农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2024年第3期

• 加强气候变化背景下植物病原真菌控制技术的创新和突破

  姚彦坡,朱永官,褚海燕

  全球气候变化是现代农业生态系统目前面临的主要威胁之一。一方面，气候变化正在重塑植物与微生物的互作，诱导某些共生微生物转变为病原微生物，提升植物真菌病害发生的频率和程度；另一方面，气候变化降低植物的免疫力和抗病性，导致植物更严重的真菌病害。本文将重点讨论气候变化如何影响共生真菌与作物的互作，如何驱动植物真菌病害的发生和传播，以及采取何种调控措施从源头上预防病原真菌的危害。

• 中国农业生态学与生态农业研究早期阶段的“燎原星火”——以1975年至2000年公开的部分资料为依据

  唐建军,陈欣,胡亮亮,章家恩,吴文良,林文雄,曹林奎,曹凑贵,李萍萍,李凤民,王克林,骆世明

  20世纪的最后25年是中国大陆的农业生态与生态农业理念推广、科研探索及人才队伍成长的早期阶段。本文基于中国知网系统、国家自然科学基金委员会大数据知识管理服务门户、中国生态学学会官网、中国科学院野外台站网，《中国生态农业学报》《农业环境科学学报》《农业资源与环境学报》《生态与农村环境学报》《农业现代化研究》《生态学杂志》等多种农业生态学与生态农业有关学术期刊网站及孔夫子旧书网，对1975—2000年期间，中国大陆从事农业生态学与生态农业研究比较有影响力的学术平台（单位）和学者、公开出版的部分著作名录、国家自然科学基金生态学领域（C03）与农业生态相关的立项项目、中国知网系统内中文学术期刊发表的相关论文要素分析（发表年份、作者、所在单位、刊载期刊等）、被引次数及相关期刊创刊号特邀专论为依据的重要学术论文和学术论著题录进行了粗略的统计和分析，分析描述了早期阶段农业生态学及生态农业研究的热点及其变化过程。此外，本文还陈列和介绍了中国生态学学会农业生态专业委员会自成立至2000年期间组织和主办的十届全国农业生态学学术研讨会情况以及专业委员会的工作发展。本文为关心和支持中国农业生态学与生态农业建设的各界人士了解20世纪最后25年里中国农业生态学领域的大致概貌提供了一个粗略小结，也是对既往时代的认同、肯定和对现世同人的鼓励鞭策。

• 土壤微塑料影响植物生长的因素与机制研究进展

  陈欣,郭薇,李济之,迟光宇

  土壤中的微塑料可通过多种方式影响植物生长，并且其在植物体内积累会最终通过食物链进入人体，厘清微塑料对植物生长的影响及机制，有助于系统掌握其在土壤-植物体系中的环境行为。微塑料的赋存状态和理化特征均可影响其对植物的作用效果，本文从粒径、形状、浓度、种类、塑料添加剂和老化程度等方面，梳理了土壤微塑料影响植物生长的主要因素及作用机制，并对未来研究的重点内容提出展望，以期为进一步明晰微塑料对土壤生态系统的影响提供参考。

• 施肥对不同时期遮阴小麦光合、产量和品质的影响

  刘迎霞,娄运生,高安妮,杜泽云

  为探究通过施肥能否减缓太阳辐射减弱对小麦生长发育及产量形成的不利影响，通过田间模拟试验，研究了不同生育期遮阴下施肥对冬小麦植株光合生理、产量和品质的影响。采用3因素3水平正交试验设计，遮阴设3水平，即不遮阴（S0，遮阴率0）、开花-成熟期遮阴（S1，平均遮阴率68%）、分蘖-成熟期遮阴（S2，平均遮阴率68%）；复合肥（N-P2O5-K2O）施用量设3水平，即100 kg·hm-2（F1）、200 kg·hm-2（F2）和300 kg·hm-2（F3）；硅肥施用量（以SiO2计）设3水平，即0（R0）、200 kg·hm-2（R1）和400 kg·hm-2（R2）。结果表明：S1提高冬小麦开花-灌浆期旗叶净光合速率（Pn），S1和S2降低开花-灌浆期气孔导度（Gs）和灌浆期蒸腾速率（Tr），提高胞间CO2浓度（Ci）；S1和S2降低千粒质量、结实率、产量，减少籽粒直链淀粉含量和总淀粉含量，提高籽粒蛋白质含量。F1、F2分别提高开花期Pn、Gs、Tr和灌浆期Pn、Gs、Tr；F3提高籽粒千粒质量、结实率、产量、直链淀粉含量和总淀粉含量。施硅提高冬小麦灌浆期旗叶Pn，R1提高千粒质量、结实率和产量，降低籽粒直链淀粉含量、总淀粉含量和蛋白质含量。研究认为，尽管开花-成熟期遮阴提高冬小麦开花-灌浆期旗叶Pn，但抑制小麦灌浆期叶片蒸腾作用，影响产量形成，而施复合肥300 kg·hm-2配施硅肥200 kg·hm-2可促进冬小麦光合和蒸腾作用，提高产量和改善品质，缓解遮阴带来的不利影响。

