农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2025年第2期

• 《农业环境科学学报》2024年刊出论文简评

  蔡祖聪

  本文简要地介绍了《农业环境科学学报》2024年刊出的论文涉及的研究领域，重点评述了发表在土壤环境、面源污染和农产品安全领域的论文。结合自身对农业环境科学研究现状的认识，笔者认为：（1）我们应该重视不同监测体系获取的农业环境质量监测数据的融合，提高其利用率；（2）充分利用现有重金属污染土壤安全利用项目等积累的数据，完善农业土壤重金属环境质量标准；（3）加强对土壤农膜残留和环境多种农药残留长期效应的研究。

• 农田土壤地力提升和固碳减排协同研究进展

  胡明成,邱子健,王洲章,申卫收

  粮食安全和全球气候变化是当今人类社会面临的两大主要挑战。在当前缓解气候变暖和保障粮食安全的大背景下，农田土壤面临着生产力提升和固碳减排的双重压力，促进农田土壤地力提升和固碳减排协同发展，对世界各国应对气候变暖和粮食安全问题意义重大。当前，农田地力提升与固碳减排之间的协同研究尚未形成系统、全面的科学理论，相应的协同技术、产品研发和协同技术模式应用较为缺乏。为此，本文综述了农田土壤地力提升和固碳减排的研究进展，指出了二者协同发展的研究现状及促进二者协同面临的问题和挑战，并提出了相应的建议和措施。本文将为耕地产能提升和减缓气候变化提供理论支持和实践指导，为促进农业生产提质增效和可持续发展提供新思路。

• 韧性理论视阈下新污染物韧性治理构思

  李程,李春雷

  新污染物独特的持久性、生物累积性以及毒性给生态治理带来了全新挑战。构建一个针对新污染物的治理体系，可以有效推动生态治理现代化，对维护国家生态安全具有深远的战略意义。本研究从韧性理论的视角出发，结合我国的具体国情，深入剖析了新污染物的生态安全风险以及当前治理的双重脆弱性，并在此基础之上，结合韧性理论，从新污染物治理制度、科技、经济以及文化韧性四个维度出发，系统地描述了我国新污染物韧性治理的构建思路及路径，以期为我国新污染物的韧性治理工作提供科学的指导和新的发展方向，同时也为维护国家生态安全和新污染物治理决策提供新思路。

• 聚丙烯和聚乳酸微塑料对小油菜生理生化的影响

  蒋雷,姜翠玲,孙磊,冯亚坤,陆灿,樊泽群,袁梦琳

  为探讨可生物降解微塑料（BMPs）与不可生物降解微塑料（NBMPs）对农作物的影响，采用水培实验，选用不可生物降解聚丙烯微塑料（PP-MPs）以及可生物降解聚乳酸微塑料（PLA-MPs），研究两种微塑料（MPs）在不同浓度下（1、10、50 mg·L-1和 100mg·L-1）对小油菜生物量、叶绿素、抗氧化性以及营养元素吸收的影响，并基于偏最小二乘法-结构方程模型（PLS-SEM）分析各因素间的作用关系。结果表明：PP-MPs和PLA-MPs在高浓度（100 mg·L-1）下均阻碍小油菜叶绿素的合成，但PLA-MPs对叶绿素b合成的抑制速率是PP-MPs的4.17倍（最大降幅达16.59%）。PLA-MPs能使超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性以及丙二醛（MDA）含量显著升高，且升高速率高于 PP-MPs，最大增幅分别为 358.38%、545.68%、657.87% 以及147.47%。两种 MPs均干扰小油菜对镁（Mg）和铜（Cu）元素的吸收，进而影响小油菜的生长发育。研究表明，在高浓度（100 mg·L-1）下，相比PP-MPs，PLA-MPs对小油菜的生长抑制作用更强。

• 氧化铈纳米材料提升胡萝卜块根品质的机理研究

  冯燕,李晓娜,曹雪松,王传洗,陈菲然,乐乐,王震宇

  本试验通过4 d连续土壤施用100 mL不同浓度（1、10、50 mg·L-1）氧化铈纳米材料（Cerium oxide nanomaterials，CeO2 NMs），探究其对胡萝卜生长、产量和品质的影响及作用机制。结果表明，在施用1、10、50 mg·L-1 CeO2 NMs的处理中，促生增产的最佳处理浓度为50 mg·L-1，且该浓度的CeO2 NMs能被胡萝卜幼苗根系有效吸收并迁移至叶片。50 mg·L-1 CeO2 NMs处理下，叶片中铈颗粒的数量是对照组（不添加CeO2 NMs）的20.7倍，通过促进叶片中光合产物的合成优化了叶片-块根的养分分配；通过上调β-胡萝卜素合成相关基因—PSY、ZDS和LCYB的表达（上调幅度为105.9%、95.1%和68.9%）、增加激素含量（ABA和IAA分别增加了76.1%和15.8%），改善了胡萝卜块根的形成和分化。成熟期收获后，CeO2NMs处理后的胡萝卜块根中营养元素，如磷、硫、锰、铁和锌等的含量相较于对照处理组显著上调了15.1%~101.1%；β-胡萝卜素、可溶性糖和抗坏血酸分别是对照处理组的2.4、1.5倍和1.8倍；此外，CeO2 NMs通过提高块根中氨基酸和糖类等物质含量，改变色氨酸、苯丙氨酸生物合成和代谢等途径通路，调节了碳和氮的同化，进而影响了养分分配，最终改善了胡萝卜块根的品质。同时发现，胡萝卜块根中铈颗粒数量和铈元素含量分别是对照组的11.0倍和2.9倍，其潜在的环境健康风险仍需进一步探究。

