农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2025年第12期

• 土壤/沉积物干湿交替关键带水位波动调控温室气体排放的氧化还原机制

  杨承功,钱畅,汪宁欣,吴骏明,余杰予,周旭东,刘艺轩,李顺,于志国

  受近年来频发的极端气候影响，水生生态系统水陆交错带中的水位浮动较大。其中不断变化的水位高度、淹水时长以及干湿交替频率会对水陆交错带土壤/沉积物中温室气体的排放产生显著影响。天然有机质（NOM）作为一种氧化还原活性物质在水陆交错带土壤/沉积物中广泛分布，并且能够通过驱动元素的氧化还原反应，竞争性地获取CO2、CH4等温室气体生成所需要的电子源，从而参与调控温室气体的排放。本文综述了水位变化下NOM在干湿交替循环过程中调节电子流归趋的动态微观机制以及相应微生物结构与功能变化机制的研究现状，并且进一步讨论了水陆交错带水位垂直变化调控温室气体排放过程的生物地球化学耦合机制。同时，本文还探讨了当下用于陆地水体的碳循环模拟以及温室气体排放预测的不同生态系统模型，并且重点阐述了基于氧化还原的地球生态系统模型的潜在优势。综述表明，一系列的影响因素导致了水陆交错带碳排放核算的不确定性。

• 人工花草带对集约化玉米田内步甲多样性及其控害效能的影响

  向子仪,刘雨欣,王慧,杨殿林,张海芳,赵建宁,张艳军

  为探究高度集约化玉米种植系统中人工花草带保育地表步甲进而防控田内害虫的生态过程及效能，本研究选取华北典型玉米产区为研究区域，采用陷阱法监测人工花草带、毗邻玉米田及二者形成的交界处步甲群落的多样性，同时结合天敌捕食效能与爬行能力测试，比较了曾栖息于人工花草带与对照条带内的步甲的捕食能力与爬行速度的差异，探究人工花草带构建对集约化玉米种植系统内步甲多样性、迁移和捕食的影响，进而评估生态措施对玉米害虫防控与玉米产量的影响效果。结果表明：与种植玉米的对照条带相比，人工花草带可显著增加步甲的丰富度与多度，分别增加了 1.67 倍和 1.59倍。人工花草带与玉米田形成的交界处步甲多度显著高于毗邻玉米田内距人工花草带 10 m 处，且步甲多度随取样距离的增加而递减，表现出溢出效应。与对照条带相比，人工花草带显著增加广屁步甲（Pheropsophus occipitalis）的捕食能力，平均增加了39.92%。最终，人工花草带显著降低了毗邻玉米田内总害虫种群数量（降低率为48.31%），并显著增加了玉米单位面积产量（增加率为13.32%）。研究表明，在集约化玉米田边种植人工花草带可保育步甲多样性，增强部分天敌步甲的捕食能力，减少玉米田害虫发生，促进玉米产量增加。本研究凸显了人工花草带在集约化粮田系统中保育天敌、促进生态防控害虫的潜力。

• 生物炭联合亚硒酸钠对水稻生理特征及硒镉累积的影响

  蒋亚,吴道明,周凯,王丽,刘桂华,柴冠群,范成五

  为探究生物炭、亚硒酸钠不同施用方式对水稻籽粒降镉（Cd）增硒（Se）的效果，以荃 9 优 801、宜香优 2115 和隆两优华占为研究对象，采用盆栽试验，研究了对照（CK，不施生物炭和亚硒酸钠）、单施生物炭（B，基施生物炭2 g·kg-1）、单施亚硒酸钠（S，叶面喷施亚硒酸钠8 mg·L-1）、生物炭和亚硒酸钠配施（BS，联合施用生物炭2 g·kg-1和亚硒酸钠8 mg·L-1）对Cd胁迫下水稻产量、Se含量、Cd含量及生理特征的影响。结果表明：生物炭、亚硒酸钠不同施用方式能显著提高水稻产量并降低 Cd 含量。与 CK 相比，BS 处理荃 9 优 801、宜香优 2115和隆两优华占的单株产量分别增加了 74.45%、104.16%和92.41%，B处理增加了60.92%、82.69%和65.46%，S处理增加了33.43%、46.54%和35.01%；水稻籽粒Cd含量BS处理降低了58.09%、72.62%和51.56%，B处理降低了52.94%、53.57%和38.54%，S处理降低了36.76%、35.71%和23.96%。BS处理下荃9优 801、宜香优 2115和隆两优华占的水稻籽粒 Se含量较 CK分别增加了 100.00%、70.77%和 140.00%，B处理增加了 2.27%、8.46%和12.00%，S处理增加了53.41%、26.92%和92.00%。不同施肥方式均可提高水稻叶片抗氧化酶活性，降低丙二醛含量，缓解Cd胁迫下脂膜过氧化伤害。研究表明，生物炭联合亚硒酸钠配施有利于促进水稻增产，降Cd增Se效果明显，能在一定程度上缓解Cd胁迫对水稻叶片的伤害。

