浆期显著增加了土壤有效态Cd含量，但却显著降低了小麦灌浆期和成熟期根部-地上部Cd转移系数。施用高浓度常规锌肥也能显著降低小麦成熟期根部-地上部Cd转移系数。所有处理中，仅施用高浓度常规和缓释锌肥显著降低了小麦籽粒中Cd含量，降幅分别为19%和29%。相关性分析显示，在小麦全生育期，小麦根部Zn含量与地上部Cd含量呈负相关关系，并且缓释锌肥处理的小麦成熟期地上部-籽粒Cd转移系数随施Zn浓度的增加而减小，表明施用锌肥能有效抑制小麦对Cd的吸收和转运。施用高浓度锌肥抑制Cd从地上部向籽粒转移的效率仍较低，在中重度Cd污染土壤中单施锌肥不能保证小麦的安全生产，需在小麦Cd吸收关键期组合其他阻控技术措施，以进一步降低Cd在小麦籽粒中的积累。

• 氟吡菌酰胺和吡唑醚菌酯在葡萄上的残留及膳食风险评估

  欧将,梁骥,宋强勇,晏姣,杨志富,熊锋,陈力华,欧晓明

  为明确氟吡菌酰胺和吡唑醚菌酯在葡萄上的残留风险，开展了一年十地的规范残留试验，建立了高效液相色谱法（HPLC）测定葡萄中氟吡菌酰胺和吡唑醚菌酯残留的分析方法。结果表明，在0.1~20.0 mg·L-1范围内，氟吡菌酰胺和吡唑醚菌酯质量浓度与其峰面积均呈良好的线性关系，相关系数大于0.99。在0.05、0.50 mg·kg-1和2.00 mg·kg-1添加水平下，氟吡菌酰胺和吡唑醚菌酯在葡萄中的平均回收率分别为 88.1%~112.3%和 90.5%~101.5%，相对标准偏差（RSD）分别为 3.1%~8.2%和 3.5%~9.1%，检测方法定量限（LOQ）均为0.05 mg·kg-1。采收间隔期为14 d，时葡萄中氟吡菌酰胺和吡唑醚菌酯的残留中值（STMR）分别为0.16 mg·kg-1和 0.12 mg·kg-1，最高残留值（HR）分别为1.44 mg·kg-1和1.48 mg·kg-1。葡萄中氟吡菌酰胺和吡唑醚菌酯对一般人群的长期膳食摄入风险的贡献率分别为0.142%和0.036%，短期膳食摄入风险商分别为7.8%和5.7%，对1~6岁儿童的短期膳食摄入风险商分别为19.6%和14.4%。研究表明，按照推荐剂量规范使用，氟吡菌酰胺和吡唑醚菌酯在葡萄中的残留量对1~6岁儿童和一般人群造成的健康风险处于安全水平。

• 江苏某地区稻虾蟹综合种养模式下养殖水和产品中农药残留与风险评价

  徐志华,任娣,刘崇万,刘熠,葛筱琴,胡月,朱晓华

  为掌握江苏省某地区稻田综合种养基地内（“稻-蟹”及“稻-虾”）养殖水环境及水产品中的农药残留特征与生态风险及健康风险，利用三重四极杆气质联用仪（GC-MS/MS），选择6个养殖区，根据生长周期，跟踪监测养殖水环境及同期水产品（虾、蟹）中208种农药残留情况，并根据商值法对养殖水环境进行生态风险评价，利用食用安全风险指数对水产品进行食用安全分析。结果表明：综合种养模式下，水环境中检出农药的主要类型为除草剂、杀菌剂、植物生长调节剂等，平均质量分数为0.33 μg·L-1，同时有少量杀虫剂、杀螨剂、增效剂有检出；在整个生长周期内，稻虾、稻蟹农药残留的主要类型为除草剂、杀菌剂、杀虫剂和植物生长调节剂，平均质量分数为6.1 μg·kg-1 （以湿质量计）。养殖水环境中农药主要来源于养殖前期环境中残留或外源性污染，随着养殖时间延长，农药含量整体趋向于减少，通过对养殖水环境生态风险进行分析，发现各抽样点位联合风险商值（RQ）均在0~1之间，属于中风险，对环境仍具有一定的压力，除草剂等类型农药应引起重视；在监测周期内，水产品中大部分农药的残留量逐渐减少直至未检出，仅有部分点位杀菌剂有少量存在，通过对同期虾、蟹的健康风险进行分析发现，平均食品安全指数远小于1，农药残留的食品安全风险可以接受。