• UV-B辐射增强对苦荞叶内生微生物多样性的影响

  肖欢,杨伟亮,孔祺,龚润林,段玉莲,赵银紫,罗宗龙,冯源

  利用高通量测序技术，分析 UV-B（280~320 nm）辐射增强对苦荞叶内生菌多样性、群落组成及功能的影响，以探讨“苦荞-内生菌”互作系统在 UV-B 辐射胁迫下的生态适应性，为相关研究奠定理论基础。以云荞 2 号为研究对象，自然光作为对照（CK），设置 2 个 UV-B 辐射强度（2.5、5.0 kJ·m-2），处理 30 d 后，通过高通量测序技术分析在 UV-B 辐射增强条件下苦荞叶内生菌的多样性、群落组成及生物学功能变化。结果表明，在 97%的序列相似性水平上，所有测序样本中苦荞叶内生真菌与内生细菌分别获得 167 个和 425 个 操作分类单元（OTU）。UV-B 辐射处理降低了苦荞叶内生真菌与内生细菌的总 OTU 数量，表现为 CK>5.0 kJ·m-2>2.5 kJ·m-2，但对内生菌的多样性及丰富度无显著影响（P>0.05）。3 个处理组的内生真菌均以子囊菌门（Ascomycota）为优势真菌门，其相对丰度随 UV-B 辐射增强而升高；共有的优势细菌门为变形菌门（Proteobacteria）与厚壁菌门（Firmicutes），共有的优势细菌属为未分类产碱杆菌科（unclassified_f_Alcaligenaceae）与假单胞菌属（Pseudomonas），其相对丰度随 UV-B 辐射增强而显著升高。单因素相关性网络分析表明，增强 UV-B 辐射可促进苦荞叶内生细菌群落间的协同共生作用、削弱种间竞争，同时减弱内生真菌群落间的相互影响。对内生菌进行功能预测与分析，发现 UV-B 辐射增强可导致植物病原菌类功能的真菌相对丰度下降，而内生细菌功能基因中参与细胞壁/细胞膜结构的生物合成、脂质转运和代谢以及蛋白质翻译后修饰等相关基因的丰度有所上升。研究表明，UV-B 辐射增强导致苦荞叶内生细菌群落组成与生物学功能发生明显改变，优势细菌群种类增加、菌群间的协同共生作用增强，这有助于提升苦荞对于UV-B辐射增强的生态适应性。

• 江苏太湖地区水稻全株Cd、Hg、Pb分布富集特征

  李文博,廖启林,范健,黄顺生,任静华,崔晓丹,刘玮晶,徐宏婷

  为有效防控耕地重金属污染，对江苏太湖地区获取的42套水稻全株样品Cd、Hg、Pb等元素地球化学数据进行系统分析，基于土壤-水稻系统元素分布分配及其相关性等，探讨水稻全株（根、秆、茎、叶、枝、皮、米等全部器官）Cd、Hg、Pb分布富集特征。结果显示：太湖地区水稻全株 Cd、Hg、Pb 分布富集存在显著差异，水稻器官中以稻米富集 Cd、Hg、Pb 的能力最弱。在 Cd、Hg、Pb中，水稻吸收Cd的能力最强，水稻全株Cd的生物富集系数（BCF）比Hg高35倍、比Pb高42倍；水稻全株Cd分布具有显著的单向逐渐降低特征，顺序为根→秆→茎→叶→枝→皮→米，Cd 均量从 10.61 mg·kg-1逐渐降到 0.62 mg·kg-1，其 BCF 均值从 5.941 降到0.325，各水稻器官之间的Cd含量均具有显著正相关性，稻米Cd主要受控于土壤Cd、pH、总有机碳（TOC）等及根系吸收；水稻全株Hg分布呈现叶、根相对富集特征，各水稻器官Hg均量为0.004 4~0.027 6 mg·kg-1，其BCF均值为0.020~0.124，富集能力排序为米<秆<皮<茎<枝<根<叶，稻米Hg主要受控于土壤TOC、Hg等及茎、叶吸收；水稻全株Pb分布呈现根、叶相对富集特征，各水稻器官Pb均量为0.10~8.25 mg·kg-1，其BCF均值为0.002~0.178，富集能力排序为米< 茎=秆 < 枝=皮< 叶 < 根，稻米Pb主要受控于土壤Pb、TOC等及茎、叶、根系吸收。因此，当地防控水稻Cd污染要重点关注土壤环境，而防控水稻Hg、Pb污染既要关注土壤环境，还要或更要关注大气环境。