• 不同锌源叶面喷施对冬小麦和夏玉米产量及籽粒营养品质的影响

  颜为,孙金鞭,吕洪国,黄萌,王志伟,齐世军,崔振岭,薛艳芳,刘开昌

  为探明不同锌源叶面肥喷施对小麦和玉米产量、籽粒矿质元素含量及锌、铁生物有效性的影响，对冬小麦-夏玉米轮作体系开展不同叶面肥喷施试验。小麦季设置去离子水（CK1）、尿素（CK2）、尿素+纳米氧化锌（U+ZnO）、尿素+壳聚糖纳米锌（U+ZnCNP）、尿素+普通七水硫酸锌（U+Zn）5种叶面肥处理；玉米季增加尿素与锌铁硒多元混合喷施处理（U+Zn/Fe/Se）。结果表明：各叶面肥喷施处理对小麦和玉米籽粒产量均无显著影响，但对籽粒微量元素含量有显著影响。不同锌源与尿素混合叶面肥对小麦籽粒锌含量强化效果由弱到强依次为U+ZnCNP

• 微生物还原五价钒的电子传递过程及其钒还原对藻类生长的影响

  王丽丽,周睿,周雅琪,司友斌

  为探究微生物还原五价钒[V（Ⅴ）]的机理，从钒污染土壤中筛选出一株V（Ⅴ）还原菌，经鉴定为神户肠杆菌（Enterobacter kobei NC1-2），研究不同电子传递抑制剂和电子穿梭体对菌株NC1-2还原V（Ⅴ）的电子传递过程的影响，以及V（Ⅴ）微生物还原前后的毒性变化及其对藻类生长的影响。结果表明，当V（Ⅴ）初始浓度20 mg·L-1，培养3 d时菌株NC1-2对V（Ⅴ）的还原率为90.3%。扫描电镜（SEM）结果显示菌株表面附着无定形物质，结合能量散射X射线谱（EDS）分析证实无定形物质中含有钒元素；X射线光电子能谱（XPS）分析表明菌株NC1-2将V（Ⅴ）还原为V（Ⅳ）。电子传递抑制剂辣椒素、奎那克林和氯化铜能抑制菌株NC1-2对V（Ⅴ）的还原；核黄素作为电子穿梭体可缩短电子传递距离，促进胞外电子传递，有利于V（Ⅴ）的还原，进而加快菌株NC1-2对V（Ⅴ）的还原。V（Ⅴ）还原成V（Ⅳ）后毒性降低，减少了对小球藻Chlorella pyrenoidosa和斜生栅藻Scenedesmus obliquus的生长胁迫，两种藻生长96 h时的藻密度显著增加，且叶绿素a含量均有所提高，分别为17.4 mg·L-1和15.8 mg·L-1。研究表明，强化微生物还原V（Ⅴ），能降低其对水生生物的毒性。

• α-硫辛酸在微囊藻毒素-LR诱导草鱼卵巢细胞损伤中的作用

  王辉,何丽,阮记明,梁惜梅,李福贵,隗黎丽

  为研究α-硫辛酸（Alpha lipoic acid，α-LA）在微囊藻毒素-LR（Microcystin-LR，MC-LR）诱导水生动物毒性效应中的保护作用，本研究以草鱼卵巢（Grass carp ovary，GCO）细胞为研究对象，检测分析了不同浓度α-LA以及α-LA与MC-LR共同暴露对GCO细胞活力的影响，随后根据测定的结果设置对照组（不添加MC-LR和α-LA）、125 μmol·L-1α-LA组、24 μmol·L-1 MC-LR组及125 μmol·L-1α-LA+24 μmol·L-1MC-LR组，检测分析了α-LA在缓解MC-LR对GCO细胞活性、氧化应激以及炎症方面的影响。结果表明：与对照组相比，24 μmol·L-1 MC-LR可诱导乳酸脱氢酶（LDH）活性和丙二醛（MDA）含量显著上升，同时显著抑制谷胱甘肽（GSH）活性（P0.05）。此外，对炎症因子进行分析发现，MC-LR单独暴露组TNFα和IL11基因的相对表达水平显著高于对照组（P<0.05），但联合暴露组中的TNFα和IL11基因的相对表达水平却显著低于MC-LR单独暴露组（P<0.05）。研究结果表明，α-LA可缓解MC-LR诱导的氧化应激，提高细胞活力，抑制GCO细胞炎症的发生，从而减弱MC-LR对GCO细胞的损伤。

• 淹水灌溉协同钝化剂对水稻Cd吸收和积累的影响

  李畅,曾鹏,杨文,冯奕康,张玥,王德正,辜娇峰,廖柏寒,周航

  在严格管控区Cd污染稻田开展田间试验，探讨淹水灌溉协同石灰和土壤调理剂对土壤Cd的有效性，以及水稻Cd吸收和累积的影响。结果表明：淹水灌溉协同钝化修复技术可有效降低土壤Cd的有效性和水稻Cd的吸收和积累。淹水灌溉协同石灰和调理剂处理下，土壤pH值较对照显著（P<0.05）提高0.97个单位，且土壤有效态Cd含量以及水稻根、茎和叶片Cd含量较对照分别显著（P<0.05）降低36.4%、63.0%、80.3%和42.4%，糙米Cd含量降至0.15 mg·kg-1。淹水灌溉协同石灰和调理剂处理还显著抑制Cd向糙米部位的累积。糙米Cd的富集系数和Cd累积量较对照分别显著（P<0.05）降低67.8%和62.8%。因此，淹水灌溉协同土壤钝化修复技术是一种有效实现Cd污染稻田水稻安全生产的措施。

