农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2025年第6期

• 大数据时代人工生态系统颠覆性特征

  卢兵友,赵婉莹

  生态学研究虽在理论体系构建、可持续发展意识培育及生态系统数据积累方面取得重大成就，但其理论指导实践的能力仍显不足。大数据时代为生态学发展带来新机遇，人工智能与算力技术的融合将推动生态学研究向数据关系挖掘与精准应用转型。人工生态系统将呈现主体转变、要素升级、工具革新、协调发展四大颠覆性响应特征。这些特征标志着人工生态系统向智能化、精准化、和谐化的范式变革，为生态学理论落地提供关键基础。

• 微生物生源要素循环过程与抗生素抗性基因增殖传播的耦联机制研究进展

  许伊,付庭红,杨士红,苏欣珂,张泽阳,尤国祥,侯俊

  作为一种新型生物污染物，抗生素抗性基因（ARGs）通过微生物的媒介作用在环境中的传播扩散严重威胁人类健康。生源要素循环是维持微生物生理代谢活动的基本过程，在介导胞内ARGs的增殖传播中发挥重要作用。本文基于已有研究成果，通过系统综述微生物胞内碳、氮、磷、铁的代谢途径、中间产物、关键通路对微生物群落结构及ARGs增殖传播的调控作用，讨论了微生物生源要素循环过程与ARGs增殖传播的耦联机制，为揭示微生物代谢活动与ARGs传播的互作关系、深化ARGs环境行为的研究内涵提供理论基础和科学依据。

• 叶面喷施无机和螯合钙、锌肥对花生的降镉效果

  李丽荣,王玉荣,周志高,丁昌峰,王兴祥

  为研究叶面喷施中微肥对花生籽粒镉（Cd）含量的影响，通过盆栽和田间试验，分析叶面喷施无机钙肥（硝酸钙）、无机锌肥（硫酸锌）及不同螯合钙/锌肥（EDTA螯合钙/锌、糖醇螯合钙/锌）对4种花生品种（皖花4号、粤油43、花育22号和湘花2008）籽粒的降Cd效果，并探究降Cd效果最优的叶面肥种类及其降Cd机理。盆栽试验结果表明，叶面喷施EDTA螯合钙（EDTA-Ca）和EDTA螯合锌（EDTA-Zn）处理的降Cd效果最优，4个花生品种降Cd率可达到15.1%~30.7%。田间试验进一步验证了EDTA-Ca和EDTA-Zn处理的降Cd效果，籽粒降Cd率可达24.0%~40.0%。选取品种粤油43的EDTA-Ca和EDTA-Zn两个处理进行降Cd机理探究，结果表明EDTA-Ca、EDTA-Zn处理显著增加了Cd在花生茎（6.4%、13.6%）和叶（37.6%、26.9%）中的积累，增加了Cd在茎叶细胞器和可溶性组分中的占比，显著降低了Cd从茎叶向籽粒的转运。研究表明，EDTA螯合钙、锌肥可显著降低花生籽粒Cd含量。

• 镉胁迫下两种不同耐受性花生农艺性状与抗氧化酶活性分析

  殷业超,董敬超,张宇,王力夫,王腾蛟,张诗行,高志勇,高磊磊,吴金鑫,于树涛

  为分析镉胁迫下不同花生品种在关键生育期的表型、产量和生理指标的响应差异，本试验以两个不同耐受性花生品种为材料，在关键生育时期对种植土壤进行镉胁迫（0.5、1、2 mg·kg-1）处理，对各项指标进行测定。结果表明：不同耐受性花生品种受到镉胁迫后，其农艺性状变化趋势有所不同。随镉胁迫程度升高，耐镉品种主茎高、侧枝长、总分枝数呈升高趋势，在土壤镉含量达到2 mg·kg-1时均达到最大，不耐镉品种则呈先升高后降低的趋势。镉胁迫对两品种单果、双果数量无影响，总果质量、饱果数影响显著。随镉胁迫程度升高，耐镉品种和不耐镉品种的总果质量均呈先升高再降低的趋势，最大增幅为68.12%和72.81%，饱果数量均显著降低，最大降幅达18.00%和29.91%。不同耐受性品种的籽仁对镉的积累量及变化趋势不同。耐镉品种籽仁镉积累量呈先升高后平稳不变的趋势，不耐镉品种呈逐渐升高的趋势。两品种花生的膜脂耐受性不同，各生育时期丙二醛（MDA）含量差异显著，耐镉品种较不耐镉品种具有更高的膜脂耐受性。两品种间过氧化物酶（POD）活性差异明显，耐镉品种POD活性显著高于不耐镉品种。研究表明，不同镉耐受性花生品种在农艺性状、生理响应方面均存在明显差异，可以依据生产需要，在花生关键生育期进行适时的调控干预，以保证食用型花生的安全性。

• 叶面喷施纳米氧化钙对香菜和菠菜镉富集及生理特性的影响

  唐小月,李含韵,陈菲,徐小逊,戚鑫,张世熔

  为确保食品安全，采用田间试验探讨在Cd（0.526 mg·kg-1）污染背景下，叶面喷施3种浓度（25、100、400 mg·L-1）纳米氧化钙溶液（CaONPs）对香菜和菠菜的Cd富集特征和生理特性的影响。结果表明，叶面喷施不同浓度CaONPs对香菜和菠菜地上部Cd含量的降幅更大，最大降幅分别为35.21%和43.34%。在400 mg·L-1 CaONPs叶面处理下两种蔬菜Cd转运系数分别下降23.60%和21.64%。喷施CaONPs也使香菜和菠菜鲜质量和叶绿素b含量显著增加（P<0.05）。当CaONPs喷施浓度达到200 mg·L-1后，两种蔬菜的丙二醛含量均显著降低（P<0.05），其中菠菜丙二醛含量降幅更大。此外，不同浓度CaONPs叶面处理下两种蔬菜中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶的活性也有不同程度的提高，其中菠菜中过氧化物酶活性的升幅最大，达到37.60%。研究表明，叶面喷施CaONPs抑制了菠菜和香菜对Cd的吸收和转运，积极调节了Cd胁迫下两种植物的生理生化响应。

