农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2025年第8期

• 我国农业面源污染治理技术的演进与展望

  侯朋福,赵旭,薛利红,杨林章

  本文系统回顾了我国农业面源污染治理技术的演进历程，并结合人工智能、物联网等新兴技术，展望了未来治理的创新方向。回溯发现，1990年之前的相关研究主要为随着问题显现开展的理论及认识探讨；2011年提出面源污染治理的系统控制理论，填补了治理领域无理论指导的空白；2021年以来，模型决策和智能装备驱动的面源污染治理技术迭代更新明显加快。同时，1991—2010 年期间开展了涉及农田养分管理、排水的拦截净化及水环境修复等多方面的大量研究，但文献关键词可视化知识图谱分析并未形成治理技术的领域聚类，凸显出该阶段理论指导的缺乏。据此，我国农业面源污染治理技术的演进历程可以划分为面源污染问题显现及认识探讨（1970—1990 年）、面源污染发生理论与单一防控技术积累（1991—2010 年）、系统治理思想与全局治理体系形成（2011—2020 年）和模型决策及智能装备驱动的治理技术革新（2021 年至今）4 个阶段。随着人工智能技术的持续突破，今后应重点开展污染风险的实时预警溯源、污染治理的分层级决策、多类型污染物的立体协同防控、自主决策“面源机器人”开发等方面的跨学科攻关，实现农业面源污染治理从“被动治理”到“主动防控”的转变，推动我国农业面源污染治理的范式创新。

• 有机无机配施优化根系构型阻控氮流失

  徐烨红,巴雯雯,陆超,罗佳,马艳

  有机无机配施是优化养分管理、阻控氮素流失的有效途径，目前大多数研究聚焦菜地氮素流失与蔬菜地上部生长的关系，而关于地下部根系形态对有机无机配施的响应及其影响菜地氮流失的机制尚不清楚。通过田间小区试验，选择不同用量氮肥与具有不同矿化能力的菇渣有机肥（SM）和羊粪有机肥（MC），以及旨在促进高纤维素有机肥矿化的纤维素酶（E）配合施用，在自然降雨条件下研究其对露地蔬菜产量、根系形态和径流氮流失的影响。试验共设置6个处理：常规用量氮肥（N450）、常规用量氮肥配施有机肥（N450+SM、N450+MC）、氮肥减量30%（N315）、氮肥减量30%配施有机肥（N315+SM、N315+SM+E）。结果表明，与N450处理相比，N315处理并未显著影响甘蓝产量，而有机无机配施处理显著提高甘蓝产量和氮肥偏生产力，增幅分别为14.2%~39.1%和 26.8%~64.5%。与 N450处理相比，N315、N315+SM和 N315+SM+E处理显著降低径流可溶性总氮和硝态氮流失量，降幅分别为 26.9%~44.3% 和 32.4%~47.5%；N315+SM 和 N315+SM+E 处理的径流铵态氮流失量显著降低 11.7%~13.6%。N315 处理较N450处理甘蓝根尖数降低11.0%；而N315+SM和N315+SM+E处理甘蓝总根长、总根表面积、根尖数和细根总量均显著高于N315处理，增幅分别为 24.5%~33.2%、16.0%~24.5%、26.0%~33.7% 和 26.5%~34.1%，且其总根长、根尖数、细根总量和细根占比均优于N450+SM和N450+MC处理。甘蓝氮素吸收量与其总根体积、总根表面积呈显著的正相关关系；径流可溶性总氮和硝态氮流失量与甘蓝的总根长、细根总量和细根占比呈显著的负相关关系，根系构型的优化对于径流氮素的削减具有重要作用。研究表明，氮肥减量30%与菇渣有机肥、纤维素酶联合施用，优化蔬菜根系形态并增加蔬菜氮素吸收量，是实现露地蔬菜增产与径流氮减排协同的推荐措施。