• ‘光谱’月季对Cd、Zn的富集特征和耐性机制

  俞诗音,潘淑桢,唐敏,王美仙

  为进一步研究月季对 Cd、Zn 的富集特征和耐性机制，以‘光谱’月季（Rosa‘Spectra’）为研究对象，采用盆栽污染模拟试验，研究不同Cd含量（0、25、50、100、200 mg·kg-1）和Zn含量（0、500、1 000、1 500、2 000 mg·kg-1）单一胁迫下‘光谱’月季的生物量和生理指标变化，以及重金属积累转运机制。结果表明：低含量Cd、Zn处理促进‘光谱’月季的生长，随着处理含量的增加，‘光谱’月季生长受到抑制，但都未致死。‘光谱’月季体内吸收的Cd、Zn主要积累在根系，含量分别为68.48、918.74 mg·kg-1，其中Cd主要以 NaCl 提取态存在，占比为 25.19%~60.80%，Zn 主要以 HAc 提取态和去离子水提取态存在，占比分别为 20.20%~46.65% 和12.69%~29.33%。随处理含量的增加，Cd、Zn处理组都提高了毒性较低的提取态占比，以减弱Cd、Zn对植物根系的毒害。根系中的 Cd、Zn均主要富集在细胞碎屑组分，占比分别为 55.01%~77.38%、52.35%~63.17%，其次是金属富集颗粒组分和热稳定蛋白组分。随处理含量的增加，‘光谱’月季根系内的Cd、Zn表现出向可溶性组分转移的特征。Cd、Zn处理下，‘光谱’月季根系细胞中均出现黑色颗粒物质，且其密度随着处理含量的增加而增大。根系细胞壁上与Cd、Zn结合的官能团均是羟基、氨基。研究表明，通过根部吸收限制、细胞壁固定、液泡区隔化将Cd、Zn转化为低活性的形态赋存，以及用细胞壁上的羟基、氨基提供结合位点，可能是‘光谱’月季应对Cd、Zn胁迫的重要机制。

• 芽孢杆菌及其胞外多糖对空心菜和茼蒿Cd吸收及土壤团聚体的影响

  邓雪婷,高蓉蓉,季翠,何琳燕,盛下放

  本研究旨在探究产胞外多糖芽孢杆菌对蔬菜镉（Cd）积累及土壤结构的影响。采用以空心菜和茼蒿为供试材料的盆栽试验，研究了功能菌株 Priestia megaterium YG35和 Bacillus halodurans G20降低蔬菜吸收 Cd的效果和可能作用机制。结果表明，与CK相比，菌株YG35、菌株G20及其胞外多糖处理显著增加空心菜和茼蒿可食用组织干质量（37.8%~115.1%），显著降低可食用组织 Cd 含量（21.9%~44.2%），并使茼蒿 Cd 含量（0.057~0.061 mg·kg-1）达到安全可食用标准，显著降低根际土壤有效态 Cd 含量（3.7%~11.7%），显著（P<0.05）增加根际土壤多糖含量（35.9%~49.5%）和蔗糖酶活性（15.3%~28.4%），促进根际土壤团聚体向大粒径转化。研究表明，YG35和G20及其胞外多糖能降低蔬菜对Cd的吸收，促进蔬菜生长，改善土壤结构，具有在Cd污染土壤上实现蔬菜安全生产的应用潜力。