• 云南马铃薯低镉铅累积品种的筛选与验证

  陆正利,周洪印,木丽远,泽尔拉都,王立娟,吴龙华,张乃明

  为探究镉（Cd）、铅（Pb）复合污染土壤中不同马铃薯品种对Cd、Pb吸收累积的响应，以云南农业生产主栽的37个马铃薯品种为研究对象，采用田间试验研究不同马铃薯品种可食部Cd、Pb含量及富集系数（BCF）的差异，通过聚类分析筛选出马铃薯可食部低Cd、Pb累积品种，并对筛选出的低累积品种设置不同的Cd、Pb含量处理进行盆栽验证试验。田间试验表明：在Cd、Pb中度污染条件下，37个马铃薯品种可食部Cd、Pb含量差异显著，含量范围分别为0.025~0.460、0.019~0.760 mg·kg-1，依据国家规定的食品中污染物限量标准（Cd 0.1 mg·kg-1、Pb 0.2 mg·kg-1）判断，Cd、Pb超标率分别为59.46%、24.32%；各供试马铃薯可食部Cd、Pb的BCF范围分别为0.016~0.173、0.000 40~0.003 80之间，BCF均小于1，且BCFCd均明显大于BCFPb；通过聚类分析筛选出高Cd、Pb累积品种有小紫芋、合作88、青薯9号，中累积品种有尤10省、延11，低累积品种有大西洋国、尤11、费乌瑞它、延13、冀张薯12、云薯104、克35省、尤13国、尤15、延10、东317省、早大白、钻心乌、云薯105。盆栽试验表明：云薯104、云薯105及青薯9号的单薯质量、株高和茎粗均随Cd、Pb污染程度的增加呈下降趋势，可食部Cd、Pb含量呈上升趋势，BCF均小于0.2；青薯9号在Cd、Pb中度污染处理（T2、T3）下的可食部Cd、Pb含量均超过最大限量标准，云薯104在重度污染处理（T4）下的可食部Pb含量超过最大限量标准，云薯105在所有处理下的可食部Cd和Pb含量均未超过最大限量标准。研究表明，37个马铃薯品种均可在严格管控类耕地种植，其中大西洋国、云薯104等14个可食部Cd、Pb低累积优势品种可在Cd、Pb中轻度污染区推广种植。

• 紫外老化前后聚乳酸微塑料和镉及其复合污染对小麦种子萌发的影响

  宋玉婷,陈苏,李林净,梁效,梁芳芳,吕蒙

  为探讨可降解微塑料老化前后及其与重金属复合污染对种子发芽的影响，本研究选取小麦（Triticum aestivum L.）为实验植物，选取不同含量的紫外老化前后的聚乳酸微塑料（PLA，0、100、200、500、1 000、2 000、5 000、10 000 mg·kg-1）和镉（Cd，0、0.3、3mg·kg-1）分别进行单一和复合污染的小麦种子萌发实验。结果表明：紫外老化使得聚乳酸微塑料的表面形态由光滑变为粗糙，且所有处理中老化前后PLA对小麦种子的发芽率具有显著差异，小麦种子的发芽率在80.0%~96.7%之间，但无论是单一老化前后PLA污染还是复合污染对小麦种子的发芽率均没有显著影响；单一PLA污染对小麦芽长的影响不显著，5 000 mg·kg-1 PLA显著抑制了小麦根长；200 mg·kg-1老化后的聚乳酸微塑料（APLA）显著抑制了小麦芽长，且抑制率高达29.8%；微塑料和Cd复合污染条件下，PLA与0.3 mg·kg-1 Cd处理抑制了小麦的芽长、根长，100 mg·kg-1 APLA与3 mg·kg-1 Cd处理最大程度促进了小麦芽长的生长，此时芽长为1.16 cm，0.3 mg·kg-1 Cd与APLA复合处理对根长的影响较大，最短与最长的根长之间相差1.26 cm。研究表明，微塑料与Cd复合污染对小麦的发芽率的影响基本表现为拮抗作用，而对小麦的芽长和根长基本表现为协同作用。

• 胞外聚合物介导的Pantoea dispersa对高浓度铜和镉的耐受机制

  宋雨欣,袁梦,陈国涛,谢光虹,朱崇岭,崔堂兵,任源

  为探究微生物应对重金属胁迫的生存策略，明确胞外聚合物（EPS）在微生物重金属耐受中的功能及不同重金属耐受机制的差异，本研究测定了Cu2+和Cd2+胁迫下Pantoea dispersa MSC14表面的EPS产量，通过比较EPS去除前后生理生化指标的变化揭示了EPS在重金属耐受中的关键作用，并通过转录组学分析了其对Cu2+和Cd2+耐受机制的差异。结果发现，菌株MSC14在高达300 mg·L-1的Cu2+和Cd2+胁迫下仍可表现出一定的代谢活性。同时，EPS含量显著增加，其中多糖和蛋白质的含量在Cu2+胁迫下最高分别增加19.0倍和9.3倍，Cd2+胁迫下最高分别增加5.8倍和7.8倍。菌株MSC14胞外吸附Cu2+和Cd2+的量显著高于胞内的积累量，在去除EPS后，Cu2+和Cd2+的总积累量分别减少了49.8%~52.0%和40.0%~68.6%，同时氧化应激程度加重。KEGG分析表明菌株MSC14对Cu2+和Cd2+的耐受机制存在一定差异。Cu2+胁迫诱导了菌株的氮代谢，促使Cu2+在细胞内还原为Cu+。Cd2+胁迫促进了小分子物种的合成与转运，菌株通过胞内沉淀和外排来提高Cd2+耐受性。研究表明，EPS是菌株MSC14耐受Cu2+和Cd2+的重要屏障，同时，菌株针对Cu2+和Cd2+形成了不同的特异性耐受策略。