• PLA和PBAT可生物降解微塑料对土壤-植物系统的生态效应

  辛熙炜,陈晨,吴婉晴,陈倩,李成涛

  为了研究可生物降解微塑料填埋后对土壤-植物系统产生的影响，本研究设置上海青盆栽实验，向其中分别添加PLA与PBAT两种可生物降解微塑料，通过观察两种微塑料在土壤中的表面形态变化、测定土壤理化性质和上海青生理生化指标，综合评价PLA、PBAT微塑料的土壤生态环境风险。结果表明：30 d内两种微塑料都发生了降解，PLA微塑料表面出现程度不同的裂纹和凸起，PBAT微塑料则存在不规则的孔洞。PLA的添加提高土壤中总氮（TN）含量的同时会减少总磷（TP）含量，而PBAT对土壤中TN、TP均有促进作用，并且两种微塑料都会增加土壤中水稳性大团聚体。通过相关性分析发现，添加PLA微塑料后各指标间TP与丙二醛（MDA）含量以及根系活力呈现正相关，而 TN与 MDA含量和根系活力呈现负相关；添加 PBAT微塑料后各指标间 TP对MDA含量、根长和茎长呈现负相关，而MDA含量与根系活力、根长和茎长之间呈现正相关。当添加量过多时对植物产生的影响更显著，但当超过植物所能承受的范围时，可能会对植物产生负面影响。研究表明，可生物降解微塑料对土壤-植物系统可能会产生更复杂的生态效应。

• 手性杀菌剂苯醚甲环唑在蚯蚓-土壤体系中的立体选择性吸收、消除和转化

  王加福,付纪强,王济世,张艳伟,耿岳,贺泽英

  为了全面探究三唑类杀菌剂苯醚甲环唑在蚯蚓-土壤系统中的对映选择性环境行为，本研究系统探讨了手性苯醚甲环唑的生物富集、消除动力学以及降解路径。通过超临界流体色谱串联质谱（SFC-MS/MS）测定了苯醚甲环唑的4种立体异构体并使其达到基线分离。在富集阶段观察到显著的对映选择性，其中（2R，4R）-苯醚甲环唑和（2R，4S）-苯醚甲环唑优先在蚯蚓体内积累。利用超高效液相色谱四极杆串联飞行时间质谱（UHPLC-QTOF/MS）鉴定了5种转化产物（TPs），分别为3-氯，4-羟基苯醚甲环唑、CGA-205374、CGA-205375、3-氯，4-羟基 CGA-205375和 CGA-71019（1，2，4-三氮唑）。揭示了苯醚甲环唑在蚯蚓和土壤中的主要转化途径为水解和羟基化。此外，产生了具有显著对映选择性的手性转换产物3-氯，4-羟基苯醚甲环唑。

• 表面活性剂强化石油烃微生物电化学降解

  陈永刚,李德生,于鑫,李晓晶

  老化且高浓度的石油污染土壤阻碍了生物修复的应用，为了提升石油污染土壤的修复效率，本研究采用非离子表面活性剂吐温-80（TW-80）、两性表面活性剂椰油酰胺丙基甜菜碱（CAB）、生物表面活性剂鼠李糖脂（RHA）、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和阳离子表面活性剂十八烷基三甲基氯化铵（ODAC）5种类型的表面活性剂将石油烃从土壤固相浸提到液相中，并利用微生物电化学系统来提高石油污染土壤的修复效率。结果表明：土壤中石油烃的提取效果依次为SDBS（81%） > CAB（76%） > ODAC（74%） > TW-80（71%） > RHA（50%），其差异由表面活性剂性质决定。综合系统电能输出结果选择表面活性剂类型后，石油烃的微生物电化学降解效果表现为CAB（88%）>TW-80（74%）>RHA（53%），其主要受浸提液中微生物群落影响。后续可通过优化表面活性剂浓度、反应时间和复配等方法来提升石油污染土壤的修复效率。

• Cr（Ⅵ）及Ni（Ⅱ）在偏碱性土壤中的共运移及稳定化

  石枝巧,丁嘉雯,吴丽雯,丁竹红

  本文通过动态柱试验研究重金属含氧酸根阴离子Cr（Ⅵ）和重金属阳离子Ni（Ⅱ）在偏碱性土壤中的运移与稳定及其稳定的形态。共运移实验表明：Cr（Ⅵ）和Ni（Ⅱ）对入流液流速、水化学条件的变化响应不同，如流速、pH几乎不影响Cr（Ⅵ）的穿透量，而Ni（Ⅱ）在0.05 mL·min-1流速下的穿透量明显低于在0.2 mL·min-1流速下，且其穿透量随pH升高而降低；较细土壤粒径及较低流速条件下pH对Ni（Ⅱ）的穿透具有更明显的影响。3种稳定剂存在下的穿透实验及界面过程实验表明：腐植酸、磁铁矿以及零价铁的存在可以稳定土壤孔隙水中两种金属，但腐植酸和磁铁矿的反应速率较慢，而零价铁的反应速率较快，200 h内零价铁可以使溶液中Cr（Ⅵ）及Ni（Ⅱ）几乎被全部去除；土壤介质本身的性质、孔隙水pH以及反应接触时间是影响两种重金属离子穿透与滞留的关键因素。联合处理的穿透实验中，腐植酸+磁铁矿组含氧阴离子Cr（Ⅵ）以及金属阳离子Ni（Ⅱ）大部分转化为非易移动的形态；腐植酸+零价铁的复合处理具有较高反应效率，能够同时稳定Cr（Ⅵ）及Ni（Ⅱ），将其几乎完全转变为非易移动的形态。尽管土壤偏碱性，腐植酸+零价铁的复合处理中Cr（Ⅵ）仍绝大部分转变为Cr（Ⅲ），土柱深层Cr（Ⅵ）含量低于6%。