• 3种氯代烷基有机磷酸酯对土壤白符跳（Folsomia candida）的毒性效应

  刘鹏,魏歆倪,石佳悦,高歌,祝航,赵龙,党秀丽

  为明确不同氯代烷基有机磷酸酯（OPEs）对土壤无脊椎动物跳虫的毒性差异，以存活率、繁殖数和机体抗氧化酶活性变化为评价终点，研究黑土中3种外源有机磷酸酯[磷酸三（2-氯乙基）酯（TCEP）、磷酸三（2-氯丙基）酯（TCPP）、磷酸三（1，3-二氯-2-丙基）酯（TDCPP）]对模式生物——白符跳（Folsomia candida）的毒性效应。结果表明：TCEP和TCPP对白符跳急性毒性（7 d）的半数致死浓度（LC50）小于1 000 mg·kg-1，而TDCPP对白符跳急性毒性（7 d）的LC50则大于1 000 mg·kg-1，TCEP和TCPP的急性毒性高于TDCPP；TCEP、TCPP和TDCPP对白符跳慢性毒性（28 d）的半数效应浓度（EC50）分别为52.8、9.0 mg·kg-1和12.3 mg·kg-1。在慢性毒性试验中，TCPP对超氧化物歧化酶（SOD）活性具有显著的诱导作用（PTCEP。

• 贵州核桃仁矿质元素迁移特征及营养和健康风险评价

  卢香,黄安香,柏文恋,张智琦,李丹,杨守禄,周华

  为了解矿质营养元素和重金属在土壤-核桃仁系统中的迁移特征，以及核桃仁矿质元素的营养和健康风险状况，本研究测定了贵州全省 20个县区的 176对核桃仁及其土壤样品中矿质元素的含量，解析了贵州产核桃仁的矿质元素迁移特征、营养价值和健康风险。结果表明：核桃仁样品中矿质营养元素Fe、Mn、Cu、Zn、Se的含量均值依次为41.1、81.4、22.4、32.5、0.17 mg·kg-1，迁移能力大小依次为Cu>Zn>Mn>Se>Fe。核桃仁样品存在重金属Pb超过《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—2022）中坚果及籽类安全限值（0.2 mg·kg-1）的情况，超标率为0.6%，但该核桃仁样品与其对应土壤样品中Pb无明显相关性。土壤样品中重金属 Pb、Cd、As、Cr、Hg超过风险筛选值的占比依次为 0、56.8%、18.2%、14.8%、1.1%，Cd和 As超过风险管制值的占比分别为10.8%和2.3%，迁移能力大小依次为Cd>Hg>Cr>Pb>As。核桃仁提供Cu和Mn的营养指数（INQ）均值大于2，单一重金属目标危害系数（THQ）和多种重金属元素危害指数（HI）均小于 1。研究表明，贵州核桃仁中矿质营养元素含量较高，可作为人体摄入 Cu和Mn的一种潜在膳食来源，且不会引起明显的重金属暴露风险。

• 根施促生克雷伯菌抑制油菜镉吸收积累的作用机制

  杨皓,王常荣,吴赵清华,田耕,王林,黄永春,薛卫杰,孙约兵

  为探明克雷伯菌对污染土壤中油菜Cd积累特征的影响，以夏绿2号油菜为材料，利用微生物高通量测序、转录组测序、土壤Cd逐级提取等手段，通过盆栽实验研究了根施克雷伯菌对根际微生物群落结构、土壤理化性质和元素形态及油菜不同部位中Cd积累量和功能基因表达的调控作用。结果表明：根施克雷伯菌促进了油菜生长，同时显著降低了油菜根部和地上部Cd含量，与对照处理相比最大降幅分别为44.6%和22.5%。根际微环境中，克雷伯菌处理小幅度提高了土壤pH值，并降低了土壤中Cd的生物可利用性。逐级提取结果显示，施菌后可交换态Cd含量降幅可达6.0%，残渣态Cd增幅可达8.0%。同时，菌株处理促进了土壤氮矿化过程，显著提高了土壤酶活性和无机氮含量，其中，土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的活性增幅分别可达19.5%、20.5%、27.7%、42.9%和27.0%，铵态氮、硝态氮和碱解氮的含量增幅分别可达56.7%、39.6%和54.1%。深入分析根际菌群结构发现，菌株处理提高了 Verrucomicrobiota、铁循环相关菌门 Proteobacteria 和氮循环驱动菌 Arthrobacter、Massilia和Tychonema_CCAP_1459~11B等相对丰度，并降低了Acidobacteriota和Actinobacteriota等相对丰度，进一步分析油菜根系功能基因表达水平发现，施菌可以降低Cd转运相关Nramp和ZIP家族基因水平，降幅分别为17.6%~20.5%和44.8%~77.4%，同时提高铵态氮转运蛋白和氮代谢相关基因 AMT、glnA、nirA的表达，幅度分别为 22.6%~27.8%、57.7%、29.7%~37.7%，从而在抑制 Cd吸收转运的同时促进油菜根系无机氮吸收和利用。研究表明，根施克雷伯菌可以通过调控根际菌群驱动的氮、铁等元素循环，增加营养元素氮的生物可利用性，改变铁氧化物形态并提高其对Cd的固持能力，进而降低土壤中Cd的有效性；同时，微生物代谢能够抑制油菜根系Cd转运基因的表达，促进无机氮吸收和代谢相关基因表达，进一步抑制油菜对Cd的吸收与积累并促进油菜的生长，对于Cd污染耕地中油菜的安全生产具有重要意义。

