农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2025年第1期

• 阻断存量汞风险以推进可持续农业发展

  钟寰,宁文婧,唐雯莉

  环境中大量存在的惰性存量汞在人为扰动下可发生再活化，进而转化为具有强烈神经毒性的甲基汞并进入食物链，引发生态与健康风险。该过程的重要驱动力源自农业活动中碳、硫等大量元素的持续输入，这些输入显著扰动了微生物介导的大量元素-痕量元素耦合循环，推动了存量汞的再活化与甲基化，促进了环境中甲基汞的生成。以“大量元素-微生物-汞”（Macroelement-Microbe-Mercury nexus，3M）交互作用机制为基础建立基于自然的解决方案，旨在精准调节多元素循环、定向调控存量汞转化以有效阻断存量汞风险，将为现行以汞排放削减为核心的全球汞风险控制策略提供有力补充，也为推进可持续农业发展、保障居民健康提供关键支撑。

• 旱地农田土壤N2O排放：从路径、微生物作用机制到靶向调控

  李世清,何仁元,高娜,罗珠珠

  农田土壤是陆地生态系统N2O的重要排放源，其中旱地农田土壤N2O排放约占全球农田N2O排放的50%。旱地农田土壤N2O的排放模式具有独特性，呈现“湿润或施氮脉冲”现象。结合多年研究结果，本文系统综述了旱地农田土壤N2O产生的主要路径及微生物作用机制、抑制N2O产生的调控途径，并评价了硝化抑制剂在减少农田土壤N2O排放中的效果以及包含硝化抑制剂氮肥产业化生产的前景。综述表明：以铵态氮为底物的氨氧化路径（包括自养硝化、硝化细菌反硝化、硝化耦合反硝化）是N2O排放的主要途径，完全氨氧化微生物对自养硝化过程N2O排放的贡献亦不可忽视，抑制以NH+4为底物的氨氧化路径可能是旱地农田调控 N2O 排放的主要靶向途径，并探讨了今后旱地农田 N2O 排放研究的重点。未来研究应将多方法（同位素示踪和分子生物学技术）、多尺度（多点田间定位试验、区分根际与非根际）和多因素（不同农田管理措施）相结合，可靠揭示旱地农田土壤 N2O排放路径、机制以及根际和非根际N2O排放的异质性，筛选适宜于旱地N2O减排的靶向硝化抑制剂，构建旱地农田N2O排放的理论框架，提出减排的关键靶向调控途径。

• 植物叶面吸收有机污染物机理研究进展

  刘宪斌,衣新悦,刘青

  植物是有机污染物的重要储存体。有机污染物可以跨叶面进入植物体，并通过食物链的富集作用，造成潜在的环境和健康风险。气孔和角质层是叶面吸收有机污染物的两个主要途径，角质层作为典型的大气-植物体微界面，是植物和大气中有机污染物的双向运输障碍。相对于气孔的直接吸收，有机污染物在角质层上的跨膜行为更加复杂。本文总结了有机污染物的叶面吸收途径，综述了有机污染物的叶面吸收机理及影响因素，重点阐述了有机污染物跨角质层的运输过程，并展望了未来的研究趋势和发展方向，为更好地了解有机污染物的叶面吸收机理及其在环境中的归趋行为提供理论基础。

• 水稻镉砷累积的基因型和环境互作效应分析

  谢运河,田发祥,张凤,潘淑芳,刘昭兵,柳赛花,纪雄辉

  筛选稳定的低镉低砷水稻品种是促进稻米安全生产的有效手段。通过研究不同环境对9个主推水稻品种稻米镉和砷含量的影响，以期获得稳定的镉、砷低积累水稻品种，并提供筛选鉴定方法。结果表明，水稻对镉、砷的吸收富集受到基因型和环境的双重影响，且环境异质性对稻米镉、砷吸收累积的影响均大于水稻自身基因型的作用。环境基因互作分别解析了稻米镉含量99.91%和稻米砷含量 79.70%的贡献，其中环境异质性对稻米镉、砷含量的贡献率分别达 83.46%和 56.56%。GGE双标图分析结合产量分数评价能有效筛选出高产且较稳定的低重金属累积水稻品种，其中 V1（隆两优华占），V4（隆两优 1988），V9（Y 两优9918）为产能较高的低砷累积品种，V7（C两优87）为产能较高的低镉累积品种；同时还筛选出2个镉低积累水稻品种筛选试验点（S1、S2）、4个砷低积累水稻品种筛选试验点（S1、S2、S3、S6）。GGE双标图与产量质量分数结合为镉、砷低积累水稻品种筛选试验点的选择、可推广的镉、砷低积累水稻品种筛选提供了一种经济可行的新方法。