• 不同缓控释肥配方对水稻产量及稻田氨挥发、温室气体排放的影响

  崔茂亚,刘淑丽,刘嘉桐,韦任园,李荣凯,宋鹏华,戴其根,陈英龙

  为探究不同类型缓控释氮肥配方一次性侧深施用对水稻产量、氨挥发和温室气体排放的影响，本试验在两种土壤质地（砂土和黏土）中选用南粳5718为材料，并设置常规施肥对照（CK）和4种缓控释氮肥配方：硫包膜缓释掺混肥（T1）、树脂包膜控释尿素Ⅰ+普通尿素（T2）、树脂包膜控释尿素Ⅱ（T3）、树脂包膜控释尿素Ⅰ+普通尿素+硝化抑制剂（T4）。结果表明：与 CK处理相比，T1处理在砂土和黏土中的水稻产量有所降低，而T2~T4处理增加了水稻产量，分别增产了3.35%~18.33%和2.40%~9.64%，其中T3处理在砂土和黏土中的增产效果显著，产量分别提高了18.33%和9.64%；与T1处理相比，T2~T4处理在砂土和黏土中减少了氨挥发，分别减少了62.13%~69.97%和12.16%~47.76%，其中，添加硝化抑制剂处理（T4）增加氨挥发损失量，在砂土和黏土中较未添加处理（T2）分别提高了 26.11% 和 68.16%；与 T1 处理相比，T2~T4 处理在砂土和黏土中分别减少了 17.09%~45.60% 和 0.99%~31.24%的CH4排放，其中，添加硝化抑制剂处理（T4）能够减少稻田CH4和N2O排放，在砂土和黏土中较未添加处理（T2）分别减少了12.11%和0.99%的CH4排放，以及51.87%和42.50%的N2O排放。综上，在砂土和黏土中，T2~T4处理较CK处理能够实现水稻的平产或增产，并且与T1处理相比，在减少稻田氨挥发和温室气体排放方面表现出显著优势。T3处理在黏土中施用能够增加水稻产量，有效减少稻田氨挥发及CH4和N2O排放。

• 麦秸还田对水稻根际土壤活性有机碳组分与细菌多样性的影响

  程宇,陈佩,陈瑞,王宁,于建光,薛利红

  本文以高砂土（江苏泰州）和黄泥土（江苏宜兴）两种稻麦轮作土壤为研究对象，通过温室盆栽试验研究了麦秸还田对水稻拔节期根际与非根际土壤有机碳组分及细菌多样性的影响。结果显示：麦秸还田使高砂土和黄泥土非根际土壤的有机碳（OC）、溶解性有机碳（DOC）、颗粒有机碳（POC）含量分别提高 11.4% 和 19.0%、16.7%和 38.6%、6.97% 和 32.9%，根际土壤分别增加 7.48% 和 19.0%、68.8% 和 28.1%、21.7%和 51.9%，且 DOC和 POC的绝对增加量均高于非根际土壤；麦秸还田使黄泥土根际和非根际易氧化碳（EOC）含量分别增加 38.5% 和 78.8%，但两种土壤根际微生物生物量碳（MBC）均显著降低。高通量测序分析发现，麦秸还田显著降低了高砂土非根际和根际细菌的物种丰富度和香农指数，但显著增加了黄泥土非根际细菌的物种丰富度和香农指数；秸秆还田还明显改变了两种土壤根际与非根际的细菌群落组成，显著提高了非根际 Hydrogenispora 和根际 Clostridium sensu stricto 8 的相对丰度；与非根际相比，麦秸还田导致的稻田根际细菌群落改变更为显著，而OC、EOC和POC是调控其变化的重要因子。研究表明，秸秆还田显著提高了水稻根际土壤活性碳含量并改变了根际细菌群落结构，而土壤活性有机碳是驱动根际细菌群落变化的重要因子。

• 生物炭和炭基肥施用对甜玉米地N2O排放及氮淋溶影响

  王炎培,张靖,姜文倩,朱俊毅,吴金水,沈健林

  以湖南长沙城郊甜玉米地为研究对象，通过开展田间定位试验，探讨了秸秆生物炭直接施用及制成炭基肥配合氮肥减量施用对减少温室气体排放和氮素淋溶的效果。试验共设置 4 个处理，分别为不施肥处理（CK）、常规氮肥处理（CON）、减氮20%化肥+直接施用秸秆生物炭处理（BC）和减氮 20% 化肥+制成炭基肥施用处理（BF），采用静态箱-气相色谱法监测了甜玉米季 N2O 排放通量，测定了淋溶氮素损失、玉米产量、氮肥利用率及土壤因子变化。结果显示：与CON处理相比，BC 和 BF 处理 N2O 排放均显著下降，且 BF 处理 N2O 排放因子显著减少11.6%，BF 和 BC 处理的单位产量 N2O 排放分别显著减少 33.9% 和26.4%。CON、BF和BC处理的总氮（TN）淋溶因子分别为27.0%、26.3%和48.0%，即氮肥通过TN淋溶的损失率表现为BF+4-N和 NO-3-N含量较 BC处理分别显著降低了 28.7%和 10.4%。秸秆生物炭及炭基肥施用使甜玉米产量和氮肥利用率分别显著提高了14.6%~17.2%和29.9%~53.4%。研究表明，生物炭及炭基肥配合减氮均显著减少了N2O排放、增加了甜玉米产量，且炭基肥减少了氮素淋溶损失，而生物炭直接施用增加了氮素淋溶损失，炭基肥可作为一种菜地减氮和减少氮素损失的生物炭优化施用措施。