• 活化铁尾砂与镁改性生物炭配施对水稻幼苗生长及盐碱土性质的影响

  罗春峰,张晓蓉,巩宗强,贾艳杰,赵祥,刘凤飞,郭伟

  为探究活化的高硅型铁尾砂与镁改性生物炭配施材料对水稻幼苗生长及盐碱土壤理化性质的影响以及改善盐碱地水稻生产力的可行性，本研究应用电子扫描显微镜对生物炭材料进行形貌结构观察，应用傅里叶变换红外光谱仪对生物炭材料进行官能团表征；开展盆栽实验，探究活化铁尾砂与生物炭材料配施对水稻幼苗的形态学和生理学的影响及对盐碱土的改善效果。结果表明，相比于其他生物炭材料，活化铁尾砂-镁改性生物炭材料孔隙较大，表面更加粗糙，对于养分的吸附能力强，表面的官能团丰富。盆栽实验中活化铁尾砂-镁改性生物炭配施组中水稻幼苗株高、根长、根冠比和干质量分别较对照组提高12.61%、191.49%、42.93% 和 100.00%；叶片的丙二醛和活性氧含量分别降低 65.76% 和 46.46%；过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、叶绿素和可溶性蛋白值分别升高117.35%、44.75%、55.00%和19.31%。施用活化铁尾砂-镁改性生物炭材料后，盐碱土的电导率降低，pH、总碳、总氮、土壤有效硅、总磷和总钾含量升高。研究证明活化铁尾砂-镁改性生物炭材料性能优越，并且活化铁尾砂与镁改性生物炭配施改善了盐碱土壤理化性质和养分含量，使水稻幼苗活性氧含量降低及抗氧化酶活性提升，减缓盐碱土对水稻幼苗生长的胁迫，促进盐碱土壤中水稻幼苗生理过程，增加干物质积累，可以促进盐碱地水稻幼苗生长。

• 安徽省典型区域农田地膜残留特征研究

  刘莹,武升,童童,郑晶,曹迟,姜家生,黄文星,施俊生,马友华

  为探究安徽省典型区域覆膜作物地膜残留特征及影响因素，于2019—2021年选择安徽省8个代表性地市13个县区共计15个监测点，利用典型样点采集的方法开展地膜残留监测，同时随机选取周边的 10个农户或合作社开展问卷调查。结果表明：2019—2021年安徽省地膜平均残留量为 10.80 kg·hm-2，未超出国家标准限值（75.00 kg·hm-2）。各监测点 3 a平均残膜量在 0~30kg·hm-2之间，残膜量为 5~15 kg·hm-2的监测点占 53.33%。从不同区域来看，江淮丘陵区地膜残留量较多，其农田地膜残留量为3.62~25.76 kg·hm-2。不同作物平均残膜量为马铃薯>露地蔬菜>烟草>果树>保护地蔬菜>大豆>瓜类>花生。保护地蔬菜地膜残留系数为 1.59%，在沿用当前的覆膜生产模式下，此后连续覆膜 8 a，残膜量将会超过国家标准限值。影响残膜量的因素有作物类型、覆膜年限、地膜规格。覆膜<10、10~19 a和 20~30 a土壤的残膜含量存在显著差异，且不同厚度地膜的不规范使用在一定程度上加大了地膜回收的难度。研究表明：目前安徽省各监测点覆膜作物区地膜污染状况较轻，主要回收方式为人工捡拾，机械化程度较低。回收后的地膜主要作为农村生活垃圾处理，占比为52.91%。安徽省应通过调整种植结构、推广使用标准地膜、加强回收意识、提高回收率等方法来降低地膜污染。

• 新疆奇台绿洲不同耕作年限荒漠灰钙土无机碳变化及其影响因素

  彭康,张飞飞,邵志东,张芳

  荒漠灰钙土是天山北麓地带性土壤，富含碳酸盐和硫酸钙，是优质土地后备资源。本研究采用野外调查取样与室内实验相结合的方法，对新疆奇台绿洲不同耕作年限（40 a）荒漠灰钙土无机碳变化及其影响因素进行分析，探讨了土壤无机碳与土壤理化参数间的关系，特别是石膏对土壤无机碳的增汇作用。结果表明：①耕作层和犁底层的无机碳，对人类活动十分敏感。土壤无机碳随耕作年限先降低后升高，在耕作后的前10 a迅速下降表现为碳源，而后逐渐上升超过初始含量重新转为碳汇，耕作>40 a后土壤无机碳含量较耕作<3 a增加超过10 g·kg-1；②土壤无机碳的稳定性同位素δ13C随着耕作年限的增加持续负向偏移，表现出具有截存现代大气CO2的潜力；③荒漠灰钙土中含有极易风化且储量可观的石膏，为次生碳酸盐淀积提供了大量的钙源，这些Ca2+含量决定了研究区土壤无机碳库最终的储量大小。综上说明，富含石膏的荒漠灰钙土耕作后，具有较强的土壤无机碳增汇潜力，重视和准确估算这部分碳增汇潜力有助于我国“双碳”目标的实现。