• 螯合剂与低分子有机酸复配淋洗修复Cr（Ⅵ）污染土壤

  杨宗政,李文轩,董春婷,赵润谦,王春虎,仇荣亮

  为探究可生物降解螯合剂氨三乙酸（NTA）替代乙二胺四乙酸二钠（EDTA）在复配淋洗剂中的作用，本文研究了NTA和EDTA与草酸和酒石酸所配制的复配淋洗剂在不同浓度、固液比、pH值和淋洗时间下对Cr（Ⅵ）污染土壤淋洗效果的影响及淋洗动力学，此外还使用顺序提取方案（BCR）分析了淋洗前后土壤中重金属的形态、迁移率和稳定性变化。结果表明：混合等体积的0.25 mol·L-1 NTA和0.3 mol·L-1草酸在固液比为1∶9、pH为3、淋洗时长为240 min条件下达到最大Cr（Ⅵ）去除效率82.94%，这与使用EDTA淋洗时的效率相近；该复配淋洗剂淋洗Cr（Ⅵ）污染土壤时的动力学符合拟二级动力学方程；BCR实验结果表明，NTA和草酸复配淋洗后土壤中Cr的弱酸可提取态、可氧化态和残渣态组分含量分别从6 346.67、4 280.00、2 387.67 mg·kg-1下降至1 161.67、433.35、741.00 mg·kg-1，可还原态组分从2 746.67 mg·kg-1上升至6 016.67 mg·kg-1，污染土壤重金属迁移率下降。淋洗后土壤有机质含量从13.47%上升至30.56%，脲酶和脱氢酶活性分别从46.32、329.09 μg·d-1·g-1降低至29.36、131.98 μg·d-1·g-1，土壤结构基本与原土一致。因此，NTA与草酸复配淋洗剂是一种高效且对土壤影响较小的淋洗剂。

• 苏南地区汞污染农田土壤植物套作修复模式的筛选

  焦龙进,程剑,姜德民,朱家辉,杨倩,徐双圆,葛鹏,占新华

  为探究不同作物-超富集植物套作模式对修复汞污染农田土壤的效果，本研究通过盆栽试验，以小麦、大豆、油菜等作物为研究对象，将其分别与野艾蒿、乳浆大戟、悬钩子等汞富集植物搭配套作，研究不同套种体系修复汞污染农田土壤的效果。结果表明：与富集植物进行套作时，作物根、茎、叶和籽粒的汞含量有不同程度的下降，其中根部汞含量下降最明显，作物与富集植物套作可以降低作物体内汞含量。与小麦单作相比，野艾蒿、悬钩子与小麦套作可以增加小麦地上部生物量，增加幅度分别为49.37%和42.45%。小麦/野艾蒿套作和小麦/悬钩子套作富集植物中汞的转移系数（Transfer factors，TF）接近，但野艾蒿汞的生物富集系数（Bioconcentration factor，BCF）显著高于悬钩子，是其的2.59倍；大豆的两种套作模式下，乳浆大戟的TF、BCF值皆高于野艾蒿，分别是其的1.41倍和1.50倍；油菜的两种套作模式下，悬钩子和野艾蒿的TF值接近。结果分析显示野艾蒿适合与小麦套作，乳浆大戟适合与大豆套作。综上所述，小麦/野艾蒿、大豆/乳浆大戟套作模式可以降低作物体内汞含量，并在一定程度上提高小麦和大豆产量。

• 客土比例对土壤及油菜砷有效性的影响

  王旭东,文炯,彭芝,张楠,苏世鸣,李宇翔,彭礼枚,李洪斌,曾希柏

  为探究客土修复砷污染土壤的长期效果，在农业农村部岳阳农业环境野外科学观测实验站设计了客土与污染土壤不同混合比例的微区试验，研究了混合比例对土壤砷含量及油菜生长、吸收砷等的影响。结果表明：客土降低了污染土壤的砷含量，且土壤有效砷含量的降幅与客土比例显著相关，油菜各部位对砷的吸收量随客土比例的提高而降低。客土比例为40%时，油菜茎叶和籽粒的生物量最高，分别比污染土中增加了7.8%和12.8%，且根、茎叶和籽粒的砷含量分别比污染土中降低了67.4%、68.4%和82.2%。随客土比例的提高，土壤团聚体平均质量直径呈增加趋势，土壤pH和阳离子交换量则呈降低趋势。根据本研究结果，客土比例对土壤有效砷及pH、团聚体平均质量直径和阳离子交换量等理化指标具有显著影响，合适比例的客土能促进油菜生长并大幅度降低油菜的含砷量。