• 低分子有机酸耦合水分管理对土壤Cd、As形态的影响

  尹雪斐,柳赛花,纪雄辉,陈杰,谢运河,潘淑芳,田发祥

  为提高土壤中Cd、As的生物可利用性从而提高植物修复效率，本研究基于不同种类及不同剂量的小分子有机酸，耦合不同水分条件，设计正交试验研究不同处理对土壤 Cd、As形态及有效态的影响，获得对 Cd、As活化效果的最佳处理条件。结果表明：施加5 mmol·kg-1柠檬酸配合干湿交替最大程度促进了土壤Cd向生物可利用性高的形态转化，土壤弱酸可溶态Cd含量占比为60.94%，流动性较低的可氧化态Cd含量为所有处理中最低，占比仅为13.18%；施加2.5 mmol·kg-1苹果酸配合长期淹水5~6 cm最大程度促进了土壤As向生物可利用性高的形态转化，该处理土壤中，水结合态与表层吸附态As之和占比为所有处理中最大，为9.05%，铁铝结合态As含量为38.65%；钙结合态As含量为3.37%。理论上，使得土壤中生物有效态Cd含量最高的组合为C2B4A1（干湿交替，10 mmol·kg-1 酒石酸）；使得土壤生物有效态As含量最高的组合为C3B1A3（淹水2~3 cm，0 mmol·kg-1酒石酸），相较于其他因素，淹水对土壤As有效态的影响为极显著（P<0.01）。研究表明，向土壤中施加较低剂量的柠檬酸并作干湿交替处理利于Cd的释放，对于As污染土壤，低剂量施加苹果酸结合淹水更能达到活化效果。

• 江苏某市规模化养殖场土壤重金属污染与生态健康风险评价

  顾佳,辛东帅,姜辞冬,苏海涛,翟宏

  为查明规模化养殖场土壤重金属污染与生态健康风险，在江苏省某市69家规模化养殖场采集299个表层土壤（0~20 cm）样品，分析测定了Cu、As、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、Zn共8种重金属的含量，并利用污染指数、地累积指数、潜在生态风险指数和健康风险评价模型评价了土壤重金属污染程度、潜在生态风险和健康风险。结果表明：研究区表层土壤除Cr、Hg外，Ni、Cu、Cd、Pb、Zn、As的均值高于区域背景值，不同养殖类型和不同功能区土壤重金属含量有明显差异，其中生猪养殖场表层土壤Zn、Cu和Cd的均值最高，鸡养殖场表层土壤Cr、Pb和Ni的均值最高，粪污堆放区、畜禽活动区重金属含量高于饲料堆放区。污染指数评价结果显示，研究区土壤内梅罗污染指数为0.21~1.08，轻度污染占比0.33%，Zn为主要贡献因子，污染点位于粪污堆放区。地累积指数评价结果显示，部分养殖场内土壤已存在不同程度的重金属累积现象，其中 Zn、Cu、Cd、As 达到轻度至中度污染的点位分别占比为23.41%、13.38%、10.03%、9.36%。生态风险指数评价结果显示，研究区土壤综合生态风险指数范围为 55.14~277.71，生态风险处于低等至中等风险区间，其中26.42%的点位Cd存在中等风险，6.35%的点位Hg存在中等至高风险。健康风险评价结果显示，研究区土壤中重金属的累积尚未对人体构成非致癌健康风险，致癌风险也在可接受范围。