• 硝普钠浸种对铜胁迫下棉花种子萌发和幼苗抗氧化系统及铜离子吸收分配的影响

  吴建飞,黄茵,温天旺,肖水平,聂太礼,汤飞宇

  为明确硝普钠（Sodium nitroprussiate，SNP）浸种对铜胁迫下棉花种子萌发和早期幼苗生长的调控效应，本研究以陆地棉品系A1211为试验材料，设置4个试验处理：清水浸种+无胁迫萌发（CK）、100 μmol·L-1 SNP浸种+无胁迫萌发（SNP）、清水浸种+铜胁迫（100 μmol·L-1 Cu2+）萌发（Cu）、100 μmol·L-1 SNP 浸种+铜胁迫（100 μmol·L-1 Cu2+）萌发（Cu+SNP），浸种时间均为 24 h。研究SNP预浸种对铜胁迫下棉花种子萌发、幼苗生长、抗氧化系统、渗透调节物质及铜离子吸收与转运等的影响。结果表明：铜胁迫抑制了棉花早期幼苗生长，诱导活性氧（ROS）、丙二醛（MDA）和渗透调节物质脯氨酸、可溶性糖含量显著增加，使过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性升高。SNP浸种促进了铜胁迫下幼苗和根系的生长，苗长、根系、地上部及整株干物质量、根体积和根尖数显著增加，并进一步提高了脯氨酸含量和抗氧化酶活性，降低了 ROS和 MDA含量。SNP浸种减少了铜离子在幼苗中的积累及自根系向地上部的转运，地上部和全株铜离子浓度分别显著降低39.4%和12.6%，铜转移系数显著下降40.0%。研究表明，用SNP浸种棉花种子有利于提高棉花幼苗素质，该方法可以应用于铜污染耕地棉花生产的播前处理。

• 硒、硅、锶对镉胁迫下羊肚菌菌丝生长的影响

  姜力煌,范婷婷,赵晓燕,周昌艳,张津京,赵志勇,杨凌宸

  为有效控制羊肚菌镉（Cd）污染，本研究以六妹羊肚菌（Morchella sextelata）为实验材料，利用PDA平板培养和PDB液体培养等方法，探究硒（Se）、硅（Si）和锶（Sr）对 Cd胁迫下羊肚菌菌丝生长及 Cd富集的影响。结果表明，Cd胁迫下羊肚菌菌丝生长速度、菌丝形态、生物量均受到显著抑制，且丙二醛（MDA）含量显著升高，证实Cd胁迫对羊肚菌菌丝造成了损伤作用。相较于单独Cd处理，不同浓度Se+Cd处理后，菌丝生物量提升了25.79%~35.71%，MDA含量降低了48.10%~219.68%；不同浓度Si+Cd处理后，菌丝生物量提升了25.79%~30.55%，MDA含量降低了65.08%~102.85%；不同浓度Sr+Cd处理后，菌落茂密程度与半径均增长且边缘变得整齐，菌丝生物量增加了3.57%~23.01%，MDA含量降低了13.03%~42.8%，对Cd吸收富集量降低了26.29%~32.15%。本研究表明Se、Si和Sr等有益元素对Cd胁迫下羊肚菌菌丝体的生长均有一定的改善作用，且添加Sr能够显著降低羊肚菌对Cd的富集吸收。本研究为羊肚菌Cd污染的有效控制提供了新的思路和技术手段。

• 生物炭对中重度盐胁迫下棉花苗期根系形态及根系分泌物的影响

  刘丹阳,王伯豪,李君,马合巴丽·奥腊孜别克,张翰申,朱新萍,杨再磊,贾宏涛,徐万里

  为了揭示生物炭对中重度盐胁迫下棉花苗期根系生长及其根系分泌物的调控作用，本试验利用盆栽，向中度和重度盐碱土壤中分别添加浓度为0（对照）、0.5%、1%、2%的棉秆炭和磷酸改性棉秆炭，测定了苗期棉花总根长、根表面积、根系体积以及根系甲酸、乙酸和草酸等分泌物的量。结果表明：土壤盐度的增加显著抑制了苗期棉花根系的总根长、根表面积和根系体积。在中度和重度盐胁迫条件下，与对照相比添加2%的生物炭和磷酸改性生物炭处理的棉花总根长分别显著增加了55.92%和43.69%，根系体积分别显著增加了41.73%和55.88%，而0.5%的生物炭处理的棉花总根长降低了25.31%。使用未改性的生物炭主要增加了苗期棉花根系甲酸含量，而磷酸改性生物炭则显著增加了根系中草酸、甲酸和柠檬酸的含量。可溶性总糖与土壤pH和总盐呈显著正相关，棉花根系甲酸含量与土壤pH呈显著负相关，草酸、甲酸和柠檬酸含量分别与棉花根系生长指标呈显著正相关（P<0.05）。研究表明，在中度或重度盐分土壤中施用2%磷酸改性生物炭对提高棉花根系生长和耐盐生理特性方面的效果优于未改性生物炭。