• 北疆典型棉区土壤微塑料污染现状及分布特征

  孙霞,苟燕如,严涵,汤庆峰,杨再磊,贾宏涛

  为研究北疆棉区土壤微塑料的污染现状及分布特征，于2021年4月采集分析了不同覆膜年限（0、5、10、20、30 a）及不同土层深度（0~10、10~20、20~30 cm）的土壤样品。结果表明：北疆棉区土壤中微塑料丰度范围为1 565~3 560个·kg-1，且随着覆膜年限的增加微塑料丰度值呈现升高趋势，但地膜的使用量与微塑料丰度的关联度逐渐降低，10~30 cm土壤微塑料丰度与地膜的使用量关联度高；该区域土壤微塑料形状主要有薄膜状、碎片状、纤维状和发泡状4种；微塑料颜色包括白色透明、黑色、黄色和其他颜色，所占比例分别为69.02%、14.78%、6.49%和9.71%；微塑料粒径随覆膜年限增加而减小，粒径<0.5 mm的微塑料所占百分比最大；利用傅里叶衰减全反射红外光谱（FTIR）随机调查发现，研究区内土壤微塑料的主要成分分别是聚乙烯（PE）占比45%、聚丙烯（PP）占比20%、聚酰胺（PA）占比16%；各覆膜年限土壤微塑料污染负荷指数在1.70~2.57之间，且随着覆膜年限的增加而增加，研究区微塑料污染负荷指数达到2.09，微塑料污染等级已达重度。研究表明，研究区内存在不同程度的微塑料污染，其引起的生态风险需引起重视。

• 氮肥施用和秸秆还田对东北地区褐土稳定性有机碳的影响

  黄磊,张然,陈雅丽,牛翠云,翁莉萍,马杰,李永涛,张哲

  为探究长期施用氮肥和秸秆还田措施下农田土壤总有机碳（TOC）的稳定性，以辽宁省国家农业环境阜新观测实验站连续8 a施肥的定位试验田为研究对象，采用有机质酸碱提取和密度分级实验、金属氧化物形态提取实验、碳14定年和次氯酸钠氧化实验等手段，系统研究了长期施用氮肥和秸秆下农田土壤TOC的含量、化学组成及其年龄特征。结果表明：相对于对照组（不施氮肥），单施氮肥处理组的TOC含量降低了5.5%，而氮肥配施秸秆组则升高了2.8%，但两个处理土壤碳氮比均高于对照。随着氮肥和秸秆的加入，土壤有机质酸碱可提取部分的总占比降低，其中胡敏酸从63.6%降低到49.5%，酸碱不可提取部分（即胡敏素）的占比升高（25.9%~39.0%）；各处理间土壤TOC的轻、重组分级没有显著差异，均以重组有机碳为主要成分，占TOC的62.3%±0.4%。同时，重组分中可提取的碳和铁铝的比值非常低，表明重组分里的土壤有机质除了与铁铝氧化物结合之外，很可能大部分以团聚或者包被的形式与黏土结合。碳14定年结果显示，3个处理组中土壤的年龄在距今2 000 a左右，试验区农田土壤以长期稳定有机碳为主。研究表明，氮肥施用和秸秆还田向土壤中增加新有机碳，增加了土壤中矿质结合的胡敏素类有机质；而所产生的激发效应导致土壤中部分原有的稳定有机碳降解，减少了腐植酸类有机质。新增有机碳的不稳定性及激发效应导致的原有稳定有机碳的降解，制约了氮肥施用和秸秆还田对土壤TOC累积的贡献。

• 稻虾共作模式下克氏原螯虾对水稻土团聚体特征及有机碳分布的影响

  佀国涵,朱秀秀,彭成林,袁家富,赵书军,徐大兵,谢媛圆,周剑雄,杨小红

  为研究长期稻虾共作模式下克氏原螯虾对水稻土团聚体数量、稳定性以及土壤团聚体有机碳含量、分布的影响，本研究依托始于2014年的长期定位试验，设置冬泡无秸秆还田（W）、冬泡+秸秆还田（WS）和冬泡+秸秆还田+养虾（WSC）3个处理，采集各处理表层土壤样品，分析土壤团聚体及有机碳分布特征。结果表明：土壤水稳性团聚体以>1~2 mm粒级为主，在冬泡条件下秸秆还田处理显著提高了土壤中>2 mm团聚体比例、有机碳含量和有机碳贡献率，且增加了土壤团聚体平均质量直径；相对于冬泡+秸秆还田处理，冬泡+秸秆还田+养虾处理土壤>2 mm和>1~2 mm团聚体比例显著提高了19.8%和6.5%，而0.053~0.25 mm团聚体比例则显著下降了9.2%，且>0.25 mm的团聚体数量、平均质量直径和几何平均直径分别提高了7.8%、20.6%和37.5%。冬泡+秸秆还田+养虾处理的土壤总有机碳、微生物量碳和颗粒有机碳含量较冬泡+秸秆还田处理分别显著提高了6.2%、34.0%和23.1%，且显著提高了<0.25 mm团聚体中有机碳的含量。研究表明，稻虾共作模式下克氏原螯虾养殖促进了土壤大团聚体的形成，增强了团聚体稳定性，增加了土壤有机碳及活性组分含量，尤其提高了微团聚体中有机碳含量，提升了土壤固碳能力。