• 硫酸盐还原菌介导土壤中二苯砷酸的吸附-解吸特征

  邢倩雯,路露露,涂晨,刘颖,骆润来,李忠元,骆永明

  为探究硫酸盐还原菌（Clostridium sp.SRB-2）介导下二苯砷酸（Diphenylarsinic acid，DPAA）在铁矿物和黑土表面的吸附-解吸动力学特征，阐明Clostridium sp.SRB-2介导下铁矿物和土壤中的DPAA与硫、铁循环的耦合机制，本研究以DPAA为目标污染物，日遗化学武器区主要土壤类型黑土为供试土壤，以黑土中主要铁矿物类型水铁矿为供试铁矿物，Clostridium sp.SRB-2为供试菌株，利用高效液相色谱-串联质谱（HPLC-MS/MS）等现代色谱学分析技术进行深入研究。结果表明：在吸附试验中，接种菌株8 h后，接菌组的水铁矿对DPAA的吸附量比不接菌的对照组显著降低；而接菌组的黑土对DPAA的吸附量随培养时间的增加不断增加，但在24 h内对DPAA的吸附量显著或极显著低于对照组。在解吸试验中，接种SRB-2对水铁矿和黑土中DPAA的释放均具促进作用。与对照相比，接种SRB-2后，随着培养时间的增加，水铁矿和黑土处理中培养基内的pH均缓慢升高到7.0左右，硫酸根浓度迅速降低到1 571 mg·L-1和1 425 mg·L-1，氧化还原电位迅速降低到-263 mV和-352 mV，盐酸提取态二价铁占盐酸提取态总铁>80%和>90%。二苯基硫代砷酸（Diphenylthioarsinic acid，DPTAA）是DPAA的主要转化产物。研究表明，接种Clostridium sp.SRB-2可通过促进硫酸盐还原生成具有较高还原活性的硫化物，使土壤体系中的铁氧化物发生还原性溶解，进而导致土壤固相表面吸附的DPAA释放至溶液环境中，从而促进SRB-2介导下DPAA的转化。

• 聚丙烯微塑料对冬小麦植株和土壤理化性质影响

  陈悦,丰晨晨,陈富鹏,林迪,李岚涛

  为探究不同粒径聚丙烯微塑料（Polypropylene microplastics，PP-MPs）对冬小麦植株-土壤系统生理生态影响效应及内在机制，确定关键影响因子，为农田土壤微塑料污染生态风险评估及防控治理提供理论参考与科学依据，本研究采用土壤盆栽试验，深入研究了不同粒径（10 μm和500 μm）和质量分数（0、0.1%、0.5%、1.0%和5.0%）PP-MPs对冬小麦植株生长发育、光合效应、叶绿素含量、冠层群体温度、叶片解剖结构、抗氧化酶活性以及土壤养分含量和酶活性影响。同时构建偏最小二乘（PLS）回归模型定量分析各理化参数与冬小麦基础生长指标间关系，确定关键主控因子。结果表明：不同粒径和质量分数PP-MPs对小麦基础生长指标（株高、叶面积、叶鲜质量和根鲜质量）具有一定负面作用，小尺寸PP-MPs抑制效应更为明显。随外源PP-MPs加入，1.0%~5.0%质量分数下小麦光合特性和叶绿素含量显著下降，冬小麦冠层温度和叶片厚度降低，叶片上、下表皮厚度增加。两种粒径PP-MPs均加剧了小麦叶片氧化损伤程度，与CK相比，叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性分别增加了3.26%~35.73%、10.20%~65.00%和9.62%~51.95%。此外，试验发现，小尺寸PP-MPs增加了土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾等养分含量，大尺寸则与此相反。相比于不添加PP-MPs，添加处理各生育期下土壤酶活性显著升高，土壤脲酶、酸性磷酸酶和脱氢酶活性增幅分别为6.22%~120.91%、33.94%~227.37%和31.52%~159.91%。PLS模型结果分析显示，10 μm PP-MPs胁迫下影响冬小麦表型指标变化关键因子为土壤有机质含量，500 μm PP-MPs胁迫下敏感因子为叶绿素b含量。外源PP-MPs对冬小麦生长发育和土壤理化特性均具有明显的毒性抑制效应。

• PE和PLA微塑料对洱海北部农田土壤净氮矿化和硝化作用的影响

  王鑫,王金蕊,侯磊,王艳霞,李晓琳,梁启斌

  为探究不同微塑料对土壤理化性质、净氮矿化和净硝化速率的影响，以洱海北部农田土壤为研究对象，添加不同质量分数（1%、2%和3%）、粒径（1 mm和3 mm）的不可降解聚乙烯（PE）和可降解聚乳酸（PLA）微塑料开展为期30 d的室内培养实验。结果表明：添加PE和PLA微塑料能显著增加土壤硝态氮含量（P<0.05），培养结束后土壤硝态氮含量的增幅范围分别为9.64%~28.76%和20.75%~47.21%；而添加PE和PLA后土壤铵态氮含量未显著降低。添加微塑料能显著提高土壤净氮矿化速率和净硝化速率（P<0.05），在培养结束后，添加PE和PLA处理的净氮矿化速率（0.50 mg·kg-1·d-1和0.63 mg·kg-1·d-1）是CK（0.04 mg·kg-1·d-1）的12.50倍和15.75倍，净硝化速率（0.48 mg·kg-1·d-1和0.62 mg·kg-1·d-1）是CK（0.04 mg·kg-1·d-1）的12.00倍和15.50倍。土壤净氮矿化速率和净硝化速率随PE和PLA微塑料添加量的增加呈先升高后降低的变化规律；小粒径的PLA更能影响土壤净氮矿化速率和净硝化速率；土壤净氮矿化速率和净硝化速率与pH呈极显著负相关（P<0.01）。研究表明，PE和PLA均能促进农田土壤净氮矿化和硝化作用，且可降解微塑料比不可降解的促进作用更明显。