• 长期不同施氮量下黑土团聚体稳定性及有机碳含量的变化

  姚俊红,武俊男,王呈玉,崔炎田,高云航,孙嘉璐,刘淑霞

  为测定不同氮肥施用量对黑土团聚体组成及稳定性、有机碳含量及团聚体有机碳分布的影响，阐明黑土有机碳稳定性对不同施氮水平的响应机制，本研究在吉林省梨树县不同施氮水平长期定位试验田进行取样，以施氮水平不同设置5个处理，分别为T1（0）、T2（160 kg·hm-2）、T3（240 kg·hm-2）、T4（280 kg·hm-2）、T5（320 kg·hm-2），分析长期不同施氮量下水稳性团聚体组成、团聚体结构特征、土壤总有机碳含量及团聚体有机碳分布的变化，探究酸化黑土有机碳含量影响特征。结果表明：随氮肥施用水平的升高，土壤碱解氮（AN）和全氮（TN）含量先增后减，T3 处理含量最高，AN 和 TN 分别比 T1 处理高 24.90%、10.28%；土壤速效磷（AP）的含量呈下降趋势。随氮肥用量的提高，土壤团聚体呈现大粒径团聚体向小粒径团聚体转变的趋势，>2 mm粒径团聚体下降 14.55%。土壤有机碳总量随施氮水平的提高呈先增后减的趋势，施氮量为 280 kg·hm-2有机碳含量最高；>2 mm 和 2~0.25 mm粒径团聚体有机碳含量较高；不同施氮水平下有机碳含量与团聚体稳定性特征的几何平均直径、土壤团聚体破坏率、不稳定团粒指数和土壤化学性质的相关度较高。研究表明：通过13 a连续施入不同水平氮肥，土壤有机碳含量随氮肥施用量的增加呈先增后减的趋势；氮肥施用量增加会显著降低土壤pH，土壤团聚体有机碳主要分布在2~0.25 mm粒径中。

• UV-B增强后秸秆还田分解对土壤氮转化微生物及酶活性的影响

  李海涛,谢春梅,刘成前,李祖然,李元,湛方栋,何永美

  为明确UV-B辐射增强对水稻秸秆化学成分的影响，阐释UV-B辐射增强后秸秆还田分解特征及其对稻田土壤氮素转化的间接效应，本研究在元阳梯田（海拔 1 600 m）开展大田试验，以当地水稻品种白脚老粳为研究对象，研究 UV-B辐射增强（5.00kJ·m-2）对水稻秸秆化学成分及其还田后秸秆降解、土壤氮素转化的影响。结果表明：UV-B辐射增强显著降低水稻秸秆纤维素含量，增加木质素含量，提高秸秆木质素/氮；并导致秸秆纤维素、木质素、总氮的降解速率总体降低，最大降幅分别达38.7%、18.1%、25.8%。与自然光照秸秆相比，UV-B辐射后的秸秆还田显著降低土壤固氮细菌、氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌数量，增加土壤蛋白酶、氨单加氧酶、硝酸还原酶活性，提高土壤硝化和反硝化速率。相关性分析表明，秸秆木质素/氮与秸秆降解速率呈极显著负相关；秸秆纤维素、木质素、总氮降解速率与硝酸还原酶活性呈显著正相关，后者又与N2O排放通量呈显著正相关；硝化细菌数量与NO3--N含量呈负相关。研究表明，UV-B辐射增强通过提高秸秆木质素/氮，抑制秸秆纤维素、木质素、总氮降解，减少土壤氨化细菌数量，增加氨单加氧酶和硝酸还原酶活性，从而促进土壤NH4+-N向NO3--N转化，导致N2O排放通量增加。