• 水稻不同生育期根际溶磷菌群落特征

  吴书琴,胡敏,薛银刚,于焕云,严松,汤珊珊,顾昊宇

  为了阐明水稻不同生育期根际土溶磷菌对磷生物有效性的影响，选取了 4个水稻品种：黄华占、桂野丰、中科早发粳 1号和Sasanishiki，并分别在扬花期与成熟期收集了根际土壤样本。运用高通量测序技术分析了根际土溶磷菌群落的结构，对phoD基因进行研究，并探究了根际土溶磷菌群落与土壤理化性质及磷素组分的相关性。结果表明：假单胞菌科（Pseudomonadaceae，平均相对丰度为23.52%±31.03%）和硝化杆菌科（Nitrobacteraceae，平均相对丰度为11.69%±5.07%）是水稻根际土中的主要溶磷菌。成熟期溶磷菌的多样性（Chao1指数为 105.03±9.75，Shannon指数为 1.79±0.13）显著高于扬花期（Chao1指数为 99.23±19.43，Shannon指数为1.50±0.55）。土壤pH值、速效磷含量和总氮含量是影响溶磷菌群落结构的关键环境因素。盐单胞菌科（Halomonadaceae）、叶杆菌科（Phyllobacteriaceae）和伯克氏菌科（Burkholderiaceae）的相对丰度与多种磷素组分有显著相关性，表明它们在水稻根际土壤的磷循环中具有重要作用。

• 山药不同施肥管理下土壤碳氮养分和微生物群落分异特征

  李婷,葛安辉,孙志梅,刘四义,张丽梅,韩雪梅

  本研究以种植大田作物（玉米）的农田作为参照，研究了山药主产区常规施肥、优化施肥和腐植酸处理3种施肥方式下，土壤表层（0~20 cm）、亚表层（20~40 cm）和深层（40~60 cm）的理化性质和微生物群落变化特征。结果表明：与玉米地相比，山药常规施肥显著增加了亚表层和深层土壤铵态氮含量（分别为表层的 2.09 倍和 3.03 倍），亚表层土壤出现了较高的硝态氮累积（50.86mg·kg-1，以干土计）；与山药常规施肥处理相比，优化施肥或腐植酸施用有效降低了亚表层和深层土壤铵态氮和硝态氮含量，最高可分别减少79.55%和78.39%。与玉米地相比，常规施肥方式下山药种植显著改变了细菌和真菌群落结构（P<0.05），并降低了土壤微生物网络复杂度和稳定性，而优化施肥和腐植酸处理对细菌群落组成没有显著影响。与山药常规施肥相比，山药优化施肥和腐植酸处理土壤有较高的微生物网络复杂度和稳定性，并显著富集了芽孢杆菌属（Bacillus）、节杆菌属（Arthrobacter）、白僵菌属（Beauveria）和球囊霉属（Glomus）等有益菌群。研究表明，山药种植增加了无机氮向地下水迁移的风险，并对土壤微生物群落组成产生显著影响，通过合理优化施肥，可有效降低无机氮在深层土壤的累积，提高土壤微生物群落稳定性，有利于山药种植业的绿色高效发展。

• 藜麦种植对内蒙古阴山北麓不同质地土壤团聚体稳定性及碳氮分布的影响

  吕舒宁,郭占斌,刘瑞香,王树彦

  为探究藜麦种植对内蒙古阴山北麓地区不同质地土壤团聚体稳定性及碳氮分布的影响，本试验选取砂土、沙壤土、壤土和黏壤土4种不同质地土壤，测定种植蒙藜6号和蒙藜1537后土壤不同团聚体粒径质量百分比及各粒径的有机碳、全氮含量。土壤团聚体的稳定性采用平均质量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）进行评价，MWD和GMD越大表明团聚体稳定性越大。结果显示：沙壤土和壤土种植蒙藜1537后土壤团聚体稳定性较播种前降低，其余处理均升高；种植蒙藜6号后黏壤土>2 mm粒径团聚体质量百分比最高，为27.95%，种植蒙藜1537后砂土＞2 mm粒径团聚体质量百分比最低，为12.66%，且种植蒙藜6号后>2 mm粒径团聚体质量占比提高效果最为显著；与播种前相比，砂土和黏壤土种植藜麦后各粒径土壤团聚体中有机碳和全氮含量分别提高0.45~3.09 g·kg-1和0.04~0.76 g·kg-1。研究表明，在4种质地土壤下种植蒙藜6号，在砂土和黏壤土种植蒙藜1537可增强土壤团聚体结构的稳定性，有利于阴山北麓地区农田土壤改良，减缓土地退化。