• 球磨处理对天然碱性矿物微观结构及镉吸附性能的影响

  项淑婷,杨潇,刘思言,张有军,王德宁,从辉,李绍健,阎秀兰

  为强化天然海泡石对镉的吸附性能，本实验以河北省某天然海泡石矿区原料为研究对象，采用干法球磨法对其进行改性处理，并综合利用多种表征技术，系统探究了不同球磨速度（BM1：300 r·min-1、BM2：450 r·min-1、BM3：600 r·min-1、BM4：750 r·min-1）对天然碱性矿物微观结构及镉吸附能力的影响。通过改变 pH、Cd（Ⅱ）溶液浓度、吸附时间、共存离子等条件参数，明确了不同球磨处理碱性矿物对Cd（Ⅱ）的静态吸附行为和强化除镉能力的作用机制。结果表明：提高球磨转速可增大天然碱性矿物材料的比表面积并改善其孔道结构，且随着球磨转速增大，材料表面的电负性增强。BM3的镉吸附性能最佳，镉吸附量可达 37.27mg·g-1，是原状天然碱性矿物的18.18倍。球磨处理使得材料表面产生了大量π-π*，其可与镉形成Cd（Ⅱ）-π键。同时，高能球磨可使材料颗粒细化，提高材料表面钙镁原子比，有利于提升镉与钙镁离子的离子交换能力。研究表明，BM3不仅在较宽的 pH变化范围内表现出优异的镉吸附能力，当Mg2+、Cl-和SO42-存在时，BM3对Cd（Ⅱ）仍能保持较好的去除率，这说明球磨处理在改善天然碱性矿物吸附性能方面具有良好的应用前景。

• 广东省土壤镍背景值时空变化特征与影响因素

  罗小玲,梁耀杰,王中伟,谢志宜,陈多宏,刘军

  为阐明广东省土壤镍背景值的变化趋势及其影响因素，本研究基于 2018年和 2022年在背景值区域开展的定点监测，分析了土壤镍含量的变化特征；采用地理加权回归分析法，探究了自然因素、人为因素和理化性质对背景值区域土壤镍含量的影响。结果表明：广东省背景值区域A层土壤镍含量总体偏低，空间上呈“中部低、四周高”的分布格局，高值区位于粤西雷州半岛，次高区位于粤北山区和珠三角沿海局部地区。在原始数据尺度下，2022年全省背景值区域A层土壤镍含量中位值、算术均值分别为13.0、17.6 mg·kg-1，较2018年分别下降了1.0、0.4 mg·kg-1，几何均值为12.6 mg·kg-1，较2018年上升了1.5 mg·kg-1；对数转换后均值下降幅度约为11%，表明背景区域土壤镍含量总体呈下降趋势。研究表明，在各类可变影响因素中，理化性质（尤以阳离子交换量）对土壤镍含量的影响较大，人为和自然因素干扰有限。

• 基于HYDRUS模型评估不同水稻种植区土壤中毒死蜱的环境风险

  王也,薛南冬,杜思盈,俞顺涛,赵彬荣

  根据我国水稻种植区的气候特点和土壤特性，通过HYDRUS-1D模型与ArcGIS相结合，本研究评估了不同种植区稻田中毒死蜱的环境风险，分析了不同水稻种植区降雨量、气温、土壤质地、土壤有机质含量等因素对毒死蜱在土壤中迁移的影响，并使用风险商值法（RQ）进行风险特征描述，探讨了不同种植区土壤中的毒死蜱环境风险差异。结果表明：表层土壤中毒死蜱浓度峰值出现的时间较短，均出现在施用的10~20 d；底层土壤浓度峰值则出现在一段较长的时间后，且远低于表层土浓度，不同土壤中底层的浓度变化趋势差别较大，多数地区浓度峰值出现在60~120 d。不同区域环境条件决定土壤中毒死蜱的环境行为，低温少雨地区毒死蜱的下渗量远低于高温多雨地区，其浓度峰值相差超百倍，表层土中毒死蜱的迁移行为受降雨影响显著。土壤质地和容重等土壤性质对毒死蜱农药在土壤中的环境风险影响显著。毒死蜱环境风险较高的种植区主要集中在我国的中东部地区，降水量大于800 mm的南部地区存在一定的毒死蜱地下水污染风险。研究表明，中东部地区是我国稻田中毒死蜱的优先控制区域。