• 橘园绿肥种植对土壤氨氧化微生物的影响

  魏振康,王雪,伍玉鹏,胡荣桂,姜炎彬

  本研究以当阳凤凰山长期定位施肥柑橘试验基地为平台，进行了自然生草（NG）、人工种植光叶苕子（LP）以及光叶苕子混播于自然生草（NL）等三种绿肥处理，通过植物群落调查、土壤理化性质测定，以及 qPCR和 Illumina Miseq高通量测序的方法，阐明橘园土壤氨氧化微生物AOA和AOB的功能基因丰度和群落结构对不同绿肥种植处理的响应特征，并探讨植物群落和土壤理化因子对它们的影响。研究结果表明：相比于NG，人工种植绿肥（LP和NL）对AOA和AOB数量的影响不一，LP降低了AOA和AOB的 amoA 基因拷贝数，NL 降低了 AOA-amoA 但增加了 AOB-amoA 基因拷贝数；LP 和 NL 中 AOA 的 Ace 指数和 Chao指数显著高于NG，LP中AOB的Shannon指数显著高于NG，三个处理的β多样性差异显著；三种绿肥种植处理下AOA共获得119个OTU，优势门和属分别是泉古菌门和 norank—Crenarchaeota，其中 norank—Crenarchaeota 在 NG 中的相对丰度显著高于 LP 和 NL；AOB 共获得142 个 OTU，优势门和属分别是变形菌门和亚硝化螺菌属，其中亚硝化螺菌属的相对丰度在不同处理中有显著差异，其 LP 中最高，为45.87%；Mantel检验和冗余-层次分割分析结果表明，氨氧化微生物的丰度、多样性和组成受到绿肥种植后的植物因子（如群落高度、盖度、多样性、地上生物量和地下生物量、根系碳氮含量等）和土壤因子（如pH、土壤含水量、总碳、总氮、铵态氮、硝态氮和速效磷含量等）的共同影响。该研究说明在橘园种植绿肥可改变地上植物群落特征和土壤理化性质，从而使土壤中氨氧化微生物的数量和群落结构发生变化，其中光叶苕子混播于自然生草的生草模式可明显增加土壤氨氧化微生物量，促进土壤的硝化作用和改善果园生态环境，因此，实际应用中可优先考虑此模式。

• 长江中下游粮食主产区耕地面源污染时空分异特征

  文高辉,张紫怡,田雨萌,方龙俊,王子诚,丁学谦,黄瑶

  为揭示长江中下游粮食主产区耕地面源污染时空规律，利用长江中下游粮食主产区58个市（州、区）统计数据，采用空间分析模型、重心模型、冷热点分析等方法分析了2009—2019年长江中下游粮食主产区耕地面源污染时空分异特征。结果表明：长江中下游流域整体以及赣湘鄂皖4省2009—2019年耕地面源污染总量和强度总体均呈现出“先升后降”的变化趋势，其中湖北省的耕地面源污染强度与总量均位于前列。2009—2019年耕地面源污染强度总体表现为“西高东低”的空间分布特征，其中江西省整体上一直保持为低污染强度，湖北省则为高污染强度聚集区。长江中下游粮食主产区耕地面源污染强度重心变化呈现出“区间震荡”的规律，且长江中下游粮食主产区耕地面源污染强度重心迁移呈现明显的阶段特征。2009—2019年长江中下游粮食主产区耕地面源污染强度呈现出明显的空间聚集态势，总体表现为“东冷西热”的空间分布格局。因此，长江流域中游段特别是湖北省和湖南省是未来进一步推进耕地面源污染防治的重点区域，要统筹好国家粮食安全和耕地生态安全双重目标。

• 桂林市青狮潭水库沉积物抗生素污染特征及风险评估

  董堃,唐宇坤,周欣雨,黄浩宇,王敦球,李海翔

  为研究抗生素的使用对水库生态的影响，于 2022年 10月选取桂林市备用饮用水水源地青狮潭水库作为研究区域，利用固相萃取和超高效液相色谱-串联质谱技术对青狮潭水库沉积物中磺胺类、四环素类、喹诺酮类等三大类17种抗生素含量进行了分析。结果表明，20 个采样点总浓度为 3.79~11.10 ng·L-1，共检出 7 种磺胺类、4 种四环素类、3 种喹诺酮类抗生素，平均浓度为0.084~1.26 ng·L-1，其中检出浓度最高的抗生素为氧氟沙星（OFL），浓度为5.21 ng·L-1，氧氟沙星是检出率最高的抗生素，检出率为90%。对青狮潭水库沉积物抗生素生态风险和健康风险进行评估，研究表明：青狮潭水库沉积物三大类17种抗生素风险商值RQ<1，表现出低风险；但不同采样点最大风险指标均指向氧氟沙星，需要注意氧氟沙星的排放问题。健康风险评估结果表明，青狮潭水库沉积物抗生素对人体健康无风险。