• 兽用四环素类抗生素在土壤-生菜系统中的残留特性及风险评价

  司海丽,秦丽莉,陈丽佳,尚红莺,朱英,刘菊莲,李磊,纪立东

  兽用抗生素可通过畜禽粪便施入农田而被带到土壤中，为探究四环素类抗生素（TCs）对植物生长、土壤环境及人体健康的影响，本文通过生菜盆栽试验，在土壤中添加四环素（TC）和土霉素（OTC），分别设置0、10、50、250、1 250 mg·kg-1 5个污染水平，研究TCs在土壤、生菜中的残留特性，评价其对生菜生长和土壤微生物的影响，以及人体健康风险。结果表明，土壤中TCs降解率均达到92%以上，其中TC的降解率高于OTC。TCs在生菜地上部和地下部的残留量与土壤中TCs含量呈正相关关系，土壤TCs含量为50~1 250 mg·kg-1时生菜中TCs残留量表现为地下部>地上部。生物富集能力表现为OTC>TC，土壤TCs含量为50~1 250 mg·kg-1时，TCs在生菜中的转运系数为12.63%~33.77%。土壤中TCs含量≥250 mg·kg-1时生菜生长受到抑制，且叶片SPAD值与土壤中TCs含量呈负相关关系，土壤TCs对根系生长的整体表现为TC≤250 mg·kg-1和OTC 50 mg·kg-1时促进根系生长，TC 1 250mg·kg-1和OTC≥250 mg·kg-1时抑制生菜根系生长。人体健康风险商（HQ）的计算结果显示，TCs在土壤中含量<250 mg·kg-1时，生菜可食部位具有较低的健康风险（HQ<0.1），但儿童的风险值高于成人。土壤微生物数量随着土壤TCs含量的增加而降低。在长期大量使用畜禽粪肥的农田土壤中抗生素残留引起的生态风险应得到重视。

• 我国南方稻区镉植物有效性预测模型

  佘梓健,戴湲,李林峰,李奇,罗伟林,李义纯

  为明确田间条件下，水稻土中镉（Cd）的植物有效性与铁氧化物的定量关系，在南方Cd污染风险较大的稻田采集178件糙米样品及对应的根际土壤样品，探索铁氧化物形态转化对土壤Cd植物有效性的影响，构建基于铁氧化物的水稻土中Cd植物有效性预测模型。结果表明：研究区水稻土Cd污染大多以中度、中度-重度和重度Cd污染为主，存在较高的潜在生态风险；与稀盐酸提取法、二乙三胺五乙酸（DTPA）提取法和乙酸铵提取法相比，采用氯化钙提取法提取的有效态Cd含量（CaCl2-Cd）与糙米Cd累积量（Cdr）关系最为密切；CaCl2-Cd与土壤中铁全量（Fes）极显著正相关，与铁氧化物的游离度（Fed/Fes）极显著负相关；Cdr与Fes极显著正相关，与游离铁氧化物含量（Fed）和晶形铁氧化物含量（Fec）显著负相关，与铁氧化物的活化度（Feo/Fed）显著正相关，与Fed/Fes极显著负相关；土壤Cd植物有效性预测模型对研究区土壤有效态Cd含量和糙米Cd累积量的预测均达到极显著水平（P<0.001），预测值与实测值间的均方根误差值分别为0.034和0.14。

• 典型建筑垃圾倾倒对农用地土壤细菌群落结构的影响

  陈佳亮,宋烺,王林,叶脉,李彬,范彬,杨泽涛,谭昊言,金荣周,张路路,贾璞

  为探讨建筑垃圾倾倒行为对农用地土壤细菌群落结构的影响，本研究以广东省珠三角地区某典型建筑垃圾倾倒污染农用地生态环境损害调查为例，应用16S rRNA高通量测序技术，研究了建筑垃圾倾倒对农用地土壤细菌群落结构的影响。结果表明：建筑垃圾倾倒区域土壤样品的OTU数量明显低于对照区域，土壤细菌多样性呈现出随污染程度增加而降低的趋势。建筑垃圾倾倒行为导致农用地土壤重金属复合污染，相对丰度升高的类群主要为假单胞菌门（Pseudomonadota）、酸杆菌门（Acidobacteriota）、绿弯菌门（Chloroflexota）和热脱硫杆菌门（Thermodesulfobacteriota），相对丰度降低的类群主要为芽孢杆菌门（Bacillota）和拟杆菌门（Bacteroidota）。冗余分析与相关性分析结果表明，倾倒区域和对照区域的Pb、Cu、Zn等特征污染指标与优势细菌类群之间均存在显著相关性。研究表明，微生物群落结构信息在生态环境损害鉴定评估中具有应用潜力，对于不断细化完善鉴定评估技术体系具有科学意义。