• 改变碳输入对亚热带针阔混交林土壤化学性质和微生物群落的影响

  李静凯,朱丽琴,黄荣珍,刘萍渝,王金平,房焕英,侯斌

  为探究有机碳输入改变对土壤微生物群落特征的影响，促进亚热带针阔混交林土壤肥力提升和生态系统恢复，本研究以亚热带红壤退化地恢复形成的木荷与马尾松针阔混交林为研究对象，原位设置凋落物输入+根系输入+菌根输入（LRM，对照）、双倍凋落物输入+根系输入+菌根输入（2LRM）、凋落物去除+根系输入+菌根输入（NRM）、凋落物去除+根系去除+菌根输入（NNM）和凋落物去除+根系去除+菌根去除（NNN）5种处理，利用高通量测序技术研究混交林表层土壤微生物群落特征，并探讨其与土壤化学性质的关系。结果表明：2LRM和NNN处理显著降低了土壤酸性磷酸酶的活性，NRM、NNM和NNN处理显著降低了土壤真菌的丰富度指数和多样性指数，改变有机碳输入对细菌 Alpha多样性的影响不显著。混交林土壤优势细菌门为酸杆菌门（15.5%~40.2%）、变形菌门（23.6%~35.5%）和放线菌门（11.2%~17.7%），优势真菌门为担子菌门（32.5%~47.8%）、子囊菌门（26.9%~48.8%）和被孢菌门（12.8%~34.5%）。NRM 处理使子囊菌门的相对丰度提高了 62.1%，使担子菌门的相对丰度降低了 27.6%。NNM 处理使放线菌门和被孢菌门的相对丰度分别提高了57.8%和169.8%，使酸杆菌门和担子菌门的相对丰度分别降低了57.7%和22.7%。NNN处理使被孢菌门的相对丰度提高了61.0%。土壤有机质、蔗糖酶和多酚氧化酶是影响土壤细菌群落变化的关键因子，pH和蔗糖酶是影响土壤真菌群落的关键因子。研究表明，有机碳输入增加和减少均降低了真菌Alpha多样性，均未改变细菌Alpha多样性，地上凋落物和地下根系的同时去除对微生物群落组成影响最大。

• 生态沟渠对农田退水污染物的净化效能及其配置规模

  张迎颖,李敏,潘吴意,王岩,姜智绘,苏国东,刘海琴,张志勇

  生态沟渠是我国南方水网区农业面源污染防控技术体系的重要环节，其与农田面积相对应的配置规模研究尚无定论。选择3条规格相同的试验沟渠进行生态化改造，增设湿生植物、生物填料箱和生态滤坝，构建生态沟渠。设置不同强化净化措施的沟渠处理，分别为：湿生植物+1座生物填料箱+1座生态滤坝处理（D1）、湿生植物+2座生物填料箱+2座生态滤坝处理（D2）、湿生植物+3座生物填料箱+3座生态滤坝处理（D3），并控制进水流量的变化，对比不同处理生态沟渠对农田退水污染物的净化效能，分析污染通量在时空尺度上的变化情况，探讨对应于单位农田面积的生态沟渠配置规模。结果表明：强化处理生态沟渠对TN、NH+4-N、TP和 COD 的削减率分别为 33.9%~49.1%、37.8%~42.9%、29.3%~42.0% 和 60.0%~78.1%，其中，D2和 D3对 TN和 TP的削减率较高。D2和D3出水TN和COD的污染通量显著低于D1（P<0.05），而3条沟渠出水NH+4-N和TP的污染通量之间无显著差异。流水试验条件下，出水 TN和 TP降低至 2.0 mg·L-1和 0.2 mg·L-1，D3所需要的沟渠长度分别为 85.4 m和 57.3 m，为 3条强化措施处理沟渠中最短；对应于667 m2农田，单日降雨量为60 mm，TN浓度降低4.64 mg·L-1，按照D3沟渠的设施配置，1 m3的生态沟渠可处理19 m2的农田退水。在后续研究中，可因地制宜应用湿生植物+3座生物填料箱+3座生态滤坝（D3）的强化净化措施，并有效衔接生态沟渠与汇水塘浜，考量两者的综合净化效能，对“田-沟-塘-浜”的配置规模进行总体测算。

• 流速对沟渠磷消纳的影响

  佟德利,李梦琦,王海翔,陈浩,夏永秋,王慎强,汪玉

  为探究农业排放中沟渠磷消纳的过程，采用沟渠模拟系统，在不同流速（0、1、3、6、10 cm·s-1）下探究水体中磷的消纳过程和影响因素，实验设置4个不同处理，分别为S-0.2处理（无植物，初始磷浓度为0.2 mg·L-1）、S-0.5处理（无植物，初始磷浓度为0.5mg·L-1）、S+I.-0.2处理（种植水生鸢尾，初始磷浓度为0.2 mg·L-1）以及S+I.-0.5处理（种植水生鸢尾，初始磷浓度为0.5 mg·L-1）。结果表明：S-0.2、S-0.5、S+I.-0.2和S+I.-0.5处理的全磷（TP）消纳速率均随流速的增加而减小，水体TP消纳速率分别从流速为0时的24.1、63.5、37.5 μmol·m-2·h-1和72.9 μmol·m-2·h-1，降至流速为10 cm·s-1时的5.01、3.92、5.06 μmol·m-2·h-1和12.1 μmol·m-2·h-1。流速扰动作用影响水-沉积物界面，增加了水体颗粒态磷（PP）的浓度。流速为 0 时水体 PP 分别为 0.005、0.006、0.005 mg·L-1和0.009 mg·L-1，而流速为10 cm·s-1时水体中PP浓度增加至0.04、0.08、0.03 mg·L-1和0.06 mg·L-1。此外，初始磷浓度相同时，种植水生鸢尾可提高水体平均TP消纳速率17%～34%，且也会吸收更多的可溶性无机磷。研究表明，低流速有利于磷的沉降和吸附，流速的增加会促进底泥扰动，导致PP释放；此外，种植植物有助于沟渠中磷的消纳。