• 潇河灌区地表水无机化学特征及离子来源解析

  刘婷,孟志龙,唐秀丽,王捷,高玉凤

  为研究潇河灌区无机水化学特征及其控制因素，本研究于 2021年 10月至 2022年 8月对潇河灌区地表水进行采样分析，综合运用相关性分析、数理统计和离子比值等方法，分析研究区地表水化学类型及离子来源特征。结果表明：研究区水化学类型主要为HCO3-Na·Mg·Ca型，优势离子为Mg2+和HCO3-，分别占阳离子和阴离子的35.41%和68.49%。地表水体受岩石风化影响显著，离子含量的时间变化特征显著，2月和6月总溶解性固体含量最高。Ca2+、Mg2+和K+来源于硅酸岩风化，HCO3-来源于碳酸岩风化，Cl-、SO42-和NO3-主要受人类活动影响。

• 牛粪对双孢菇菌渣堆肥过程中碳氮转化及真菌群落的影响

  王萌萌,范博文,赵立琴,孙宁,杨凤军,田丽美,吴瑕

  为揭示牛粪对双孢菇菌渣堆肥过程中真菌群落动态及其对碳氮转化的影响，使用高通量测序技术探索了牛粪和菌渣堆肥过程中真菌群落组成、结构的变化，利用生物信息学的方法分析了真菌群落及其与碳、氮组分间的相互作用关系。以牛粪和菌渣作为研究对象，采用条垛式堆肥的方法共堆肥42 d，设CK（100% 双孢菇菌渣）和CD（双孢菇菌渣∶牛粪=7∶3）两个处理。结果表明：CD处理比CK堆肥总有机碳（TOC）降低2.17%，腐熟期碳、氮分别提高48.69%和4.01%，发芽指数（GI）提高49.33%。添加牛粪提高了菌渣堆肥中真菌群落丰富度和多样性，堆体温度高且高温期延长23 d；子囊菌门和担子菌门是两处理的优势菌门；CD处理食线虫菌属（Duddingtonia）、Coprinellus、鬼伞属（Coprinopsis）、细粒嗜热菌属（Thermomyces）的相对丰度均高于 CK，有利于碳氮转化。利用 Pearson 相关系数构建网络模型，分析筛选出与碳氮转化相关的核心真菌属，CD 处理有 2个与 TOC 相关的核心真菌属（50%正相关），CK处理中有7个属与TOC相关（28.6%正相关）。菌渣牛粪联合堆肥真菌共现网络的关联性和复杂性更高，真菌群落间竞争减弱，平均路径长度较低，网络更敏感。菌渣堆肥添加牛粪可改变核心真菌与TOC和总氮（TN）间的关系，在CD处理中TOC核心菌与TOC呈正相关，而在CK处理中呈负相关。两处理TN核心菌与TN间均呈显著正相关关系，与TOC负相关。研究表明，菌渣与牛粪联合可使堆体快速升温，延长堆体的高温期，核心真菌通过增加与其他微生物的相互作用，影响碳氮转化，降低TOC损失率，提高堆肥品质。

• 水解-氧化法制备甘蔗叶生物质腐植酸

  马欣宏,王磊,刘金磊,陈海珊,李典鹏,海洪

  本研究以甘蔗叶为原料，通过设计模拟矿源腐植酸形成过程中的化学反应，研究将甘蔗叶转化为腐植酸的技术，并将实验室制得的腐植酸与矿源腐植酸和木质素进行比较研究。制备过程：首先进行酸水解反应，将其中的纤维素和半纤维素水解为可溶解的水解糖，将木质素转化为不溶的腐植酸前体，固液分离；然后用氧化剂对腐植酸前体进行氧化反应，重新生成亲水性的羧基基团，完成腐植酸的制备。实验结果表明，水解反应步骤时，在固定20∶50（g∶mL）固液比的条件下，最佳的反应条件为：10%的硫酸和1%的硝酸组成的水解液，在150 ℃的温度下，水解3 h；氧化步骤中，腐植酸前体以1∶13（g∶mL）的固液比与3.5%的硝酸在80 ℃的温度下反应2 h。经元素分析、酸性基团分析、紫外和红外光谱以及核磁共振波谱等一系列分析手段，证实制备的蔗叶生物质腐植酸有较高的腐殖化和芳香化程度，其各项指标均接近于矿源腐植酸。该方法能成功制备腐植酸，同时利用产生的水解糖还具备与多种现有生物质产业相结合的潜在可能，以解决其水解残渣的问题。