• 蒙脱石和赤铁矿对老化生物炭衍生溶解性有机质的优先吸附机制

  宁永星,周佳豪,刘凯,刘高源,段稀朝,郭家文,李芳芳

  为研究蒙脱石和赤铁矿对老化前后生物炭衍生溶解性有机质（BDOM/ABDOM）的优先吸附机制，玉米秸秆生物炭经30%过氧化氢处理制得老化生物炭，并用石英砂（对照组）、蒙脱石和赤铁矿与BDOM/ABDOM进行程序吸附实验。结果表明：由于ABDOM与矿物之间的静电斥力降低，生物炭的老化增加了石英砂对BDOM的吸附，而蒙脱石/赤铁矿添加组则相反。3种矿物对于BDOM首次的吸附效率均最高，矿物结合态有机质（MAOM）形成效率的排序为蒙脱石>赤铁矿>石英砂，MAOM形成效率主要取决于原始矿物本身性质，蒙脱石对BDOM具有较高的吸附量主要是因为更大的比表面积提供了更多吸附位点以及更为显著的阳离子桥接作用。赤铁矿与BDOM中的酪氨酸/色氨酸类蛋白以及富里酸组分具有较高的亲和力，能够优先发生配体交换而吸附。而对于ABDOM，蒙脱石和赤铁矿则优先吸附其中的富里酸及类胡敏酸组分。

• 肥料处理对土壤黑长角䖴功能性状和肠道细菌共现网络及构建机制的影响

  杨昕玥,李刚,修伟明

  为了探究肥料施用对土壤跳虫功能性状和肠道细菌共现网络及构建机制的影响，本研究选取华北农田土壤跳虫优势种黑长角䖴（Entomobrya proxima Folsom）作为研究对象，通过饮食暴露模拟肥料施用情景，利用显微镜观察、qPCR技术和高通量测序技术探究肥料处理下黑长角䖴功能性状和肠道细菌群落的变化，结合多元统计方法分析肠道细菌群落共现网络模式及构建机制。结果表明，肥料处理影响黑长角䖴各功能性状和肠道细菌群落丰度。黑长角䖴肠道细菌群落通过提高网络复杂程度从而抵御有机肥的胁迫，而通过提高网络模块度以此降低无机肥对全局网络的扰动。黑长角䖴功能性状与其肠道细菌群落中的蛭弧菌门和黏菌门的相对丰度显著负相关。黑长角䖴肠道细菌群落构建均由随机性过程主导，肥料处理降低了异质选择作用的贡献，提高了漂变作用的重要性。无机肥处理显著影响黑长角䖴肠道细菌群落生态位宽度。研究表明，肥料处理整体上对黑长角䖴功能性状不利，改变其肠道细菌群落丰度、网络共现模式及构建机制，但有机肥施加的整体影响更小，在农业可持续发展的格局下有助于农业可持续性和生物多样性保护。

• 生物炭与氮肥配施对水稻土理化性质及作物氮效率的影响

  郭亚新,杨镜秀,韩昱放,王迪,曹殿云,孟军,陈温福,兰宇

  为探究生物炭与氮肥配施对水稻土理化性质和水稻氮素利用、水稻产量形成等的影响，以辽宁省典型水稻土为研究对象设置田间试验。试验共设4个处理，分别为不施氮肥（CK）、单施氮肥（N）、单施生物炭（BC）和氮肥与生物炭配施（N+BC）。于水稻收获后测产并采土样测定土壤理化性质。结果表明：添加玉米秸秆生物炭使土壤容重显著降低了0.04~0.07 g·cm-3，土壤pH值和养分含量均显著升高，其中土壤有机质和速效磷含量在生物炭与氮肥配施处理下提高效果最显著；相比于单施化肥，玉米秸秆生物炭与氮肥配施显著提高了水稻产量，经济产量、秸秆产量和生物产量分别提高了10.03%、8.70%和9.36%；在施氮肥的基础上添加生物炭显著提高了籽粒的含氮量和氮素积累量以及水稻的氮素收获指数，同时水稻氮肥利用率、偏生产力和土壤氮素依存率分别显著提高了2.09个百分点、5.47 kg·kg-1和2.44个百分点。研究表明，生物炭与氮肥配施有利于提高土壤肥力水平从而显著提高水稻氮素积累量和产量。

• 典型黑土区坡耕地侵蚀特征及其对氮素迁移的影响

  王建茜,高磊,钱芮,刘霞,彭新华

  为明确典型黑土区坡耕地侵蚀沉积特征及其驱动的氮素水平迁移特征，基于2023年度坡顶至坡脚不同侵蚀沉积部位的原位监测，量化了坡耕地不同部位的侵蚀沉积速率，阐明了侵蚀沉积对氮素水平迁移的影响。结果表明：研究期间坡耕地呈中度侵蚀，侵蚀速率为2 530.7 t·km-2·a-1，流失速率为1 085.5 t·km-2·a-1，年土壤流失厚度为0.99 mm；不同侵蚀部位的侵蚀沉积特征差异显著，侵蚀改变了坡耕地黑土层厚度的空间格局。坡中是黑土流失“热区”，2023年坡中土壤被剥蚀3.5 mm，坡上流失1.8 mm，而坡下黑土层变厚6.8 mm；土壤侵蚀对氮素迁移具有重要影响，坡耕地年总氮流失强度为18.9 kg·hm-2，其中，坡上和坡中氮素流失强度分别为37.2 kg·hm-2和57.9 kg·hm-2，坡下氮素每公顷沉积了113.3 kg；极端降水在黑土侵蚀及氮素迁移中起着重要作用。占全年降水量22%的单场极端降水，贡献了34%的产流量、49%的产沙量和44%的氮素流失量。研究表明，典型黑土区坡耕地土壤侵蚀沉积具有鲜明的时空特征，并显著影响土壤氮素的流失，坡中是侵蚀和氮素流失的“热区”，极端降水事件是流失的“热时”。