• 生态沟渠对太湖流域稻田径流的净化效能及其配置规模

  潘吴意,张迎颖,张志勇,龚新羽,闻学政,王岩,姜智绘,刘海琴,宋雪飞

  为解析生态沟渠与农田面积的适配规模，基于太湖流域生态沟渠净化稻田径流的现场运行试验，选择常州武进水稻耕作区内3条自然排水沟渠进行生态化改造，通过在沟渠中增设水生植物、拦截透水坝（填充环保基质），构建梯级净化系统。根据沟渠长度设置不同处理：1号沟渠（ED1）长77 m，布设2组强化净化措施（每组含 30 m 植物带+1座透水坝）；2号沟渠（ED2）长 186m，布设 5 组强化净化措施形成强化处理系统；3 号沟渠（ED3）长193 m作为对照，不进行处理。通过对比不同处理级生态沟渠对稻田径流中主要污染物的拦截效果，分析生态沟渠建设规模与净化效能的关系，并探究与农田面积匹配的适宜配置规模。结果表明：设置强化净化措施的生态沟渠在净化稻田径流主要污染物方面显著优于未设置该措施的生态沟渠（P<0.05），其中设置5组强化净化措施的ED2净化效果最优，其对水体总氮（TN）、NO-3-N、NH+4-N、总磷（TP）、化学需氧量（COD）和悬浮物（SS）的平均削减率分别为 41.54%、37.32%、26.72%、31.19%、54.67% 和 63.56%，对 TN、TP 污染通量的平均削减量分别为 652.62、28.19 g·d-1。水生植物黄菖蒲和梭鱼草的生长表现均优于苦草，且在稻田退水的氮、磷污染净化方面贡献更为显著。在自然降雨条件下，为确保沟渠出水中TN和TP达到地表水Ⅴ类标准，3条沟渠中ED2所需的长度最短，分别为9.79 m和11.51 m。667 m2稻田的退水平均流量约为 7.93 m3·d-1，农田退水中 TN和 TP的平均浓度分别为 6.33 mg·L-1和 0.62 mg·L-1。为了达到地表水Ⅴ类标准，依据 ED2沟渠的配置规模，1 m2生态沟渠可处理约39 m2的农田退水，相当于1 m3生态沟渠可处理约12 m3的农田退水。因此，后续研究应重点围绕区域特征合理设定生态沟渠配置规模，构建适配参数的动态量化模型，并协同优化“田-沟-塘”系统的规模配比。

• 基于田间原位监测的稻田排水化学需氧量动态变化及沟道调蓄削减研究

  黄昕然,黄增健,李江,缴锡云,郭维华,顾哲,刘凯华

  为探究南方水网区稻田面源化学需氧量（COD）排放特征，本研究于江苏省常州市武进区太湖湾耕读基地进行为期2 a的田间原位监测试验。基于试验数据对水稻全生育期内田沟水深、COD动态变化及其排放特征进行分析，并对沟道排水调蓄过程中COD的去除效果进行研究。结果表明：水稻返青期和分蘖期是面源污染排放的关键时期，2023年稻田、沟道承接稻田总排水量分别为4 501.0 m3·h m-2和6 754.5 m3·h m-2，此时稻田排水量和COD排放量显著增加；施肥是稻田和沟道水体COD浓度上升的主要原因，2024年施用基肥后COD浓度达46.2 mg·L-1，拔节期施肥后COD浓度最高升至81.0 mg·L-1；而降雨、灌溉、排水的交替作用使得全生育期内COD浓度呈现波动变化趋势；全生育期内稻田水COD平均浓度均大于或等于沟道水COD平均浓度；将稻田排水调蓄在沟道内并进行一段时间的消解，3次调蓄试验的COD减排量分别为1.0、0.8、2.0 kg·h m-2。研究表明，返青期和分蘖期是稻田COD排放的关键阶段，需重点关注该时期的水质管理；施肥事件会显著提高短时间内的水体COD浓度，应合理控制施肥时间和方式；沟道调蓄可有效削减14.5%~27.0%的COD负荷，是控制稻田面源污染的有效手段。