• 氮肥施用下蚯蚓活动对农田氮转化影响的Meta分析

  那立苹,刘亚林,熊兴军,朱超亚,王薇,明润廷,伍玉鹏

  蚯蚓在自然土壤中既能促进植物氮（N）素利用、增加土壤N固持，也会导致土壤N素气逸和淋溶损失，但农田土壤中持续的N肥施用如何影响蚯蚓的这些作用却并不清楚。因此，本研究提取了52篇文献中的202对数据，利用Meta分析从N肥类型、施肥量和施肥方式3个方面进行研究，评估N肥施用下蚯蚓活动对农田N转化的影响。总体结果表明，N肥施用下蚯蚓活动显著增加了作物生物量（地上部、地下部分别增加了12.00%、19.30%）及作物总氮（TN）含量（地上部、地下部分别增加了20.35%、21.06%），显著增加了土壤可利用N（9.16%）、微生物生物量氮（MBN，23.19%）及脲酶活性（23.73%），但与此同时也导致土壤氧化亚氮（N2O）排放和N淋溶增加了16.41%和16.15%。蚯蚓活动对不同肥料类型、施肥量及施肥方式下土壤N转化过程的影响不同。有机-无机N肥配施时，蚯蚓活动对作物生物量和TN含量均有显著的促进作用（地上部、地下部生物量分别增加了17.90%、18.03%；地上部、地下部TN含量分别增加了37.62%、25.76%）；无论N肥施用量为多少，蚯蚓活动均显著增加了作物地上部生物量和地上部TN含量，但对其他指标无显著影响；N肥深施时，蚯蚓活动显著增加了作物生物量（地上部、地下部生物量分别增加了16.75%、22.75%）、TN含量（地上部、地下部TN含量分别增加了33.24%、27.62%）和微生物活性（MBN、脲酶分别增加了27.87%、28.21%），而N肥表施时，蚯蚓活动仅显著增加了土壤可利用N含量（17.56%）和脲酶活性（9.03%）。蚯蚓活动显著增加生态系统多功能性（5.93%）。N肥深施相比N肥表施更有助于充分发挥蚯蚓在农田土壤N转化过程中的积极作用，而N肥类型和施用量对蚯蚓诱导的N转化过程的综合作用并无显著影响。

• 不同调酸剂对种植玉米红壤微生物群落的影响

  杨玲,张艺,钟俊杰,聂三安,孙耿,盛浩

  为研究红壤微生物丰度和群落组成对不同调酸剂的响应，分析影响碳/氮关键代谢过程微生物的变化，通过盆栽实验，设置不施肥（CK）、钙镁复合剂（L）、钙镁复合剂配施猪粪（ML）和钙镁复合剂配施秸秆（SL）4个处理，采用宏基因组测序技术，分析土壤细菌、真菌和古菌以及碳/氮代谢关键过程微生物。结果表明：L、ML和SL处理显著提高土壤pH值和交换性钙/镁，显著降低土壤交换性酸。调酸剂增加了细菌优势菌中的变形菌门相对丰度，降低了绿弯菌门和酸杆菌门相对丰度；降低了真菌优势菌中的毛霉菌门相对丰度；增加了古菌优势菌中的广古菌门和深古菌门的相对丰度，降低了奇古菌门的相对丰度。冗余分析结果显示，速效钾是影响土壤细菌和真菌群落结构的主要环境因子，土壤pH和有机碳是影响土壤真菌和古菌群落结构组成的关键因子。碳代谢过程的贡献度方面，变形菌门的贡献度在SL处理中最高，放线菌门和芽单胞菌门的贡献度在ML处理中最高。氮代谢过程中，各处理绿弯菌门对硝化作用的贡献率均超过80%。调酸降低了绿弯菌门和酸杆菌门在反硝化与硝酸盐异化还原过程中的贡献度，L与SL处理的变形菌门贡献度低于ML处理，而ML处理的放线菌门贡献度高于L与SL处理。单施钙镁复合剂、钙镁复合剂配施猪粪和钙镁复合剂配施秸秆均可缓解红壤酸性，改变土壤优势菌群，并有利于碳/氮积累。