• 不同施肥对稻田氮磷流失的影响及机制分析

  骆美,李静,高庭峰,Nebiyou Legesse,刘莹,张可欣,赖锡军,马友华,胡宏祥

  为探讨秸秆还田、缓释肥和水溶性肥料配施化肥对稻田径流氮磷流失的影响及机制，于 2022—2023年采用田间小区试验，设置不施肥（CK）、推荐施肥（OF）、秸秆还田与化肥配施（SF）、缓释肥与化肥配施（SRF）和水溶性肥料与化肥配施（WSF）5个处理，对稻田径流氮磷流失、水稻产量和土壤肥力进行研究。结果表明：SRF和WSF处理较OF处理均降低径流氮磷流失量，年平均总氮流失量分别降低43.73%和45.10%，总磷流失量分别降低57.34%和62.36%，而SF处理2022年总氮和总磷流失量分别提高了11.64%和25.00%；与OF处理相比，SF、SRF和WSF处理水稻产量分别提高1.78%、2.67%和1.45%，各施肥处理对稻田土壤肥力指标均有提升效果，总体表现为SRF处理提升效果最佳。相关性分析表明稻田径流总氮流失量和总磷流失量均与径流量、径流氮磷浓度、土壤硝态氮、铵态氮含量、磷酸酶和脲酶活性呈正相关，而与氮磷浓度比、土壤pH、全氮、全磷、微生物量碳和微生物量磷含量呈负相关。因此，缓释肥配施化肥和水溶性肥料配施化肥提高水稻产量的同时减少氮和磷径流损失，是促进巢湖地区农业可持续生产和减少稻田面源污染的有效农艺措施。

• 作物结构对大理古生片区农田集水区氮磷输出的影响

  张梓涵,张旭琳,娄飏,尹高飞,冯培培,汪昊,李文超

  为掌握作物结构与区域农田氮磷输出的关系，本研究以具有不同作物结构特征的农田集水区（洱海流域古生片区）为研究对象，农田集水区根据作物结构特征分为上游以籽粒玉米种植为主区（SYX片区）、中游以鲜食玉米和蔬菜种植为主区（DLL片区）、下游以水稻种植为主区（SFQ片区）。通过分区定位加密监测，分析不同作物结构分区内沟渠氮磷动态变化特征，研究作物结构对农田集水区氮磷输出的影响。结果表明：空间上，不同作物结构分区沟渠中总氮浓度呈现鲜食玉米和蔬菜种植区（21.11 mg·L-1）最大，水稻种植区（17.43 mg·L-1）次之，籽粒玉米为主种植区（13.88 mg·L-1）最低；总磷平均浓度自上游到下游不断增加，下游（0.59 mg·L-1）、中游（0.58 mg·L-1）均明显高于上游（0.41 mg·L-1）。时间上，总氮输出呈现8月（20.42 mg·L-1）>6月（15.54 mg·L-1）>7月（12.79 mg·L-1），总磷输出呈现8月（0.66 mg·L-1）>7月（0.62 mg·L-1）>6月（0.30 mg·L-1）。就不同作物结构分区而言，中上游总氮输出集中在8月，下游总氮输出则多集中在6月；上游总磷输出集中在7月，中下游则多集中在8月。不同作物结构分区氮磷时空输出变化均存在差异。鲜食玉米和蔬菜组成的作物结构对总氮、硝态氮的输出影响最大，种植水稻对氨态氮、总磷以及溶解性磷的输出影响较明显。研究表明，可根据研究区空间地形差异、作物结构以及农业沟渠特征采取适宜的氮、磷流失防控策略。

• 硼掺杂零价铁活化过硫酸盐降解水中阿特拉津

  张子鹤,王娜娜,张雨禾,徐西蒙

  为了处理因大范围使用阿特拉津（ATZ）而造成的水体污染问题，本研究通过硼氢化钠还原Fe2O3制备了硼掺杂零价铁（BZVI），活化过硫酸盐（PDS）以去除水中的 ATZ。探讨了 PDS投加量、B-ZVI投加量、溶液初始 pH值、以及共存离子和实际水体对ATZ降解的影响。结果显示，ATZ的降解符合准一级反应动力学。在25 ℃，ATZ浓度22 mg·L-1，B-ZVI投加量0.3 g·L-1，PDS投加量 2.02 g·L-1，以及溶液初始 pH=6.0的条件下，ATZ 的 15 min去除率达到 97.9%。自由基淬灭实验和电子顺磁共振（EPR）实验证实，硫酸根自由基和羟基自由基是降解ATZ的主导活性氧物种。PDS的活化反应包括均相和非均相过程，掺杂的硼可以同时促进溶液中和催化剂表面的Fe（Ⅱ）/Fe（Ⅲ）循环反应，从而加速活化PDS降解ATZ。