• 秸秆及其炭化还田对北方稻田土壤团聚体形成及其固碳、供养能力的促进作用与机制

  顾闻琦,孙媛媛,吴迪,孙雯,王欣,刘子凡,王文佳,张伟明,陈温福

  为明确秸秆及其炭化还田对北方稻田土壤团聚体形成、稳定性及其固碳、供养能力的影响，采用大田长期定位试验方法，设置常规施肥（CF）、秸秆还田（RS）、秸秆炭化还田[生物炭（RB）、炭基肥（BF）]处理，研究土壤团聚体分布、稳定性及其养分、有机碳组分和碳转化相关酶活性等的变化，明确秸秆及其炭化还田对土壤团聚体固碳、供养能力的影响，揭示其调控团聚体形成及稳定性的主要因子及路径。结果表明：秸秆及其炭化还田可显著提高土壤大团聚体（>0.25 mm）含量，RB、RS、BF处理分别比CF提高40.83%、37.78%和24.97%，并显著提升土壤团聚体稳定性，大团聚体中分子间缔合羟基、甲基、醚键吸收峰强度增加，促进了大团聚体形成和稳定。同时，秸秆及其炭化还田可提高土壤及团聚体中有机碳（SOC）含量并改变其组分，协同提升土壤活性有机碳[颗粒有机碳（POC）、轻组有机碳（LFOC）]和惰性有机碳[矿物结合态碳（MAOC）、重组有机碳（HFOC）]，其中RS处理对POC具有显著促进作用，而RB处理对提高LFOC、HFOC、MAOC的作用更强。此外，RB处理对纤维二糖水解酶（S-C1）、多酚氧化酶（S-PPO）、过氧化物酶（S-POD），BF处理对S-C1、S-POD及RS处理对S-PPO在土壤及大团聚体中的协同提高，促进了土壤固碳及碳转化。秸秆及其炭化还田对土壤及团聚体中氮、磷、钾含量也表现出一定促进作用，其中大团聚体是养分的主要载体。进一步分析表明，LFOC、S-PPO是造成团聚体不同粒级间差异的主要因子，而SOC、HFOC、S-PPO、S-C1、全钾（TK）是不同处理间产生差异的主要因子。MAOC、HFOC可直接驱动土壤大团聚体形成，而土壤养分、土壤酶及不同有机碳组分可通过直接和间接途径提升土壤团聚体稳定性。研究表明，秸秆及其炭化还田可通过调控养分、SOC及其组分，以及碳转化相关酶活性提高北方稻田土壤团聚体固碳、供养能力，促进大团聚体形成和团聚体稳定性提高。

• 西南煤矸石堆场植被恢复过程中土壤理化性质及细菌的演变

  袁宇奇,李毅杰,王晓宇,孟维彩,刘陵桦,杨帆,蔡翠婷,侯晓龙

  为探究煤矸石堆场植物恢复过程中土壤及其细菌特征的变化，以黔西南州兴仁市露天煤矿煤矸石堆场为研究对象，采用典型功能区划和标准样方S型混合采样的方法，调查分析煤矸石堆场4个不同恢复区[煤矸石堆区（弃渣区）、覆土区、植物修复区和未开采对照区]的土壤理化性质，并采用高通量测序技术分析土壤细菌群落组成及多样性。结果表明：煤矸石堆存在显著的土壤酸化问题，最小pH仅为2.94（弃渣区）。随着植被的恢复，土壤pH呈上升趋势，但植物修复区（4.87）仍显著小于未开采对照区（6.45）（P<0.05）；土壤容重呈下降趋势，土壤养分含量则呈逐渐增加趋势，植物修复区土壤全氮、全钾、有效氮、有效磷、有效钾的含量均显著大于弃渣区（P<0.05）。随着植被的恢复，土壤细菌群落丰度及Alpha多样性呈增加趋势；土壤中放线菌门、绿弯菌门、酸微菌纲、放线菌纲等相对丰度先降低后增加，而变形菌门、拟杆菌门、γ-变形菌纲、α-变形菌纲、拟杆菌纲等相对丰度降低；土壤pH、全钾是影响植被恢复过程中细菌群落变化的主要环境因子，而全碳、含水率是影响细菌门类群的关键环境因子；植被恢复提高了土壤细菌网络的节点数、平均聚类系数、相对模块化程度，进而提高了细菌群落结构的稳定性。研究表明，矿区的植被恢复改善了土壤的理化性质，并且增加了放线菌门、绿弯菌门等土壤细菌群落，提高了总体细菌群落的稳定性，