• 磷肥减量与有机替代对露地辣椒产量品质及土壤肥力的影响

  廖广丞,陈晓萍,余烨颖,曹雪仙,陈文伟,王远帆,高闻哲,李廷强

  为制定长期高氮高磷投入背景下浙江省露地辣椒产区减肥增效方案，本研究采用田间试验探究了化学磷肥减量与有机肥替代对露地辣椒产量品质及土壤肥力的影响。试验以“萧新系列”辣椒为材料，设置5个处理：不施肥对照（CK）、常规施肥（CF）、化学磷肥减量30%（OF）、化学磷肥减量30%+有机肥替代15%化肥氮（OF-15N）、化学磷肥减量30%+有机肥替代30%化肥氮（OF-30N）。结果表明：OF、OF-15N和OF-30N处理较CF处理产量分别提高3.20%、14.59%和12.21%，扣除肥料成本的效益分别提高3.37%、15.21%和12.84%；与CF处理相比，OF、OF-15N和OF-30N处理辣椒糖酸比提高0.50~2.28，改善辣椒可溶性糖、糖酸比等营养品质指标，尤其在提高钙、镁、铁、锌等中微量元素含量方面效果显著，且OF-15N和OF-30N处理产量品质提升效果优于OF处理；相较于CF处理，OF、OF-15N和OF-30N处理的土壤pH值、土壤有机质和全氮均有不同程度的提升，而土壤有效磷供应水平并未显著下降；与试验前相比，OF、CF和CK处理土壤综合肥力指数值（IFI）有所下降，而OF-15N和OF-30N处理的IFI均有所提升，且OF-30N处理的提升效果优于OF-15N处理。综合来看，在化学磷肥减量30%的基础上，通过有机肥替代30%化肥氮处理对露地辣椒产量品质及土壤肥力的提升效果显著，可作为露地辣椒的减肥增效方案。

• 水铁矿对土壤溶解性有机质的吸附固持作用

  麦富生,李晓雯,吕睿,沈倩,杨健,赵好轩,VÄHÄTALO Anssi V.,肖宜华

  基于水解法将氯化铁和氢氧化钠合成了一种水铁矿，通过不同浓度水铁矿与土壤溶解性有机质（DOM）的混合避光培养实验，研究了水铁矿对土壤DOM的吸附固持作用。结果表明：在水铁矿浓度为10~30 g·L-1范围内，水铁矿对土壤DOM的吸附能力与其浓度呈正相关。随着培养时间的延长，DOM的光谱斜率（S275-295）显著降低，表明水铁矿优先吸附土壤DOM中的大分子芳香族化合物。三维荧光光谱耦合平行因子模型（EEM-PARAFAC）分析表明，土壤DOM包含类腐殖质组分（C1）（Ex/Em=240/410）、类色氨酸组分（C2）[Ex/Em=290（240）/350]及类酪氨酸组分（C3）（Ex/Em=270/300）3种荧光组分。3种组分荧光强度均随着培养时间延长呈现明显降低趋势，且类腐殖质组分的下降最为明显。被水铁矿吸附后，土壤DOM的腐殖化指数（HIX）显著降低且生物源指数（BIX）明显升高，表明随着吸附作用的进行，土壤DOM的腐殖质组分相对占比下降，而自生源组分相对占比上升。研究表明，水铁矿对土壤DOM有显著的吸附固持作用，且对大分子腐殖质物质吸附作用强于对小分子类蛋白组分，水铁矿对土壤DOM分子的固持作用能够提高土壤有机质的生物可利用度，改善土壤环境。

• 坡位与利用方式对红壤磷素储存容量的影响差异——以江西鹰潭孙家小流域为例

  郑奕,王艳玲,刘卓玲

  为明确坡位与利用方式对土壤磷素储存容量（SPSC）的影响差异，以更加准确地评估坡耕地红壤磷的流失风险，本研究以江西鹰潭孙家小流域内不同坡位（坡顶、坡上、坡中、坡底）及不同利用方式（稻田、花生旱地、橘园）的表层土壤为研究对象，对比分析了SPSC的变化规律与差异，探讨了土壤全碳、全氮、全磷、有效磷、铁铝氧化物含量等因子对SPSC的影响。结果表明：不同坡位的稻田、花生旱地与橘园的SPSC变化范围分别为-410.9~-137.8、-283.8~-128.0 mg·kg-1及-280.6~-36.3 mg·kg-1；且随坡位的降低，稻田（坡底除外）与橘园SPSC显著降低，而花生旱地SPSC则增加。与稻田土壤相比，同一坡位花生旱地与橘园SPSC相对增加；相关分析表明，不同坡位的稻田、花生旱地及橘园SPSC与土壤非晶质铁铝氧化物、游离态铁铝氧化物极显著正相关，且游离态氧化铝的影响相对最大，而与有效磷、总碳、总氮则显著负相关。江西鹰潭孙家小流域内红壤坡耕地SPSC均为负值，意味着此时的土壤均为磷源，土壤磷均具有流失风险；坡底的稻田及橘园、坡顶花生旱地土壤磷的流失风险相对较高，应及时采取相应的调控措施以有效降低土壤磷素的流失潜能与风险。