• 橘园坡位变化对红壤胶体颗粒组成及胶体磷含量的影响

  刘卓玲,王艳玲,张佳敏,李欢,高磊

  为明确坡位变化对红壤胶体颗粒组成及胶体磷含量的影响，本研究以江西鹰潭孙家典型红壤小流域观测站内位于坡顶、坡上、坡中及坡底的橘园红壤为研究对象，基于 Stoke′s定律采用水分散-虹吸法依次获得粒级为<0.1、0.1~<0.45、0.45~<1 μm 及1~5 μm的胶体颗粒，对比分析了各坡位橘园红壤中胶体颗粒的分布比例、有机质、非晶质氧化铁（Feo）、非晶质氧化铝（Alo）及胶体颗粒所携带的磷素（Pcoll）的含量变化差异；以坡顶橘园红壤为例，借助于热场发射电子扫描显微镜、X 射线能量色散谱仪（SEM-EDS）和 X 射线衍射仪（XRD）观察了各粒级胶体颗粒的微观形貌及元素富集特征；明确了各粒级胶体颗粒的组成矿物及相对比例。结果表明：不同坡位橘园红壤中 1~5、0.45~<1、0.1~<0.45 μm 胶体颗粒的分布比例分别为 20.1%~24.8%、4.1%~6.1%、0.2%~0.6%；且随坡位降低，1~5 μm 胶体颗粒的分布比例呈先增加后降低的趋势，0.45~<1 μm 与 0.1~<0.45 μm 胶体颗粒则呈降低-增加-降低的趋势。随橘园坡位的降低，各粒级胶体颗粒内有机质和Alo占比呈先增加后降低的趋势，以坡中和坡上有机质占比分别为最低与最高，而坡顶和坡上Alo的占比分别为最低与最高；Feo占比呈先降低后增加的趋势，以坡上和坡中的占比分别为最低与最高。随胶体颗粒粒级的减小，各粒级胶体颗粒内有机质与Feo占比呈先降低后增加的趋势，Alo占比则呈先增加后降低的趋势。不同坡位橘园红壤中各粒级Pcoll含量为0.66~1.57 g·kg-1，且均随坡位降低呈先降低后增加的趋势，坡中各粒级Pcoll含量最低，坡底Pcoll含量最高；且胶体粒径越小，Pcoll含量相对越高。通过SEM-EDS观察到坡顶橘园红壤中0.1~<0.45 μm胶体颗粒的结合程度最好，颗粒排列紧实呈团状，<0.1 μm胶体颗粒的结合程度最差，颗粒呈分散状，而1~5 μm和0.45~<1 μm胶体颗粒呈片状散落排布，结合程度相仿；磷主要赋存于1~5 μm和0.1~<0.45 μm胶体颗粒表面，铁则主要赋存于<0.1 μm胶体颗粒表面；各粒级胶体颗粒的主要组成矿物为高岭石与多水高岭石。相关分析表明，橘园红壤中总碳、总氮、全磷、有机质、Alo等指标仅对橘园红壤中0.1~<0.45μm胶体颗粒中的胶体磷含量有显著影响。

• 稳定性氮肥减施对滴灌玉米产量、氮肥利用率及土壤无机氮残留的影响

  唐亚莉,段婧婧,藏旭龙,赖宁,李永福,信会男,李娜,吕彩霞,李青军

  为探讨新疆膜下滴灌条件下稳定性氮肥和普通氮肥在玉米种植中的肥效及其利用率的差异，采用田间试验及取样、室内分析与生物统计相结合的方法，在北疆奇台县和南疆于田县两点开展田间试验，试验设置 6 个处理：不施氮肥（N0）；常规施肥（FP）；稳定性氮肥推荐用量（NF），比 FP 减氮 10%；稳定性氮肥减量处理（90%NF），比 FP 减氮 19%；稳定性氮肥减量处理（80%NF），比FP减氮28%；稳定性氮肥减量处理（70%NF），比FP减氮37%。结果显示：NF处理比FP处理显著增加了玉米产量，增产率为7.6%（奇台县）和11.6%（于田县），氮肥利用率提高3.2个（奇台县）和7.5个（于田县）百分点，显著降低了土壤氮残留，并增加了收益。90%NF处理与FP处理产量相当，氮肥利用率提高6.3个（奇台县）和 9.2个（于田县）百分点，显著降低了土壤氮残留，收益增加1 143元·hm-2（于田县）。奇台县80%NF处理显著降低了玉米产量和经济效益，而于田县80%NF处理与FP处理产量相当，但降低了经济效益。70%NF处理在两个地点都显著降低了玉米产量和经济效益。奇台县玉米施用稳定性氮肥时，氮肥减量10%可以增产7.6%，氮肥利用率提高3.2个百分点，净收益增量为1 996元·hm-2，同时减少土壤氮残留；于田县玉米施用稳定性氮肥时，氮肥减量10%~19%可以增产5.8%~11.6%，氮肥利用率提高7.5~9.2个百分点，净收益增量为980~2 378元·hm-2，同时减少土壤氮残留。

• 菇渣有机肥施用量对不同质地土壤养分提升及葡萄幼苗生长的影响

  马啸驰,白亚涛,韩烽,吴景贵,马艳

  为研究菇渣有机肥不同施用量对不同质地土壤养分含量与主要微生物数量变化、葡萄幼苗养分分配规律、光合作用及根系生长的影响，以阳光玫瑰葡萄幼苗为应试品种，开展盆栽试验。在壤土和黏壤土中均设置5种菇渣有机肥施用量（g·kg-1，肥料干质量/干土质量）：0（T0）、10（T1）、20（T2）、40（T3）、60（T4）。结果表明：随着菇渣有机肥用量增加，两种质地土壤 pH 值显著降低，土壤电导率值、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量显著增加。当菇渣有机肥在两种质地土壤中的用量均为T1时，葡萄幼苗总生物量及根冠比最高，较其他各用量分别提升1.04%~112.31%和34.78%~246.15%，与T0、T3和T4用量相比存在显著性差异；当用量为T1~T2时，葡萄叶片中全氮、全磷、全钾含量相对较高。与不施有机肥相比，菇渣有机肥在壤土中的施用并未有效增加葡萄细根总根长和根尖数，同时在T4用量下细根总根长和根尖数分别显著降低了44.81%和39.53%；菇渣有机肥在黏壤土中的施用量为T1和T2时，细根总根长分别显著增加了87.02%和77.20%，根尖数分别显著增加了40.29%和42.36%。葡萄叶片光合作用呈现波动性变化，当两种质地土壤中菇渣有机肥用量为T4时，葡萄叶片净光合速率、胞间CO2浓度及气孔导度最低。适当的菇渣有机肥施用量（10~20 g·kg-1）显著提升土壤养分及主要微生物数量、植株生物量、叶片氮磷钾含量和净光合速率、总根长及根尖数，但过高的菇渣有机肥用量（40~60 g·kg-1）则显著抑制土壤微生物数量和葡萄幼苗生长。研究表明，菇渣有机肥施用量的增加显著提升土壤有机质和速效养分含量，而对土壤主要微生物数量及葡萄幼苗生长的影响表现为先促进后抑制。本试验条件下，菇渣有机肥在壤土中施用量为10 g·kg-1、在黏壤土中施用量为10~20 g·kg-1时对土壤肥力提升及葡萄幼苗生长促进效果最佳。