• 风速和搅动对猪粪逸散气载微生物的影响

  王海洋,耿浩越,崔梦茹,王畅,赵宋文,李涵博,刘统帅,李顺义

  猪舍气载微生物从猪粪逸散的动力可能主要源于风力和猪只活动，为了验证此设想，本试验构建模拟猪舍，用搅动模拟猪只活动，用不同风机控制粪表风速，采用2×2交叉试验设计（其中风速设定的两个水平分别为0 m·s-1和0.50 m·s-1；搅动情况分搅动和无搅动两个水平）研究猪粪逸散气载细菌和真菌情况。试验结果表明：在无搅动情况下，猪粪能够逸散出的气载微生物量最低，且风速对猪粪逸散气载微生物浓度的影响不显著（P>0.05）；搅动和风速是粪源细菌向空气中逸散的主要动力，两者之间存在交互作用（P2.1 μm）的气载细菌和真菌，其中粒径范围为2.1~3.3 μm的气载细菌和真菌平均占比最高，分别为22%和33%，且猪粪贮存第144小时之前逸散的气载微生物量相对平稳，尔后快速增加；猪粪细菌与逸散到空气中的细菌种类组成相似，但 β多样性组成不同。研究表明，猪粪逸散气载微生物的先决条件是搅动，而风吹可以促进微生物的逸散。

• 洱海流域有机肥全量替代化肥对稻田温室气体排放的影响

  吴茜虞,雷宝坤,徐卓颖,续勇波,李孙宁

  在洱海流域全面禁施含氮磷化肥的背景下，为明确绿肥、牛粪、猪粪和鸡粪全量替代化肥对稻田温室气体（N2O、CH4）排放特征及其关键因素的影响，于 2021—2022年在云南省大理市古生村开展水稻田间试验，研究 6个施肥处理[不施肥（CK）、绿肥全量替代化肥（GM）、牛粪全量替代化肥（CD）、猪粪全量替代化肥（PM）、鸡粪全量替代化肥（CM）和单施化肥（CF）]的温室气体（N2O、CH4）排放特征。结果表明：稻田N2O排放主要在施肥后一周内。有机肥全量替代处理减少56.21%~72.39%的稻田N2O排放（P<0.05），但会增加 144.12%~355.76% 的稻田 CH4排放（P<0.05），较 CF 处理显著增加 119.65%~308.15% 的温室气体增温效应和164.97%~318.96%的排放强度。CD处理温室气体增温效应和排放强度均低于其余有机肥处理，但该处理较 CF处理减少了水稻产量。CM处理产量最大，为（10 220.32±954.53）kg·hm-2，温室气体增温效应和排放强度低于GM和PM处理。0~5 cm土壤温度、土壤含水量、土壤无机氮、气温及降雨量是影响温室气体排放通量的关键因子。本研究中，CM处理较优于其他有机肥处理，能在稳产的前提下减少温室气体增温效应和排放强度。

• 猪粪源溶解性有机物厌氧发酵对水中浮游植物群落结构的影响

  黄杰,林毅青,宋晓明,戴诗琴,吴根义

  为了研究生猪养殖粪污经过厌氧发酵处理中的溶解性有机物（Dissolved Organic Matter，DOM）对水体浮游植物生长和群落结构的影响，本文采用总有机碳含量对DOM进行定量，使用三维荧光光谱解析DOM物质组成，采用16S和18S高通量测序分析水环境中原核和真核生物的群落结构，比较厌氧发酵前（T1处理）、后（T2处理）猪粪源DOM对浮游植物生长、群落结构的影响差异。结果表明：T1处理中叶绿素a含量由3.69 mg·L-1降到2.41 mg·L-1，后升高至3.24 mg·L-1；而T2处理中叶绿素a含量由3.75 mg·L-1持续下降到1.59 mg·L-1。DOM主要由5种组分构成，其中包括微生物衍生物、典型的陆生腐酸、色氨酸类物质或溶解性多环芳香烃类、蛋白质成分和酪氨酸类组分。厌氧发酵过程后DOM多环芳香烃类物质成分增加，对绿藻科藻类的生长影响显著，同时蛋白质和酪氨酸类组分的生物有效性增强，与蓝藻科的相对丰度呈负相关关系。研究表明，猪粪源溶解性有机物厌氧发酵前后对水中浮游植物群落结构的影响存在差异，且厌氧发酵后能降低浮游植物生物量。