• 基于浓度与流量突变的河流总磷通量估算

  黄洁钰,庞树江,王晓燕

  为进一步加深对流量与水质浓度突变特征的理解，探究浓度与流量突变点对通量模拟的影响，本研究基于Mann-Kendall突变检验法以及贝叶斯突变点模型，对潮河流域20多年来（1992—2014年）的径流量、总磷（TP）浓度以及二者之间关系进行突变分析，并结合LOADEST模型估算TP通量。结果表明：潮河流域径流、TP浓度整体均呈下降趋势，径流突变点发生于1998年，突变前后的平均流量分别为7.92 m3·s-1和2.86 m3·s-1；TP浓度突变点发生于1993年和1996年，1992—1993年、1994—1996年和1997—2014年平均浓度分别为0.08、0.06 mg·L-1和0.03 mg·L-1。TP浓度-流量关系在2004年12月前后发生突变，前后两个阶段的流量阈值分别为2.36 m3·s-1和9.08 m3·s-1。突变点前，TP浓度与流量的关系是典型的流量驱动模式；突变点后二者关系会在高流量情况下转变为稀释主导模式。基于突变点识别的分段建模有助于改善LOADEST模型的模拟效果，而不同类型突变点各有优势。基于TP浓度突变点的分段模型的整体模拟效果最佳，使纳什系数从0.50提高到0.96；基于浓度-径流关系突变点的模型对关系突变后TP通量的模拟效果最佳，使纳什系数从-0.31提高到0.89。此外本研究讨论了降水及流域管理措施的可能影响。研究表明，进行水质建模及负荷模拟时，考虑水质浓度与流量及其关系的突变可在一定程度上提高模型的适用性。

• 人工湿地各组分氮素削减定量及功能基因分析

  高静湉,汤世科,刘哲铭,张鹏,于凤萍,李卫平

  为探讨人工湿地各组分氮素削减贡献度及微生物脱氮机理，本研究构建6组（3组无植物对照）不同类型人工湿地系统，3组有植物人工湿地基质分别为陶粒+煤渣、陶粒+沸石、沸石+煤渣，探究其对包头南海湖水中氮素的去除效果；采用氮稳定同位素示踪技术，量化植物、基质和微生物在人工湿地氮去除中的贡献度；并利用高通量测序技术分析人工湿地系统中微生物的群落结构及氮代谢功能基因。结果表明：陶粒+煤渣有植物组人工湿地氮去除效果最佳，对TN、NH4+-N、NO3--N、NO2--N的去除率分别为（41.18±2.61）%、（50.44±2.63）%、（40.93±2.32）%、（74.34±1.97）%。15N示踪发现，植物、基质和微生物对人工湿地系统NO3--N去除的贡献率分别为27.74%、48.43%和23.83%。高通量测序和PICRUSt2功能预测分析结果表明，植物对微生物群落组成和代谢途径有显著影响。在植物根部样本中，优势菌门为Proteobacteria，其大部分菌属均参与了氮代谢，在生物脱氮过程中发挥重要的作用。有植物人工湿地系统基质中微生物的nirS基因、植物根系的nirK基因丰度明显增加，植物有效促进了人工湿地系统中微生物的反硝化作用。

• Fe/Co双金属材料活化过一硫酸盐氧化降解水中2，4-D

  张荣,罗新宇,杨琦

  为了处理有机氯除草剂2，4-二氯苯氧乙酸（2，4-D）造成的环境污染，本研究采用液相还原法制备了铁钴双金属纳米颗粒（n-Fe/Co），并通过Fe、Co的合成比例优化了活化过一硫酸盐（PMS）体系对2，4-D的降解性能。结果表明：在pH为4.5的条件下，使用0.03 g·L-1的n-Fe/Co和0.5 mmol·L-1的PMS，2，4-D（10 mg·L-1）在30 min内完全去除，与单纯的纳米零价铁（nZVI）相比，2，4-D的去除率提升了60.9个百分点。n-Fe/Co可以在很宽的pH范围（2~9）和复杂的阴离子条件下有效去除2，4-D。自由基抑制实验表明羟基自由基是参与反应的主要活性物种（贡献率达到62.2%）。在中间产物分析的基础上，提出了2，4-D在n-Fe/Co-PMS体系中的降解机理和降解途径。研究表明，n-Fe/Co复合材料活化PMS系统在处理水中的2，4-D除草剂污染方面有很大的应用前景。

• 江苏省4类主要秸秆和畜禽粪便空间分布及综合利用潜力研究

  姜小三,卢梦凡,刘岩,李晗泚,袁诗睿,林伯正

  为明晰江苏省农业废弃物资源分布格局并进行利用潜力评估，推进农业废弃物资源化利用，助力农业全面绿色转型，本研究借助GIS构建数据批处理模型，测算各区县水稻、小麦、玉米和油菜4种作物的秸秆和猪、牛、羊、家禽4种畜禽的粪便产生量，及其在肥料化、能源化方面的利用潜力理论值，并结合热点分析结果为江苏省农业废弃物综合利用提供政策建议。结果表明：2020年江苏省4种主要作物秸秆可收集总量高达3 972.00万t，以水稻和小麦秸秆为主，集中分布在江苏北部和中部。分析其肥料化利用潜力，理论上相当于1 511.89万t有机碳、12.04万t N、1.59万t P、24.49万t K，能源化理论上相当于1 617.52万t标准煤或6.5×109 m3沼气；江苏省4种主要畜禽粪便产生总量为4 560.77万t，家禽粪便与猪粪最多，主要分布在东部边界和西北部地区。分析其肥料化利用潜力，理论计算相当于737.00万t有机碳、31.15万t N、29.86万t P和26.89万t K，能源化利用可折算成1 036.95万t标准煤或4.9×109 m3沼气；99%置信度下，江苏省有10个秸秆产生热点县、7个畜禽粪便产生热点县和5个秸秆-畜禽粪便双热点县。秸秆产生热点县应根据主要秸秆种类选择直接还田、制作饲料、生产农副产品和食用菌等合适的利用方向。畜禽粪便产生热点县适于开展以粪污处理为核心的循环利用模式。秸秆-畜禽粪便双热点县则具有利用种养结合构建多层次、多元化、综合化利用格局的重要优势。此外，江苏省应根据资源聚集情况，分层、分类布设资源收集处理中心，并同步优化全省的收储运网络。