• 不同黏土矿物对恶臭假单胞菌KT2440生物膜形成的影响机制

  蒋宇,刘单鹏,汤宇晴,赵升,熊轩,严贵丽,欧阳凯

  为揭示土壤中黏土矿物对细菌生物膜生长发育的影响机制，本研究借助多功能酶标仪、荧光显微镜等科学仪器，结合结晶紫染色法、荧光检测等技术手段，探讨了3种典型黏土矿物（蒙脱石、高岭石、针铁矿）对恶臭假单胞菌KT2440细胞生长及生物膜形成的影响。结果表明：相较于纯培养体系，蒙脱石处理体系中细菌生物膜生物量增加了78.95%，低浓度阈值内的针铁矿（0~5mg·L-1）和高岭石（0~100 mg·L-1）对细菌生物膜的形成均有不同程度的促进作用，而高浓度针铁矿（>5 mg·L-1）和高岭石（>100 mg·L-1）处理体系则显著抑制细菌生物膜形成，最高抑制率分别达83.78%和34.72%。通过共沉降试验和荧光显微镜观察发现，针铁矿能有效吸附并杀死细菌。针铁矿、高岭石诱导产生的活性氧（ROS）含量分别是纯培养体系的3.66倍和1.97倍；针铁矿在与恶臭假单胞菌共培养 192 h后，细胞内三磷酸腺苷（ATP）含量相比纯培养体系降低了 58.21%。蒙脱石通过静电互斥作用减少对细菌细胞膜的损伤，并利用高比表面积促进细胞定殖，显著增强其生长与生物膜形成。针铁矿和高岭石在低浓度时可以杀死部分细胞，释放营养物质促进生物膜形成，而高浓度则通过诱发氧化应激破坏细胞代谢功能，抑制生物膜发育。

• 沼液施用下的西蓝花种植土壤微生物群落演变特征

  许剑锋,孟庆婷,傅佳杰,金羽清,蔡建军,马嘉伟,王美

  为探讨沼液施用对西蓝花种植土壤细菌和真菌多样性的影响，通过宏基因组测序技术，对比分析化肥与沼液配施（MIX）以及全量施沼液（BS）处理下西蓝花土壤中细菌与真菌的多样性变化，并结合土壤的理化性质，揭示微生物群落的演变规律。结果显示：与对照（CK）相比，BS处理显著提高了土壤 pH值和土壤有机质、速效钾和有效磷含量，其中速效钾和有效磷含量分别增加了633.0%和95.3%；MIX处理降低了土壤pH值，但提升了全氮和有效磷含量。微生物群落分析表明，与CK相比，在细菌方面，BS处理增加了土壤中假单胞菌门和绿弯菌门的丰度，后者的丰度提升高达229.6%；MIX处理则显著提高了土壤中拟杆菌门的丰度。在真菌方面，BS处理显著促进了土壤中子囊菌门的增殖，其丰度提高了 148.7%，而 MIX处理则提升了土壤中油壶菌门的丰度。相关性分析表明，鞘氨醇单胞菌属的丰度与有机质和速效钾呈正相关；曲霉属的丰度随pH值的提升而增加，但与碱解氮和全磷呈负相关。研究表明，沼液的施用显著提高了土壤pH值和有机质、速效钾、有效磷含量，优化了微生物群落结构，增强了细菌和真菌群落的养分循环与病害抑制能力。沼液作为绿色有机肥料，具有提升农田土壤质量和促进可持续农业发展的潜力。

• 溶磷菌对番茄幼苗生长及土壤磷素的影响

  黄海洲,罗旦,陈吉祥,王天烽,张庆芳,王永刚

  利用盆栽试验研究溶磷菌Acinetobacter baumannii （鲍曼不动杆菌）B6和Burkholderia cepacia（伯克霍尔德菌）Z7对番茄幼苗生长发育指标，根际土壤理化性质、酶活性及微生物群落多样性的影响。结果表明：施加溶磷菌显著促进了番茄幼苗株高和茎粗的增长，其中复合菌株（B6+Z7）处理效果最佳，株高和茎粗分别增加了6.36%和12.35%。此外，溶磷菌处理显著提高了番茄叶片中过氧化物酶（POD）活性和可溶性糖含量，降低了丙二醛（MDA）含量，表明溶磷菌能够增强番茄幼苗的抗逆性。在土壤性质方面，复合菌株处理组显著提高了土壤全磷含量（增幅为4.35%）、速效磷含量（增幅为10.58%）和磷酸酶活性（增幅为5.26%）。而且，施加溶磷菌显著提高了番茄根际土壤细菌Simpson指数，即微生物物种多样性，增加了变形菌门、酸杆菌门和拟杆菌门的相对丰度。

• 生物炭协同耐盐作物提高滨海滩涂盐土有效磷含量

  夏晓雪,潘姗,余畅,李明艳,窦祺翔,刘新

  本研究旨在探讨生物炭与耐盐作物对滨海滩涂盐土中有效磷含量及土壤理化性质、微生物多样性的协同调控作用，明确盐土磷素活化的关键机制，以提升滩涂资源的利用效率。试验选取江苏盐城滨海滩涂区域，设置6个处理组，包括不施生物炭不种植耐盐作物的对照（CK）、施生物炭（BC）、种植耐盐作物[燕麦（ZW1）和高粱（ZW2）]以及生物炭与耐盐作物[燕麦（V1）和高粱（V2）]联合处理。通过田间试验，测定土壤的理化性质、微生物多样性、碱性磷酸酶（ALP）活性及有效磷含量，并采用冗余分析与偏最小二乘结构方程模型（PLS-SEM）解析各因素间的相互作用。结果表明：生物炭与耐盐作物联合处理（V1和V2）显著降低了土壤pH和EC，提升了含水率、孔隙度和阳离子交换量，分别使土壤有机质、全磷和有效磷含量提升了603.5%、447.5%和491.0%；微生物群落中，变形菌门丰度显著增加，与ALP活性（提高184%）呈正相关，是促进磷活化的关键菌群。PLS-SEM模型表明，土壤理化性质通过直接路径（路径系数0.693 1）和间接路径（微生物群落0.867 7和ALP活性0.082 9）共同调控有效磷含量。研究表明，生物炭与耐盐作物协同作用可显著改善土壤理化性质、激活微生物功能并提高磷素有效性。