• 侧深施肥下有机肥替代减氮对再生稻田氮素损失与氮肥利用率的影响

  冯涛,余庆,丁紫娟,柯娜,朱杰,聂江文,朱波,蒋梦蝶,刘章勇

  为探究一次性侧深施控释尿素结合有机肥替代减氮对再生稻田氮素损失、氮肥利用率与产量的影响，为再生稻高效施肥技术的制定提供理论依据，于荆州市长江大学试验站进行田间小区试验，以再生稻丰两优香1号为供试品种，设置5个处理，分别为常规分次撒施普通尿素，施氮量为280 kg·hm-2（FFP）；一次性侧深施控释尿素，施氮量为280 kg·hm-2（CRU）；有机肥部分替代+一次性侧深施控释尿素，施氮量为280 kg·hm-2（OF+CRU1）；有机肥部分替代+一次性侧深施控释尿素+总施氮量减量10%，施氮量为252 kg·hm-2（OF+CRU2）；有机肥部分替代+一次性侧深施控释尿素+总施氮量减量20%，施氮量为224 kg·hm-2（OF+CRU3）。结果表明，与FFP处理相比，4个侧深施控释尿素处理（CRU、OF+CRU1、OF+CRU2和OF+CRU3）的氨挥发总量分别降低了73.18%、75.20%、78.51%和81.89%，无机氮（NH4+-N+NO3--N）渗漏损失量分别降低了57.40%、62.99%、68.40%和74.98%；与单施控释尿素处理（CRU）相比，有机肥部分替代氮肥处理（OF+CRU1、OF+CRU2和OF+CRU3）的氨挥发总量分别降低了13.11%、25.83%和41.26%，无机氮渗漏损失量分别降低了7.53%、19.85%和29.85%。与FFP处理相比，4个侧深施控释尿素处理的氮素吸收量分别提高了10.27%、37.44%、27.22%和9.10%，氮肥吸收利用率分别提高了9.3个百分点、34个百分点、32.6个百分点和21.8个百分点，氮肥农学利用率分别提高了1个百分点、5.3个百分点、7.40个百分点和4.8个百分点，氮肥偏生产力分别提高了2.22%、11.98%、24.07%和27.13%；与CRU相比，有机肥部分替代氮肥处理的氮肥吸收利用率分别提高了24.7个百分点、23.2个百分点和12.5个百分点，氮肥农学利用率分别提高了4.3个百分点、6.4个百分点和3.8个百分点，氮肥偏生产力分别提高了9.55%、21.38%和24.37%；与FFP处理相比，4个侧深施控释尿素处理的两季总产量提高了2.20%、12.00%、11.67%和1.71%，其中OF+CRU1和OF+CRU2的总产量增产效果显著，分别增产12.00%和11.67%。研究表明，侧深施控释尿素结合有机肥部分替代下减少氮肥施用量10%是实现再生稻田氮肥减量、增产增效及减少氮素损失的有效施肥措施。

• 汉江上游表层沉积物对Mn（Ⅱ）/Cd（Ⅱ）的吸附和运移特征

  李鹏飞,杨婵,宋凤敏,赵航航,李巧云,齐文博,刘智峰

  为研究汉江上游沉积物对Mn（Ⅱ）/Cd（Ⅱ）的吸附特性和运移规律，自汉江上游某干流段采集供试表层沉积物样品，采用静态-动态吸附方法，结合Hydrus-1D软件进行实验。批平衡吸附实验结果表明，沉积物对Mn（Ⅱ）/Cd（Ⅱ）的吸附主要受溶液pH的影响，随着溶液pH升高，沉积物对Mn（Ⅱ）/Cd（Ⅱ）的吸附量和吸附率均增大，当pH=7时，沉积物对Mn（Ⅱ）/Cd（Ⅱ）的吸附量与吸附率较为理想。在吸附过程中，沉积物对Mn（Ⅱ）/Cd（Ⅱ）的吸附行为更符合伪二级动力学模型，表明在Mn（Ⅱ）/Cd（Ⅱ）的吸附过程中起主要作用的是化学吸附，该模型下Mn（Ⅱ）的相关系数为0.999 9，Cd（Ⅱ）的相关系数为0.999 5，且通过吸附量和t1/2计算Mn（Ⅱ）/Cd（Ⅱ）在沉积物上的颗粒内扩散系数发现颗粒内扩散在吸附过程中也有重要作用。柱实验结果进一步说明，重金属在沉积物中的迁移主要受重金属浓度的影响，淋溶液中重金属浓度越大，穿透土柱和迁移完成的时间越短，出流液浓度峰值到达越早，Mn（Ⅱ）在40~300 mg·L-1不同浓度下穿透土柱和迁移完成的时间逐渐降低，最短为132 h和540 h，Cd（Ⅱ）在50~200 mg·L-1不同浓度下穿透土柱和迁移完成的时间逐渐降低，最短为94 h和556 h，表明重金属离子在水体沉积物中易迁移，造成水体中更深度的污染。沉积物吸附Mn（Ⅱ）/Cd（Ⅱ）前后的FT-IR表征结果表明，离子交换、络合反应和沉淀反应是沉积物吸附Mn（Ⅱ）/Cd（Ⅱ）的主要机制。批平衡吸附实验与柱实验的分析结果证实重金属离子在表层沉积物中易迁移，造成水体更深程度的污染，FT-IR与XPS表征分析发现Mn（Ⅱ）/Cd（Ⅱ）可与Fe氧化物和碳酸盐发生沉淀反应。