• 绿肥稻田土壤甲烷减排材料筛选及减排机制研究

  孙晋鑫,周国朋,马正波,梁婷,常单娜,刘佳,刘晗,曹卫东

  绿肥在培育健康土壤和保障水稻高产优质方面具有重要作用，然而高量有机物还田可能引发稻田土壤的甲烷（CH4）增排，须研发相应的管控路径。本研究通过在添加绿肥后的稻田土壤中施用田菁炭、过氧化钙、硫磺、2-氯乙烷磺酸钠和针铁矿5种CH4减排材料，研究其CH4减排效果，并针对减排效果较好的材料开展了作用机制研究。结果表明：与无绿肥（CK）相比，绿肥还田增加了稻田土壤CH4排放，添加减排材料后CH4排放降低。其中，与单独绿肥（GM）相比，添加田菁炭（GM+C）和硫磺（GM+S）CH4累积排放量降幅较小，分别为19.5%和23.8%；2-氯乙烷磺酸钠（GM+CES）相较于GM的CH4减排效果最佳，CH4累积排放量降低了66.7%，全球增温潜势（GWP）降低了 52.5%。培养结束时（90 d），与 GM 相比，添加 2-氯乙烷磺酸钠的土壤 pH降低了 0.4个单位，产甲烷古菌mcrA丰度降低了29.9%。随机森林模型和相关性分析发现产甲烷古菌mcrA基因丰度与CH4排放呈显著正相关，说明产甲烷古菌是驱动绿肥稻田CH4排放的重要因子。研究表明，绿肥稻田土壤可通过添加减排材料实现CH4减排，本研究中以2-氯乙烷磺酸钠的效果最优，其专一、高效抑制产甲烷古菌群落，是未来值得探索的绿肥稻田土壤CH4减排材料。

• 不同小龙虾密度对养殖田块温室气体排放的影响

  穆红城,成永旭,徐旭,孙梦芹,李京昊,李娅,李嘉尧

  为探究种稻前小龙虾密度对养殖田块温室气体排放的影响，本试验以淹水稻田为对照（CK），对比了3种小龙虾养殖密度10.8、6.5、2.2 尾·m-2（D1、D2、D3）下CH4和N2O的排放情况。结果表明：各组CH4和N2O地表平均排放通量和剖面浓度规律为CK>D1>D2>D3。CK组CH4和N2O平均排放通量分别为34.36 mg·m-2·h-1和0.19 mg·m-2·h-1，D1、D2和D3处理CH4平均排放通量较CK组分别降低了9.0%、19.0%和27.4%，N2O平均排放通量较CK组分别降低了13.4%、21.6%和27.2%。CK组全球增温潜势（GWP）为10.14 tCO2e·hm-2，显著高于D1、D2和D3组（P<0.05）。Pearson相关分析表明，温室气体排放主要受剖面气体、总氮、地温、土壤总孔隙度的影响，环境因子会受到小龙虾密度的调控，进而影响温室气体排放，最终影响温室气体排放与GWP的关联度。D1、D2和D3组的存活率分别为73.65%、69.26%和67.48%，各组间无显著性差异，虾净产值最高的是D2组为3.15×104 元·hm-2，显著高于D1组和D3组（P<0.05）。不同养殖密度组的温室气体排放强度（GHGI）为D2

• 缓释肥分层减施对花生田温室气体排放特征的影响

  曹议丹,钱麟君,孙玉洁,杨力剑,司彤,邹晓霞

  为探究缓释肥分层减施对花生田间温室气体排放的影响，本试验以农民常规施肥为对照（CK），选用复合肥（CF）和缓释肥（RF）开展分层减肥试验，设2个减肥梯度，分别较CK减氮10%和20%，共组合为CF10%、CF20%、RF10%、RF20%，采用静态箱-气相色谱法，监测花生生育期内N2O、CH4和CO2排放通量、核算全球增温潜势效应（GWP）。结果表明：各处理温室气体排放通量呈相似的波动变化，花生生育期内植株-土壤体系表现为 N2O 排放源、CH4和 CO2吸收汇；与 CK 相比，各分层减肥处理均显著降低N2O累积排放量（11.29%~27.06%），其中，RF10%较CF10%、RF20%较CF20%的N2O排放量分别显著降低13.30%、13.87%；各分层减肥处理CH4累积吸收量均显著高于CK，其中，RF10%和RF20%较之分别提升19.02%和16.87%，RF10%处理CH4累积吸收量亦显著高于 CF10%（11.28%）；RF10% 处理 CO2累积吸收量显著高于 CK（11.35%），但与 RF20% 差异不显著；肥料类型对 N2O 和 CH4平均排放速率分别产生显著和极显著影响，肥料用量仅对N2O平均排放速率影响显著；土壤温度与温室气体排放通量呈极显著的相关性，土壤湿度仅对 CH4排放通量影响显著。与 CK 相比，CF10%、CF20%、RF10%、RF20% 处理 GWP 分别显著降低 13.37%、18.48%、27.90%、32.09%。研究表明，分层减肥有利于降低花生田间温室气体排放，且以缓释肥分层减施10%和20%效果更佳，可在农业生产中推广应用。