• 杏鲍菇菌渣代料栽培对姬松茸不同潮次产量及品质的影响

  陈华,林怡,叶菁,刘朋虎,翁伯琦,王义祥

  为探究杏鲍菇代料栽培姬松茸的适宜比例，通过床栽试验研究了杏鲍菇替代不同比例稻草对姬松茸J2和J37菌株不同潮次子实体产量、营养品质的影响。结果表明：随着替代比例的增加，姬松茸J2和J37子实体产量呈现先升后降的变化趋势，替代比例为30%时产量最高，姬松茸J2产量可达2.038 kg·m-2，姬松茸J37产量可达2.267 kg·m-2。两种姬松茸子实体产量主要集中于第一潮和第二潮，且杏鲍菇菌渣替代栽培处理前两潮产量占比均高于传统栽培配方。随着潮次增加，姬松茸 J2和 J37子实体中多糖、粗蛋白和氨基酸的质量分数总体呈降低的趋势，但杏鲍菇菌渣替代处理多糖、粗蛋白和氨基酸质量分数随潮次增加降低的幅度小于传统栽培配方。杏鲍菇菌渣替代处理姬松茸子实体中粗蛋白、氨基酸和多糖的质量分数分别比传统栽培配方提高2.42%~10.44%、4.09%~12.00%和11.07%~23.70%，其中替代比例为30%时营养品质最优。从生产成本分析，杏鲍菇菌渣替代可降低姬松茸栽培原料成本35.08%~54.00%。研究表明，适宜比例的杏鲍菇菌渣和养殖场垫料组合代料栽培姬松茸的产量和品质优且不同潮次间相对稳定，而且该方式可以有效降低栽培材料的投入成本，综合效益比较高。

• 淡水养殖池塘CO2通量多时间尺度变化特征及其影响要素

  葛培,赵佳玉,张弥,肖薇,邱吉丽,贾磊,包恒鑫,石婕,赵若男

  为探讨淡水养殖CO2通量的多时间尺度变化特征及其影响因子，本研究以我国长江三角洲区域典型淡水养殖池塘为研究对象，基于涡度相关法（Eddy covariance，EC）测定的2016—2021年高频连续CO2通量数据，对CO2通量的多时间尺度变化特征及其环境、人为影响要素进行分析。结果表明：养殖池塘CO2通量（以C计）存在明显的日变化、季节变化和年际变化特征，其年尺度交换量的变化范围为-671~1 005 kg·hm-2·a-1，年均值为（-74±688）kg·hm-2·a-1，表现为CO2的弱汇。CO2通量在不同时间尺度的主控因子存在明显差异，其中在0.5 h尺度上，太阳辐射和气温分别是白天和夜晚CO2通量的主要影响因子；日尺度和月尺度的CO2通量则分别受太阳辐射和归一化植被指数（NDVI）调控，且CO2通量与上述要素均呈显著负相关；年际尺度上，养殖池塘CO2通量受饲料投入量与NDVI的共同作用，二者建立的回归方程可以解释64%的CO2年总通量变化，其中CO2排放量随饲料投入量的增加呈线性增加（R2=0.55，P<0.05）。根据本研究结果，建议在未来可将提高饲料利用率作为控制养殖水体温室气体排放、改善水体生态环境、实现水产养殖业可持续发展的重要途径。

• 基于产量和N2O排放的温室番茄灌溉模式

  段琳博,蔡焕杰,孙亚楠,马静,杨楠

  为了揭示设施菜地N2O排放的变化规律，了解水肥气耦合对设施菜地土壤N2O的影响，对不同水肥气处理进行综合评价，提出合理的减排措施。试验以番茄为供试作物，设置了灌水水平（I）、施肥水平（F）和加气水平（A）3个因素，以不加气（CK）充分灌溉条件下2个施肥水平为对照，设置I1和I2（分别为亏缺灌溉和充分灌溉，对应作物-皿系数（Kcp）分别为0.8和1.0）2个灌水水平，F1和F2（分别为低肥和高肥，对应施氮量为180 kg·hm-2和240 kg·hm-2）2个施肥水平，A1和A2（分别为1倍气和2倍气）2个加气水平，共10个处理。采用静态暗箱-气相色谱法对番茄全生育期N2O排放进行监测分析，系统研究水肥气耦合对温室番茄土壤N2O排放的影响及其影响因素。结果表明：灌水量和施肥量的增加均会增加土壤N2O排放通量，I2处理的N2O排放通量比I1处理平均增加14.79%（P>0.05），F2处理比F1处理平均增加34.90%（P0.05）和62.92%（P<0.05）。土壤N2O排放通量与土壤充水孔隙度呈指数正相关关系，与NO3--N含量呈指数正相关关系，当土壤温度小于等于26 ℃时，N2O排放通量与土壤湿度呈指数正相关关系，土壤温度大于26 ℃时，呈线性负相关关系。综合考虑番茄产量、N2O 累积排放量、灌溉水分利用效率、氮肥偏生产力和单产 N2O 累积排放量，推荐施肥量为180 kg·hm-2的1倍气充分灌溉（Kcp=1.0）为温室番茄增产、节水、减排的较佳灌溉模式。