• 培肥措施对贫瘠红壤稻田肥力的影响及其评价

  阿合古丽·努尔布拉提,曾希柏,文炯,张洋,徐冰倩,张苗,王亚男

  以湖南岳阳第四纪红壤发育的贫瘠稻田为对象，探究不同培肥处理对土壤肥力的影响，并应用综合肥力指数（BIF）评价不同处理培肥土壤的效果。基于田间试验，设置不施肥、施有机肥、冬种紫云英、秸秆还田等处理，分析不同处理土壤理化性质、酶活性、微生物丰度和微生物量碳氮等的变化，采用主成分分析法建立最小数据集（MDS），应用隶属度函数模型和BIF计算评价不同处理下土壤的综合肥力。结果显示：不同培肥措施均一定程度提高了土壤的综合肥力，与单施化肥（NPK）处理相比，施用氮磷钾化肥并用猪粪替代40%氮素（NPKM1）处理下土壤碱解氮（AN）、有效磷（AP）和微生物量碳含量均显著提高，其提升幅度分别为 92.1%、17.1%和 75.3%，且土壤脲酶（Urease）、α-1，4-葡糖苷酶和亮氨酸氨肽酶的活性亦有一定幅度增强，但该处理显著降低了β-1，4-葡糖苷酶（βG）和β-1，4-N-乙酰基氨基葡萄糖酐酶的活性。施用氮磷钾化肥并用发酵菜籽饼肥替代40%氮肥且秸秆发酵还田处理下，细菌、真菌和古菌的数量丰度相对较高。根据相关结果，构建了由土壤可溶性有机碳、AN、铵态氮、AP、容重、βG、酸性磷酸酶、Urease和细菌数量丰度等9个指标组成的MDS，以评价不同处理下土壤综合肥力的提升效果，发现NPKM1处理效果最好，指标值为0.743；施用氮磷钾化肥并早稻秸秆粉碎还田且种植紫云英还田处理下产量最高，为4 707.52 kg·hm-2。综上，对洞庭湖区贫瘠红壤稻田而言，在施用氮磷钾化肥的基础上，施用替代40%氮的猪粪能够达到肥力和产量协同提升的目的，紫云英与秸秆还田联合施用可以达到最好的增产效果。

• 气候变化下车尔臣河径流响应及生态需水研究

  魏光辉,洪良鹏,王露阳,刘锋

  本文以新疆车尔臣河近60余年的径流、气温及降水资料为基础，借助非参数检验、R/S分析、小波分析等经典理论方法，系统探讨了气候变化下径流响应特征以及流域生态需水的保障程度。结果表明：近60年来，径流、气温呈现显著增加趋势，降水变化不显著；径流、气温的突变年份分别为 2000年和 1997年，降水无法判定其突变点；径流、气温与降水的赫斯特指数（H）分别为0.751 4、0.961 9、0.732 3，其值均大于 0.5，表明未来径流、气温将持续增加、上升，降水也将持续呈现不确定性变化；径流主要有21、12、4 a的变化周期，气温主要有7、11、25 a的变化周期，降水主要有6、28 a的变化周期；斯皮尔曼相关分析表明，径流与气温、降水的变化密切相关；流域生态需水量为3.58亿m3，扣除生产需水，多年平均情况下生态需水水量完全有保证。

• 纳米零价铁活化高碘酸盐去除水解尿液中磺胺嘧啶的机制

  张昊龙,方国东,戴竞,赵远

  为了探索抗生素污染物的高效降解技术，本文基于高碘酸盐高级氧化技术（PI-AOPs）可高效降解有机污染物的特点，研究了纳米零价铁（nZVI）活化高碘酸盐（PI）对于水解尿液中典型抗生素磺胺嘧啶（SDZ）的处理效果及机制。结果表明：相较于nZVI活化过硫酸盐（nZVI/PS），nZVI/PI去除SDZ的速率更快，可达0.09 h-1。尿液组分中的HCO3-和NH4+对于SDZ的降解具有显著的抑制作用，而Cl-的影响不显著。活性物种鉴定实验表明，高价金属[Fe（Ⅳ）]和碘自由基（·IO3）共同驱动了尿液中SDZ的去除。质谱显示，SDZ通过嘧啶开环、S N键断裂、C N键断裂和分子重排等途径分解。分解产物分析发现，反应后大多数产物的生态毒性相较于SDZ明显减弱，证明了nZVI/PI的环境友好性。