• 草海自然保护区内不同利用方式土壤氮素转化和氧化亚氮排放特征

  郎漫,聂浩,朱恺文,朱四喜,李平

  为探究草海自然保护区土壤氮素转化及氧化亚氮（N2O）排放规律，并为评估不同利用方式土壤的生态环境效应和土地合理规划布局提供科学依据，在25 ℃和60%田间最大持水量水分条件下进行15 d的室内培养试验，研究不同利用方式土壤的净氮转化速率和N2O排放特征。结果表明：湿地土壤的净氮矿化速率为0.95 mg·kg-1·d-1，显著低于旱地土壤（1.61 mg·kg-1·d-1）和菜地土壤（1.29 mg·kg-1·d-1），显著高于林地土壤（0.24 mg·kg-1·d-1）。土地利用方式对净硝化速率的影响与净氮矿化速率基本一致，旱地土壤和菜地土壤的净硝化速率最高，分别为 3.71 mg·kg-1·d-1和 3.58 mg·kg-1·d-1，显著高于湿地土壤（1.64 mg·kg-1·d-1），林地土壤的净硝化速率（0.20 mg·kg-1·d-1）最低。湿地土壤的N2O累积排放量为65.3 μg·kg-1，于各处理中最高，其次为旱地土壤（29.3 μg·kg-1）和菜地土壤（21.4 μg·kg-1），林地土壤的 N2O累积排放量（4.45 μg·kg-1）最低。研究表明，湿地转化为旱地和菜地虽然能显著降低N2O排放量，却显著增强了氮素的矿化和硝化，可能会增加NO3-累积和向环境扩散的风险；林地转化为农业用地后N2O排放量、净氮矿化和净硝化速率都显著提高，对生态环境影响较大。

• 2010—2021年山东滨州市农业碳排放特征与畜禽养殖承载力评估

  肖建勇,刘月仙,代雅男

  为从县域角度剖析典型农业地区的农业碳排放特征，本研究采用排放因子法对山东省滨州市的种植业与畜禽养殖业的主要碳排放源进行农业碳排放核算，分析了2010—2021年间滨州市农业碳排放量变化情况以及各区县的农业碳排放结构。结果表明：2010—2021年全市总的农业碳排放量呈现波动式下降并在2020年达到最低水平，为211.96万t CO2当量，年均降幅1.64%。农业碳排放量较高的阳信、惠民与无棣县，不仅年均农业碳排放量与碳排放强度较高，而且在农业碳排放结构方面存在养殖业碳排放占比高的问题。研究进一步从畜禽粪污消纳的土地承载角度对滨州市畜禽养殖现状与潜力进行评估，结果表明惠民县畜禽养殖承载潜力最高，为 469.06万头猪当量（以磷计），有较大的养殖业发展潜力；而阳信县目前处于超载状态，耕地无法消纳超量的畜禽粪尿资源，畜禽承载指数为1.53，对环境有严重影响。

• 黑龙江省水稻碳汇功能测算及碳中和趋势预测

  孟军,杨玉蓉

  研究黑龙江省水稻的碳汇能力及变化规律，预测水稻碳中和的时间节点及演变趋势，为衡量黑龙江省水稻的碳中和水平提供量化参考。根据 2000—2021年黑龙江省水稻生产的相关数据，运用净碳汇法对水稻碳汇量（以 CO2计）进行测算，并构建基于残差优化的 ARIMA-BP 组合模型对黑龙江省水稻的碳中和趋势进行预测。结果显示：黑龙江省水稻碳排放总量呈“上升-下降”的变化趋势，于2013—2017年处于峰值平台期，单位面积排放量呈波动下降的变化趋势，年均下降0.57%；水稻CH4、秸秆燃烧和土壤N2O为主要碳排放源，且水稻CH4、灌溉和复合肥排放量总体呈上升趋势；土壤固碳量和单位面积土壤固碳量总体均呈上升趋势；水稻始终呈现为碳源状态，但碳源量逐渐减少。从单位面积角度考虑，黑龙江省水稻预计将于2054年达到碳中和，此后碳汇功能逐渐增强。研究表明：黑龙江省水稻已处于碳达峰时期，但仍处于碳源状态，预计可提前实现碳中和目标。

• UPLC-MS/MS高通量测定鸡粪中81种抗菌药物残留方法的建立

  刘田,赵芮敏,李木子,李泽慧,孙瑞,杨智和,孙晓亮,赵思俊,宋翠平,霍乃蕊

  通过比较、优化样品前处理方法，建立了一种超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）高通量、快速测定鸡粪中磺胺类、大环内酯类、喹诺酮类、四环素类等4类81种抗菌药物残留检测方法。样品经EDTA-Mcllvaine与10%乙腈/乙酸（5∶15，V/V）混合溶液提取，HLB固相萃取柱净化过柱后，在UPLC-MS/MS多反应监测模式下进行定性及定量分析。加标回收试验结果显示，鸡粪中 81 种药物在 1.0~100.0 μg·kg-1范围内线性关系良好（R2>0.99），检出限为 1.0~2.5 μg·kg-1，待测药物的回收率为 60.24%~118.70%。该方法简单可靠，提取效果好，适用于鸡粪中多类抗菌药物残留的大批样品筛查和确证。