• 猪场污水高氨氮负荷处理过程中温室气体的排放特征

  杨一铭,王恩全,隋倩雯,陈梅雪,郑蕊,魏源送

  为探讨畜禽养殖污水高氨氮负荷处理过程中的温室气体排放，本试验对缺氧/好氧（A/O）中试工程处理猪场沼液过程进行采样，对温室气体特性及影响因素进行了监测分析。结果表明：A/O工艺CH4平均排放通量为1 454.76 mg·m-2·h-1，平均排放因子为0.85%，缺氧池排放占比最高，占总排放量的56.0%；N2O平均排放通量为101.25 mg·m-2·h-1，平均排放因子为0.64%，好氧池排放占比最高，占总排放量的87.1%。NO2--N的积累会促使N2O排放，但对CH4排放有抑制作用。硝化细菌和反硝化细菌的反硝化反应可能是猪场污水处理过程中N2O的主要排放途径。

• 不同热解温度稻壳生物炭对羊粪堆肥腐熟度及温室气体排放的影响

  王海候,吕志伟,金梅娟,沈园,陶玥玥,周新伟,施林林,李茹,陆长婴

  为优化羊粪堆肥腐熟度与温室气体减排协同的技术工艺参数，以2种不同热解温度制备的稻壳生物炭为堆肥辅料，与羊粪、食用菌渣混合，进行了43 d的堆肥试验。设置了3个处理，羊粪与食用菌渣质量比9∶1混合体作为预备物料，在预备物料上分别添加450、650℃热解的稻壳生物炭（占预备物料质量百分比15%）为BC450、BC650处理，在预备物料上添加未热解炭化的稻壳（与稻壳生物炭同等体积）为CK处理。监测了堆肥温度、腐熟度指标（NH4+-N/NO3--N、EC值、种子发芽指数）、温室气体（CH4、CO2、N2O）排放的变化动态，分析了不同热解温度稻壳生物炭对堆肥腐熟度与温室气体减排的协同效果。结果表明：添加450、650℃热解的稻壳生物炭，缩短了堆肥体NH4+-N/NO3--N、T值、EC值及种子发芽指数达到腐熟度推荐值的所需时间，与CK处理相比，BC450、BC650处理的腐熟周期分别缩短了15.0%、32.5%；羊粪堆置43 d后，BC450、BC650处理的综合温室效应较CK处理分别显著降低了6.56%、24.36%，且BC650处理综合温室效应比BC450处理显著降低了19.05%（P<0.05）；添加稻壳生物炭对羊粪堆肥腐熟度及温室气体减排具有协同促进作用，建议优选650℃制备的稻壳生物炭。

• 荔枝剪枝堆肥和蚯蚓粪作为巨大普里斯特氏菌载体的研究

  余小兰,李勤奋,李光义,张俏燕,李晓亮

  为探讨荔枝茎秆堆肥与蚯蚓粪替代草炭作为巨大普里斯特氏菌载体的可行性，以荔枝剪枝堆肥、蚯蚓粪和草炭为原料构建6种微生物载体（ST1、ST2、ST3、ST4、ST5、ST6，三者质量比分别为6∶2∶2、4∶2∶4、2∶2∶6、6∶3∶1、4∶3∶3、2∶3∶5），以草炭为对照，巨大普里斯特氏菌为目标微生物，动态监测载体中有效活菌数，获得适宜巨大普里斯特氏菌存活的载体；在此基础上，分别设置含水量20%、30%、40%，温度20、30、40、50℃和接种浓度106、107、108cfu·mL-1，动态监测载体中有效活菌数，优化载体含水量、温度和接种浓度。结果表明：随着培养时间的延长，各载体中活菌数均呈先降低后升高的趋势，其中ST2、ST5载体长期培养后活菌数高，且草炭添加量低，是适宜的巨大普里斯特氏菌载体。随着载体含水量、温度的升高，培养的60 d过程中ST2和ST5载体活菌数均呈先升高后降低的趋势，在30%含水量（ST2 2.46×108 cfu·g-1、ST5 1.81×108 cfu·g-1）以及30℃（ST2 3.44×108 cfu·g-1、ST5 1.87×108 cfu·g-1）、40℃（ST2 8.50×107cfu·g-1、ST5 7.13×107cfu·g-1）温度下的活菌数最高。此外，各培养时期的载体活菌数均随着接种浓度的升高而升高，培养60 d后，ST2、ST5载体活菌数分别达3.63×108、3.33×108cfu·g-1。研究表明，载体ST2和ST5适宜代替草炭作为巨大普里斯特氏菌的载体，且在30%载体含水量、30~40℃温度和108 cfu·mL-1接种浓度下效果最佳。