• 有机物料混施对盐碱土壤改良与溶解性有机质荧光特征的影响

  高萌,李大智,马建,宋俏博,陈欣

  通过盐碱土菠菜盆栽实验，探讨不同有机物料混施对盐碱土壤溶解性有机质（DOM）荧光特征的影响，并明确其改良效果。实验共设置对照（CK）、单施秸秆（S）、单施生物炭（B）、秸秆和尾菜水热裂解液共施（SHA）、生物炭和尾菜水热裂解液共施（BHA）5 个处理，同时利用平行因子分析法进行 DOM 荧光特征表征，解析菠菜产量、土壤养分与荧光组分间的关联性。结果表明：相比有机物料单施，有机物料混施对提高菠菜产量、缓解土壤盐碱效果更好，SHA、BHA处理菠菜产量较CK分别增加159.2%、81.6%，施用有机物料的各处理土壤有机质含量较 CK显著增加 66.3%~70.2%，实验结束时 SHA处理有机质含量最高，达到 4.8 g·kg-1；SHA处理主要通过增加盐碱土DOM中腐殖类物质和色氨酸组分含量，促进作物生长。研究表明，活性有机物料与腐殖类物质组合施用更有利于盐碱土壤改良。

• 长白山-辽东黑土区耕地土壤有机质时空变异及影响因素

  何孟霓,孙继光,徐英德,汪景宽

  明晰区域尺度耕地土壤有机质的时空动态变化对促进农田生态系统绿色可持续发展具有重要意义。本研究以长白山-辽东黑土区为研究对象，利用地统计学与GIS等技术相结合的方法，探究自第二次全国土壤普查以来该地区耕地土壤有机质时空变异特征及其影响因素。结果表明：研究区“二普”时期和2015年耕地土壤有机质平均含量分别为31.75 g·kg-1和27.07 g·kg-1，平均降低了4.68 g·kg-1；下降较为明显的区域主要分布在辽东丘陵区、吉林中部地区以及黑龙江中南部地区。土壤有机质半方差函数的最佳理论模型为线性模型，制图结果显示长白山-辽东黑土区耕地土壤有机质含量存在较大空间变异性，呈现出由西南向东北逐级递增的趋势；其中，该区域中部和北部地区耕地土壤有机质含量相对较高（大部分处于20 g·kg-1以上）。此外，耕地土壤有机质含量受海拔、年降水量、土壤类型、土壤母质的影响。其中，在“二普”时期平均有机质含量越高的土壤类型（如泥炭土）中，其有机质含量下降幅度越大；同时，低海拔和低积温条件更易造成耕地土壤有机质含量随时间的下降。总体来看，研究区耕地土壤有机质含量等级属于中等水平，且不同区县耕地土壤有机质含量差异较为明显，实际农业生产活动中需分区进行差异化培肥管理。

• 硅酸盐矿物对酸化土壤的调理及无机碳固定性能的影响

  姜雯琪,徐从斌,孙天然

  针对土壤酸化导致的土壤质量下降与无机碳损失问题，本研究以两种酸度的稻田红壤为研究对象，采用盆栽实验，评价典型硅酸盐矿物硅灰石在控酸抑铝、提升土壤肥力和无机碳固定等过程中的作用，并明确其对作物生长的影响。结果表明：硅灰石能够显著改善酸化土壤pH，降低可交换态铝含量并提高土壤无机碳含量，在50~200 g·kg-1的硅灰石施加量下，土壤pH提高了2.47~3.24个单位，土壤可交换态铝降低32.02%~54.52%，土壤无机碳提高至0.40~1.26 mg·g-1。土壤初始pH对硅灰石的风化溶解影响显著，低初始pH促进硅灰石中可交换态钙离子的释放并加速无机碳的积累。初始pH为4.46的土壤经硅灰石处理，土壤无机碳的净积累量达到高初始pH（5.40）土壤的1.22~1.94倍。相关性分析结果（R2=0.78，P=2.55×10-7）进一步显示，土壤呼吸矿化有机碳产生的CO2可能是土壤无机碳积累的主要碳源。此外，硅灰石的施入对作物生长亦有促进作用，最高可使水稻植株干质量提高16.89%~32.08%，这主要得益于硅灰石优异的控酸抑铝性能及其所含有的大量的硅元素，硅灰石的风化溶解可提高土壤中有效态硅含量6.57~13.49倍。