• 嗜冷反硝化聚磷菌筛选及其养殖尾水处理应用

  黄秋溶,刘勇,江兴龙,杨若兰

  为解决低水温条件下的水产养殖尾水高效脱氮除磷问题，本研究开展了嗜冷反硝化聚磷菌株的筛选及其在鳗鲡养殖尾水中的应用。通过平板培养和16S rDNA序列分析从鳗鲡养殖池底泥中筛选出一株具有嗜冷反硝化聚磷功能的琼氏不动杆菌（Acinetobacter junii）PL-1菌株，其是一种γ溶血菌株，对大多数抗生素敏感。采用单因素多水平试验对菌株去除总磷和硝酸盐氮的特性进行研究，结果表明：在以乙酸钠为碳源、水温为15.9℃、pH为6.52、接种量为1.64%、C/N为5.19、振荡速度为100 r·min-1的条件下氮、磷处理效果最佳，总磷和硝酸盐氮去除率分别为86.07%和50.66%；在美洲鳗鲡养殖尾水处理的应用中，在平均水温10℃、水力停留时间2.1 d的条件下PL-1菌株的总磷和硝酸盐氮去除率分别为76.12%和46.50%。研究表明，该菌株有良好的嗜冷反硝化降磷能力，具有较高的应用价值和良好的市场应用前景。

• 复合菌剂添加对鸡粪膜堆肥过程中耐药基因消减的影响

  曾经理,谢诗茵,邓毅恒,牛世华,李有建,邢斯程,廖新俤

  为探究复合菌剂添加对蛋鸡粪膜堆肥过程中耐药基因消减的影响，以蘑菇渣为辅料混合蛋鸡粪开展膜堆肥试验。试验设计空白肉汤组（CK）、市售菌剂组（EM）、自研菌剂组（PB4和PB5），采集第0天和第30天的两个混合样本，并对第30天样本额外采集上、中、下层分层样本，对样本理化指标和耐药基因进行分析，分别探讨3种菌剂对膜堆肥过程中耐药基因的消减规律和对氮素固存的影响。结果表明：本研究所选取的9个耐药基因和2个可移动遗传元件，在第30天混合样本中，相较于初始耐药基因绝对丰度，EM组相较于CK组显著提高了bla-NDM、tetA的去除率（P<0.05），PB4、PB5组相较于CK组显著提高了bla-NDM、ermC、intI2、tetA的去除率（P<0.05），但PB5组对drfA1、intI1、tetX的去除效果显著低于CK组（P<0.05）。相较于初始丰度，PB5菌剂还促进了tetX丰度的增加，EM菌剂促进了ermC、intI2、tetX丰度的升高，CK组中ermC、intI2、tetA丰度也有升高。对比组内初始耐药基因丰度，添加PB4菌剂对总耐药基因绝对丰度的去除率为77.63%，显著高于CK（67.31%）、EM（70.36%）和PB5（72.23%）。分层样本中，EM菌剂对下层样本耐药基因去除效果最佳，去除率为53.15%，PB4、PB5菌剂对上、中层样本耐药基因去除率均高于90%，但PB5菌剂提高了下层样本耐药基因的丰度。PB4菌剂在氮素固存方面表现最佳，相较堆肥结束时的CK组，添加PB4菌剂显著增加了13.72%的铵态氮含量，显著减少了11.97%的氨气累计排放量（P<0.05），添加EM菌剂和PB5菌剂对氨气减排效果不显著，且添加PB5菌剂使得硝态氮含量降低。研究表明，PB4菌剂对于耐药基因的消减以及氮素固存的综合效益最佳。

• 细菌群落促进菌渣-牛粪堆肥中非活性磷的溶解

  李滢,赵立琴,王嘉铭,陈伟业,孙晴

  为探究细菌群落对牛粪菌渣堆肥中非活性磷溶解性的影响，本研究以100%菌渣堆肥为对照组（CK），以菌渣∶牛粪=7∶3堆肥为处理组（CD），采用高通量测序和顺序提取法研究细菌群落对牛粪菌渣堆肥中Hedley磷组分水磷（H2O-P）、碳酸氢钠磷（NaHCO3-P）、氢氧化钠磷（NaOH-P）、盐酸磷（HCl-P）和残余磷（Residual-P）的影响，并分析环境因子与磷组分间的关系。结果表明：CD处理的堆体温度、总氮含量、总有机碳（TOC）含量、有效磷含量、EC值和C/N显著高于CK，但pH显著下降，堆肥产品品质得到改善。牛粪的添加影响了堆肥磷组分的转化，H2O-P含量在升温期、高温期和降温期显著提高，但在腐熟期显著降低；与CK相比，CD处理的碳酸氢钠无机磷（NaHCO3-Pi）含量显著提高，碳酸氢钠有机磷（NaHCO3-Po）含量无明显变化；添加牛粪显著降低菌渣堆肥腐熟期氢氧化钠无机磷（NaOH-Pi）含量，对氢氧化钠有机磷（NaOH-Po）和Residual-P影响较小，但能够显著抑制非活性磷（HCl-P）的增加，CD处理HCl-P的增加比CK低。添加牛粪使菌渣堆肥变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）以及假单胞菌属（Pseudomonas）、瘤胃球菌属（Ruminofilibacter）、发酵单胞菌属（Fermentimonas）的相对丰度均显著高于CK，促进非活性磷的转化。SEM模型表明添加牛粪强化了菌渣堆肥细菌群落溶解非活性磷的能力，CD处理HCl-P受pH、TOC、细菌群落α多样性和β多样性的共同调控，而CK组HCl-P主要受pH和细菌群落β多样性的影响。研究表明，添加牛粪可使菌渣堆肥快速升温，延长堆体的高温期，通过影响细菌群落结构和组成，促进HCl-P的溶解，进而提高堆肥品质。