• 沸石改性生物炭对重金属Pb（Ⅱ）的吸附性能及其机理

  李俊杰,汪玉瑛,黄嘉琪,程凯,吕豪豪,何莉莉,俞娟

  为探究沸石改性生物炭对重金属Pb（Ⅱ）污染水体处理的效果及其机制，采用一步共热解法制备了不同沸石添加比例的沸石改性生物炭，并选取稻壳作为生物炭前驱体，利用比表面积（BET）、扫描电镜及能谱（SEM-EDS）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对沸石改性生物炭复合材料进行表征，并探究了在不同pH值（pH 2.0~6.0）、反应时间（0~24 h）、初始Pb（Ⅱ）浓度（10~80 mg·L-1）及离子强度（0~0.5 mol·L-1 NaCl）条件下，改性生物炭对Pb（Ⅱ）的吸附行为。结果显示，沸石颗粒与生物炭复合成功，稻壳炭与沸石-生物炭复合材料在溶液pH值为6.0时对Pb（Ⅱ）的去除率最高，最优反应时间为12~24 h，最优Pb（Ⅱ）溶液初始浓度为25~65 mg·L-1。未改性生物炭（BC）、ZR1∶1、ZR1∶2和ZR2∶1对Pb（Ⅱ）的吸附过程更符合准二级动力学模型，Freundlich模型能更好地拟合ZR1∶1、ZR1∶2和ZR2∶1对Pb（Ⅱ）的吸附等温过程。电解质NaCl浓度为0和0.001 mol·L-1时，BC和ZR1∶2对Pb（Ⅱ）的去除效果最佳且无显著差异，但随着NaCl浓度增大，吸附剂对Pb（Ⅱ）的去除率呈先降后升的趋势。研究表明，沸石改性生物炭是高效的重金属Pb（Ⅱ）吸附材料，其最优质量比为1∶2，吸附性能优于未改性稻壳炭。通过优化制备条件和吸附参数，可实现Pb（Ⅱ）污染水体的有效治理。

• 不同腐殖强化剂对牛粪秸秆堆肥腐殖化进程的影响

  牛明芬,郭文静,袁露,宋俏博,何林科,迟光宇,马建

  为明确不同腐殖强化剂对牛粪和玉米秸秆堆肥腐殖化进程的影响，分别以 Fe2（SO4）3和 MnO2作为腐殖强化剂，进行好氧堆肥实验，对堆肥过程中的干物质留存率、氮素指标等常规堆肥指标和腐殖化指标及微生物群落结构进行了测定。实验结果表明：添加Fe2（SO4）3处理组的干物质留存率和腐殖化程度最高，与对照组和添加MnO2处理组相比，胡敏酸含量分别增加了11.7 g·kg-1和10.9 g·kg-1。MnO2处理组的种子发芽指数（GI）最高，达到202%。降低堆肥先期的细菌活动强度、促进富里酸向胡敏酸转化是Fe2（SO4）3促进高纤维物料堆肥腐殖化的主要机制；MnO2通过共同提高堆肥先期细菌和后期真菌的多样性，增强了微生物的呼吸作用，使堆肥干物质留存率降低。

• 物料对堆肥DOM的Fe3+生物还原强化效应的影响

  练尚旺,莫锦韬,李诗瑶,孙晓杰,张军

  为探讨堆肥初始物料对腐熟堆肥溶解性有机质（DOM）的Fe3+生物还原强化效应的影响，本研究提取了不同物料腐熟堆肥（包括猪粪PM、鸡粪CM、蚕沙SE、木薯渣CR、厨余垃圾KW、污泥SS）及泥炭土（PS）的DOM，分析其光谱特征（紫外光谱、红外光谱和三维荧光光谱）、电子转移能力（ETC）及 Fe3+生物还原强化效果。结果表明：PM、CM、SE和 SS中 DOM 含有更多的芳香结构、醌基官能团和更少的类木质素含量；CR中 DOM 含有更多的微生物类腐殖质组分（C2），CM和 SS中 DOM 含有更多的类色氨酸组分（C4）；6种物料堆肥DOM的电子转移能力总体略低于PS（EAC+EDC，628.42~720.57 μmol·g-1 vs 710.37 μmol·g-1），其中SE>PM>CR>KW>CM>SS；SS、CM和SE中DOM在0~2 d内对Fe3+的还原速率有显著的促进作用，相比于空白处理组分别提高了31.57、25.39倍和22.60倍；相关性分析表明，SUVA254×C4、SUVA436×C4指标与0~2 d Fe3+还原速率呈显著性正相关（P=0.05），而类木质素含量与之呈显著负相关。SS、CM和SE物料的腐熟堆肥具有较多醌类结构的类色氨酸组分，使其具有较高的在Fe3+/Fe2+和希瓦氏菌MR-1之间的电子转移能力，从而提高Fe3+生物还原强化效应。