• 基于NUFER-village模型分析洱海流域不同农牧系统氮素流动特征

  李志刚,郑毅,梁启斌,王艳霞,侯磊,李晓琳,胡丹,王晶

  为分析洱海流域农牧系统的氮素流动特征，明确不同类型农牧系统氮素损失差异，依据农村主要产业发展类型，将洱海流域村庄划分为种植型、养殖型和农牧结合型3大类型，并进一步依据主要种植作物类型、畜禽养殖类型以及不同种养结合形式，划分16个亚类。最后运用村级尺度的食物链养分流动模型（Nutrient flows in food chain，environment and resources use，NUFER）定量洱海流域不同农牧系统氮素投入特征、养分利用效率及环境流失特征。结果表明：洱海流域单位产品氮素投入量以养殖型最高（5.65~8.92 t），农牧结合型最低（1.92~2.96 t）。其中养殖型以养殖羊亚类氮素投入最高，农牧结合型中以林果+羊亚类投入最低；氮素利用效率从高到低分别为种植型（30.0%~48.8%）、农牧结合型（19.0%~30.8%）、养殖型（5.5%~10.4%）。种植型、农牧结合型、养殖型对应的最高氮素利用效率亚类分别为玉米、林果+羊、家禽；单位产品氮素环境排放量以养殖型最高（5.22~9.03 t），农牧结合型最低（0.66~1.27 t）。其中养殖型以养殖羊亚类氮单位产品氮素环境排放量最高，而农牧结合型中立体种养模式均较低（0.66~0.86 t）。氨挥发是所有类型农村农牧系统主要环境排放形式。洱海西部和北部存在较多高污染排放村，环境风险大，且高污染村以畜禽养殖为主。洱海流域农牧体系氮素投入量较高且养分利用率处于较低水平，环境排放强度高，未来可结合高原湖泊流域特征，进一步推行立体种养模式，从而实现区域农牧系统与环境保护协同的高效发展。

• 对乙酰氨基酚对蛋白核小球藻胞外聚合物的影响

  张华胜,刘月敏,王晓睿,白滔,张骁文

  为探讨不同浓度对乙酰氨基酚（0~100 mg·L-1，AAP）对蛋白核小球藻叶绿素a（Chl-a）和胞外聚合物（EPS）的影响，通过室内模拟试验，在第0、2、4、6、8、10、12天分别取样分析蛋白核小球藻Chl-a和EPS对AAP的响应。结果表明：AAP可提高蛋白核小球藻中Chl-a含量，并促进EPS中多糖和蛋白质分泌，且该变化呈浓度依赖性。当AAP浓度为100 mg·L-1时，EPS中多糖和蛋白质含量分别由223.83、47.02 μg·mL-1提升至361.81、70.12 μg·mL-1。基于红外光谱分析EPS官能团变化发现，随AAP浓度的增加，代表C＝O的吸收峰强度明显增强。同时，C＝O位置的吸收峰发生偏移，且—OH基团吸收峰的变化趋势与其相似，表明EPS中—OH、C＝O等官能团能够与AAP发生结合。三维荧光光谱分析发现，随AAP浓度增加，类富里酸荧光强度逐渐减弱至消失，类腐植酸荧光强度逐渐增强，表明AAP能够影响蛋白核小球藻EPS化学组分的组成。研究表明，AAP可促进蛋白核小球藻Chl-a和EPS的合成，EPS中类富里酸及—OH、C＝O等官能团则在其与AAP结合过程中发挥着重要作用。

• 菠萝皮渣发酵液光发酵制氢工艺参数优化

  屈皓,刘玉香,李玉霞

  为探究混合光发酵菌群 XW 在菠萝皮渣发酵液中的产氢规律并优化其产氢条件，以累积产氢量为考察指标，通过 Box-Behnken Design（BBD）响应面法对其主要影响因素的交互关系进行分析，并利用模型预测其最佳产氢条件。实验结果表明：初始pH和温度、初始pH和光发酵菌群接种量的交互作用对产氢量的影响显著，而温度与光发酵菌群接种量的交互作用对产氢量的影响相对较小；最佳工艺条件为初始pH 6.93，光发酵菌群接种量22.86%，温度32.12 ℃，模型预测最大产氢量为124.27 mL，实际实验产氢量为126.13 mL，相对误差为1.49%，说明该数值模型具有良好的拟合性。研究表明，菠萝皮渣发酵液是混合光发酵菌群进行制氢的优良底物，不同的初始pH、温度和菌群接种量对产氢效果均有影响，模型优化的最佳工艺条件具有良好的参考价值。

• 堆肥腐植酸吸附铵态氮和氨气的性能与机理

  陈豹,曹云,孙恩惠,曲萍,徐跃定,黄红英,靳红梅

  为探讨堆肥腐植酸对 NH4+与 NH3的吸附效果及机理，提取并纯化农业废弃物堆肥胡敏酸（C-HA）和富里酸（C-FA），并与商品胡敏酸（B-HA）、富里酸（B-FA）吸附NH4+与NH3效果相比较，借助元素分析仪、扫描电镜、比表面积分析（BET）、傅里叶红外光谱（FTIR）等对腐植酸理化性质进行表征，进行了动力学吸附试验和等温吸附试验。结果表明：商品腐植酸和堆肥腐植酸的比表面积和总孔容均较小，孔隙结构不发达。C-HA的总酸性基团和酚羟基含量分别比B-HA高出27.1%、14.1%。吸附NH4+或NH3以后，羟基对应的峰强明显变小。C-HA、B-HA对NH4+的最大吸附量分别为5.347、5.099 mg·g-1，吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型，表明此吸附过程为单分子层吸附并受化学吸附控制。C-HA、B-HA、C-FA、B-FA对NH3的吸附容量分别为38.98、23.17、57.07、66.96 mg·g-1。C-HA对NH4+、NH3的吸附容量高于B-HA，这主要与其较高的酚羟基、羧基等含氧酸性官能团的含量有关。研究表明，堆肥腐植酸具有作为NH4+和NH3的吸附材料的潜力。