• 洱海流域长期不同施肥对菜田温室气体和氨挥发的影响

  徐卓颖,续勇波,白采禾,雷宝坤

  为揭示洱海流域长期施肥下露地菜田温室气体（N2O、CH4、CO2）和土壤氨（NH3）挥发对不同施肥方式的响应趋势及影响因素，依托始于 2007年连续进行 15 a的长期定位试验，研究 5个施肥处理[不施任何肥料（CK）、有机肥（OM）、化肥和有机肥（NPK+OM）、增施氮肥（NPK+OM+N）、增施磷肥（NPK+OM+P）]的温室气体及氨挥发的特征。结果表明：长期定位15 a后，OM处理能显著增加菜田土壤全氮、有机质、有效磷含量。在等氮条件下，与OM处理相比，NPK+OM处理能显著增加菜田土壤NO3--N含量；NPK+OM+N 处理会使土壤 pH 显著降低，导致土壤酸化。NPK+OM+N 处理 pH 比 NPK+OM 处理显著降低 9.27%；OM 处理会导致土壤CO2和CH4排放量显著升高，在整个莴苣生育期内CO2和CH4的累积排放量分别为（22 489.29±1 562.91）kg·hm-2和（1.95±1.31）kg·hm-2；增施氮肥会导致N2O排放量显著升高，莴苣生育期内NPK+OM+N处理N2O累积排放量为（38.33±10.74）kg·hm-2；氨挥发主要发生在追肥后，各处理氨挥发量表现为 NPK+OM+P>NPK+OM+N>NPK+OM，且处理间存在显著差异。相较于 NPK+OM 处理，NPK+OM+P、NPK+OM+N处理使氨挥发显著增加245.7%、124.3%，说明增施氮肥和增施磷肥会显著增加土壤氨挥发；OM和NPK+OM+N处理会显著增加全球增温潜势和温室气体排放强度。OM处理产量达（3 183.81±293.88）kg·hm-2，该处理虽然能显著增加蔬菜产量，但造成的全球增温潜势和温室气体排放强度也是最大的。全氮、有机碳、pH是影响温室气体和氨挥发排放的关键影响因素。有机肥和化肥配施是本研究推荐的施肥方案，该方案既可以保证经济效益，还可以兼顾生态环境效益。

• 江苏省农田生态系统固碳时空分布特征与趋势预测

  邱子健,李天玲,申卫收

  为探讨江苏省农田生态系统固碳时空分布特征及未来固碳趋势，利用固碳速率法对江苏省2005—2020年农田固碳进行估算，重点分析2005、2010、2015年和2020年时空分布特征，并运用机器学习的方法对2021—2060年全省农田生态系统固碳进行预测。结果表明：在时间序列上，江苏省近年农田生态系统固碳量整体呈现升高的趋势，2020年估算量为282.55万t·a-1 （以C计，下同），在全省陆地生态系统固碳总量中占比达20.17%；在空间分布上，固碳贡献最大的是苏北地区，无论是施用肥料还是秸秆还田贡献的固碳量，苏北地区均呈现高于苏中、苏南地区的态势；根据机器学习的重要性分析，秸秆还田量是最为重要的影响因素；两种模型中，BP神经网络相较于随机森林具有更高的预测精度，该模型预测2021—2060年农田生态系统固碳量仍会在短期内持续升高，但随后将进入较稳定的平台期，其中2021—2026年间固碳量将持续升高并达峰值，为365.26万t·a-1，而到2060年固碳量则为348.12万t·a-1。研究表明，江苏省农田生态系统固碳量已逐步提升，但未来增长速率将趋于减缓，有必要进一步强化固碳措施，重点是提升秸秆还田率及其固碳效率，同时现有研究方法也有待于进一步优化，未来应将有机肥施用、绿肥还田、轮作等因素考虑在内，从而实现对农田生态系统固碳更为精准、全面的估算。