• 乳酸菌对沼液贮存过程气体排放的影响及应用

  刘玉洁,赵会成,李梅华,张琳琦

  本研究探究了添加乳酸菌剂对沼液贮存过程中NH3、CO2和N2O排放的影响，并评估了处理后沼液的资源化利用潜力。试验设置乳酸菌剂处理沼液组（FS，添加乳酸菌剂后密封贮存）和新鲜沼液对照组（FD，仅密封贮存），比较了两组在 11 d贮存期内NH3、CO2和N2O的排放特征。贮存结束后，将两组沼液进行资源化利用（分别记为FSP和FDP），并分析其对玉米生长指标的影响。结果表明：FS组NH3减排效果显著，其11 d贮存期内NH3累积排放量为2.5 g·L-1，较FD组（3.4 g·L-1）降低26.5%，其中NH3日减排率最高可达35%（P<0.05）。两组CO2和N2O排放通量无显著差异，且N2O排放通量极低，可忽略不计。贮存末期，FS组pH值下降0.81个pH单位，而氨氮含量增加23.9%，表明pH值下降是NH3减排的主要原因。此外，FSP组玉米的生长指标显著优于FDP组，其中根长、株高、地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量和总鲜质量分别提高 36.5%、25.7%、59.0%、22.4%、68.4% 和 45.6%（P<0.05）。研究表明，乳酸菌剂处理沼液在贮存过程中具有显著的NH3减排效果，且不会增加温室气体排放，同时能促进作物生长。该方法具有安全性高、成本低、环境友好等优势，具有良好的应用前景。

• 吐温20和生物炭对水稻秸秆厌氧发酵系统产生物甲烷的微生物作用机制

  刘金荣,刘杨赟,杨菲凡,黄永文,陈芳清

  为研究添加剂对水稻秸秆厌氧发酵系统微生物群落的影响，在厌氧发酵系统中分别添加吐温20、生物炭以及二者的混合物作为实验处理，通过测定各处理生物甲烷产率、微生物群落多样性与结构的变化，揭示了添加剂对水稻秸秆厌氧发酵系统产生物甲烷的微生物作用机制。结果表明：添加剂能显著提升水稻秸秆厌氧发酵系统的生物甲烷产率，吐温20+生物炭（TS）、吐温20（T）和生物炭（S）处理的生物甲烷产率分别比对照（CK）提高了390.67%、182.07%和109.56%。添加剂能显著提高厌氧发酵系统细菌和古菌群落在发酵后期的多样性，TS、S和T的细菌Shannon多样性指数分别比CK高28.16%、26.45%和6.27%，Chao1丰富度指数分别高 3.75%、6.24% 和 24.31%，S、TS 和 T 处理厌氧发酵系统古菌群落的 Shannon 多样性指数分别比 CK 高 11.58%、5.62% 和2.64%。添加剂还改变了厌氧发酵系统后期细菌和古菌群落优势菌属的组成与结构，其中对古菌群落的影响最大，增加了甲烷短杆菌属（Methanobrevibacter）、甲烷球形菌属（Methanosphaera）和甲烷八叠球菌属（Methanosarcina）的相对丰度，减少了RumEn M2的相对丰度。研究表明，3种添加剂处理通过提高微生物群落在发酵后期的多样性和改善水稻秸秆厌氧发酵系统微生物群落的组成与结构，增加了厌氧发酵系统产甲烷的代谢途径和代谢效率，提高了厌氧发酵系统产生物甲烷的性能，其中吐温20和生物炭混合处理效果最好。

• 秸秆配施蓝藻和针铁矿对黑土区稻田土壤温室气体排放的影响

  樊聪聪,吴帆,赵丽霞,梁玉婷,肖娴,蔡浩,赵远,王晓玥

  为探明使用针铁矿作为减排材料对蓝藻与秸秆配施下稻田土壤温室气体排放的影响及其微生物学机制，采集东北黑土区白浆型水稻土，开展100 d、温度为20 ℃的室内淹水培养实验，设置4个处理：秸秆（S）、秸秆+针铁矿（SFe）、秸秆+蓝藻（SB）和秸秆+针铁矿+蓝藻（SFeB）。分析各处理中温室气体排放量、土壤可溶性有机碳（DOC）、NO3--N、NH4+-N、Fe2+，以及碳氮转化功能基因的丰度。结果表明：与S处理相比，SB处理虽然使CO2累积排放量降低了11.58%，但使CH4和N2O，累积排放量分别提高了54.47%和 84.05%，全球增温潜势（GWP）增加了 57.69%。与 SB 处理相比，SFeB 处理使 CH4和 N2O 的累积排放量分别降低了 10.31% 和38.79%，GWP降低了13.69%。此外，与S处理相比，SFe、SB和SFeB处理均显著改变了土壤理化性质以及与温室气体排放相关的微生物群落丰度。通过相关性和随机森林模型分析，确定DOC、NO3--N、NH4+-N以及mcrA与nirS功能基因丰度是温室气体排放的主要因子。研究表明，与单独添加秸秆相比，秸秆配施蓝藻会促进黑土区水稻土温室气体的排放，通过添加针铁矿可以有效抑制秸秆配施蓝藻的水稻土中CH4和N2O的排放，从而缓解GWP的加剧。