• 小麦秸秆集中还田配施腐秆剂对稻麦系统温室气体排放的影响

  李若林,王世辰,靳鹏辉,张广斌,马静,祝贞科,闫志英,徐华

  秸秆不合理还田显著促进稻田甲烷（CH4）排放，为减少CH4排放，本研究提出了一种新型稻季秸秆还田方式——秸秆集中还田并配施腐秆剂。试验设置秸秆常规均匀混施还田（CK）、秸秆集中2倍还田配施腐秆剂（S2）以及秸秆集中4倍还田配施腐秆剂（S4）3个处理，采用静态箱-气相色谱法监测了2022—2023年稻麦轮作系统CH4和N2O的排放通量，测定了土壤氧化还原电位（Eh）及土壤溶解性有机碳（DOC）、土壤铵态氮（NH4+-N）和硝态氮（NO3--N）含量。结果显示：CK处理周年CH4和N2O排放量分别为120.1 kg·hm-2和5.08 kg·hm-2（以N计）；与CK相比，S2和S4分别显著降低稻季41%和28%的CH4排放，但增加10%和26%的N2O排放；小麦季，各处理CH4均呈吸收状态，N2O排放无显著差异；S2和S4水稻季CH4的显著减排抵消了N2O增加的增温效应，使得周年的温室气体排放总量较CK处理分别显著降低25%和12%；各处理间作物产量（水稻为5.50~5.59 t·hm-2，小麦为3.18~3.24 t·hm-2）均无显著性差异，故S2和S4的全年温室气体排放强度显著低于CK。研究表明，稻季秸秆集中还田配施腐秆剂可在不减少稻麦产量的同时显著降低温室气体排放量。

• 生物炭配施硝化抑制剂对热区稻菜轮作土壤N2O排放的影响

  王小淇,蒋春兰,孟龙威,李凯凯,伍延正,朱启林,孟磊

  为阐明生物质炭和硝化抑制剂对海南稻菜轮作土壤N2O排放的影响及机制，本文设置不添加生物质炭及硝化抑制剂（CK）、添加2%生物质炭（B）、2%生物质炭分别配施硝化抑制剂双氰胺（BD，添加量为纯氮量的5%）和3，4二甲基吡唑磷酸盐（BP，添加量为纯氮量的1%），及生物质炭同时配施1/2的双氰胺和3，4二甲基吡唑磷酸盐（BDP）处理，每个处理分别模拟蔬菜种植环境[60%土壤持水量（WHC）]及水稻生长的淹水环境进行培养。结果显示，添加生物质炭各水分条件下均显著提高了土壤有机碳和总氮含量。相比CK，不同水分条件下添加生物质炭均显著促进了土壤微生物量碳和微生物量氮的含量；但相比B处理，生物质炭配施硝化抑制剂后，土壤微生物量碳含量显著降低。60% WHC条件下，添加生物质炭显著增加了土壤pH，且生物质炭配施硝化抑制剂后，土壤pH进一步提高。与CK相比，60% WHC条件下生物质炭添加显著促进了土壤N2O累积排放。BD处理土壤N2O累积排放量显著低于CK与B处理；而BP和BDP处理土壤累积N2O排放显著高于CK，但相比B处理显著降低。淹水条件下，相比CK，B处理显著促进了土壤N2O排放；而生物质炭配施硝化抑制剂处理均显著降低了土壤N2O累积排放量。研究表明，海南稻菜轮作土壤添加生物质炭在短期内会促进土壤N2O排放，旱地条件下配施双氰胺可有效降低土壤N2O排放量，淹水条件下配施双氰胺和3，4二甲基吡唑磷酸盐均可有效降低土壤N2O排放量，且以二者同时施用但用量减半效果最佳。

• 有机肥与控释尿素减氮配施对再生稻田温室气体排放的影响

  余庆,冯涛,丁紫娟,柯娜,段洪波,聂江文,朱波,蒋梦蝶,刘章勇

  为研究有机肥与控释尿素配施对再生稻田温室气体排放与产量的影响，设置5个施肥处理：常规施氮（FFP）、一次性侧深施控释尿素（CRU）、有机肥替代20%氮素+一次性侧深施控释尿素（OF+CRU1）、总施氮量减10%+有机肥替代20%氮素+一次性侧深施控释尿素（OF+CRU2）、总施氮量减20%+有机肥替代20%氮素+一次性侧深施控释尿素（OF+CRU3）。采用静态箱-气相色谱法对稻田温室气体排放进行田间监测。结果表明：稻田CH4和N2O排放主要集中在头季，其累积排放量分别占全生育期排放总量的86.28%~89.39%和72.88%~75.23%；CRU处理的全生育期CH4和N2O排放量分别比FFP处理降低55.27%和25.08%；与CRU相比，有机肥与控释尿素配施增加了全生育期CH4排放量，但降低了N2O排放量；在3个有机肥与控释尿素配施处理中，CH4和N2O累积排放量随总氮施入量的减少而降低。与FFP相比，CRU处理降低了再生稻田全球增温潜势（GWP）；有机肥与控释尿素配施的GWP高于CRU处理，在3个有机肥与控释尿素配施处理中，GWP从大到小依次为OF+CRU1>OF+CRU2>OF+CRU3。CRU的温室气体排放强度（GHGI）相比于FFP降低了54.69%；OF+CRU1、OF+CRU2、OF+CRU3的GHGI与CRU相比分别增加了41.38%、36.21%和41.38%。与FFP相比，CRU的两季稻谷总产量提高了2.20%；OF+CRU1和OF+CRU2处理两季总产量相比CRU分别提高了9.58%和9.27%，两季总产量在OF+CRU3和CRU之间无显著差异。CH4排放与水稻地上部净初级生产力（NPP）、土壤NH4+-N和NO3--N含量呈显著正相关关系（P<0.01）；N2O排放与水稻NPP呈显著负相关关系（P<0.05），与土壤NH4+-N和NO3--N含量呈显著正相关关系（P<0.01）。研究表明，与一次性侧深单独施控释肥相比，有机肥替代与控释肥配施虽然增加了CH4排放，但降低了N2O排放，其中OF+CRU2处理不仅产量最高，而且其单位产量产生的温室效应最低。