• 小球藻净化猪沼液全周期氮磷含量近红外光谱模型构建

  陈克诚,侯天保,李梦婷,李竺乘,刘家华,赵润,杨鹏

  针对缺乏小球藻净化猪沼液全周期氮磷含量动态变化监测近红外模型的问题，本研究以小球藻净化猪沼液试验中收集到的660个沼液样品为研究对象，运用近红外光谱技术结合主成分分析、偏最小二乘法等化学计量学方法，构建基于近红外光谱的猪场沼液净化全过程氮磷含量监测通用模型。优选最佳预处理方法分别建立了小球藻净化猪沼液全周期总氮（TN）、氨氮（NH4+-N）和总磷（TP）含量监测通用模型。结果表明，沼液氨氮模型预测性能良好，其预测均方根误差（RMSEP）、决定系数（Rp2）和相对分析误差（RPD）分别为 35.273 mg·L-1、0.794 和 2.202。沼液总氮模型的 RMSEP、Rp2和 RPD 分别为 45.275 mg·L-1、0.711 和1.854，沼液总磷模型的 RMSEP、Rp2和 RPD分别为 1.148 mg·L-1、0.727和 1.915，模型可用于定量预测。研究表明，近红外预测值与实测值随培养时间的变化趋势具有较好的一致性，可实现小球藻净化猪沼液全周期氮磷含量的实时监测。

• 稻鱼共生系统甲烷排放及影响因素

  范东东,胡亮亮,赵璐峰,何磊,唐建军,陈欣

  与水稻单作系统相比，稻鱼共生系统保持较长时间和较深的淹水状况，因而稻鱼共生是否会增加稻田甲烷（CH4）排放这一问题一直受到关注。本研究采用田间受控试验，研究传统稻鱼共生系统 CH4排放特征以及鱼饲养量提升和饲料投放比例对CH4排放的影响；并通过行为扰动模拟实验，分析鱼扰动是否对CH4排放产生影响。结果表明，传统稻鱼共生系统与水稻单作系统的CH4排放通量变化动态呈相似的趋势（即移栽后排放通量逐渐增加，分蘖盛期和幼穗分化期达高峰，开花期后逐渐下降），传统稻鱼共生系统的平均CH4排放通量低于水稻单作系统。稻鱼共生系统中，实际鱼产量随着所设目标产量和相应饲料输入量的提高而增加，水稻产量保持稳定；与水稻单作系统相比，稻田CH4排放通量随鱼产量增加呈增加趋势，当鱼目标产量达1.5 t·hm-2时，稻田CH4排放通量的增加达显著水平。在目标产量为1.5 t·hm-2、总输入氮（肥料氮+饲料氮）量为120 kg·hm-2的情景下，随着饲料氮占总氮比例提高，鱼的产量显著增加而水稻产量保持稳定，但稻田 CH4排放通量呈增加趋势；当饲料氮占总氮比例提高到62.5%时，稻田CH4排放通量的增加达显著水平（与水稻单作系统相比）。模拟实验表明，鱼的活动所引起的土壤扰动对稻田CH4排放通量无显著影响，但显著提高甲烷氧化菌功能基因（pmoA）的丰度。

• 不同施肥模式对设施西瓜温室气体排放的影响

  郝汉,马文林,杨行,赵嘉莉,张彩月,李桐

  为探讨不同施肥管理对西瓜产量、温室气体排放及土壤理化性质等的影响，确定适宜的施肥方式，以期达到西瓜高产、减排的目的。试验以大棚西瓜田为研究对象，根据底肥施用方式设置5种处理：不施用肥料（CK）、常规施肥（CT+OM）、测土配方施肥（ST+OM）、单施有机肥（OM）、单施化肥（UF）。采用静态箱-气相色谱法采集分析西瓜田温室气体排放通量，同时对土壤无机氮及有机质进行检测。结果表明：有机肥配施无机肥处理西瓜产量提升明显，其中ST+OM处理西瓜产量显著高于其他处理，相比于CK显著增加143.78%，在西瓜幼苗期，CT+OM、ST+OM及OM处理的土壤铵态氮含量及有机质含量显著高于其他处理；CT+OM处理相较于其他处理N2O及CO2的排放通量整体变化幅度最大，CH4排放通量呈正负交替波动变化；CT+OM处理温室气体排放强度显著高于UF，与其他处理无显著差异。研究表明，测土配方施肥处理相比于其他处理能够显著提高西瓜产量，且其温室气体排放强度与最低的单施化肥处理无显著差异，为综合效益最佳的施肥模式。