• 丘陵坡度对生态沟渠磷消纳的影响及优化策略

  吴陈晨,徐轩,段婧婧,陈小锋,薛利红

  为探究丘陵坡度对生态沟渠磷消纳效能的影响，本研究结合模拟沟渠实验与野外原位验证相结合的方法，评估了不同坡度条件下生态沟渠的磷去除机制与效率。模拟实验设置0°与6°两种坡度及常规沟渠与生态沟渠两种类型，监测了24 h内上覆水中不同磷组分[总磷（TP）、溶解态总磷（DTP）、溶解态无机磷（DIP）、溶解态有机磷（DOP）、颗粒态磷（PP）]浓度及实验前后底泥磷形态的变化。结果表明：生态沟渠在两种坡度下对TP、DTP、PP的去除率均显著高于常规沟渠；与0°相比，6°坡度使生态沟渠的TP去除率降低了15.34%，表明坡度增加对磷的去除产生了显著的抑制作用。沟渠系统主要通过促进底泥中活性磷（如NaOH-P）的累积来实现对水体中磷的消纳。南京汤山野外沟渠实验（坡度约7°、种植金钱蒲、铺设火山石）验证了丘陵生态沟渠的实际效能，该50 m长的生态沟渠对TP的平均去除率达到18.06%，去除负荷为29.81 g·d-1。研究表明，坡度是影响丘陵生态沟渠磷消纳性能的关键因素之一，通过优化沟渠结构设计、基质选择与植被配置等策略，可有效提升其在丘陵地区农业面源磷污染控制中的应用潜力。

• 铁-生物炭基生态沟渠净化农田退水及增强N2O汇的机制

  杨伊婧,蒋碧妮,张迎颖,王岩,张志勇,刘海琴,李典,何席伟,杨玉立

  为探究海绵铁-狐尾藻衍生生物炭基生态沟渠在暴雨条件下形成的农田退水的脱氮效果及 N2O排放情况，本研究构建 6条中试规模的铁-粉绿狐尾藻衍生生物炭基生态沟渠模拟系统，探究海绵铁分别耦合粉末状和颗粒状生物炭基生态沟渠对不同碳氮比的农田退水的脱氮效果及N2O汇功能的影响。结果表明，与无添加铁-生物炭生态沟渠（CK）相比，海绵铁-生物炭的加入能够提高总氮（TN）去除率，其中粉末炭能够显著增强系统的N2O-N汇，将沟渠由大气的N2O排放源转变为净吸收汇。当化学需氧量（COD）/TN=30/5时，海绵铁-粉末生物炭基生态沟渠 TN去除率高达 40.06%，N2O-N吸收速率为 2.59 μg· m-2·h-1，显著高于无添加和添加海绵铁-颗粒生物炭的生态沟渠。生态沟渠中NO-3-N去除率是TN去除率的主要贡献者，N2O排放通量与溶解性有机碳浓度、COD和总有机碳的去除率呈显著负相关。狐尾藻和鸢尾两种水生植物吸收的TN进一步解释了铁-粉末生物炭基生态沟渠同步增强反硝化和N2O汇的生物驱动机制。研究表明，铁-狐尾藻衍生粉末态生物炭基生态沟渠处理暴雨条件形成的农田退水效果较好，且其与植物共同作用能够形成N2O净吸收汇。

• 沟塘系统对面源污染物的工程拦截效果评估

  张雨晴,段婧婧,侯勇,徐玖亮,薛利红,许稳,杨林章

  本研究以“源头减量-生态拦截-循环利用”为总体思路，在洱海流域大理市湾桥镇古生片区进行技术集成与工程化应用，在源头减量的基础上，在生态沟塘系统中利用木桩带、植物强化廊道等方法对稻季（6—8月）含有高浓度氮、磷的片区农田（包括稻田和旱地，约320 hm2）径流水加以拦截并净化，然后汇入库塘进一步净化后再次回用到稻田。通过对2023年稻季生态沟塘关键进出口的水质、水量监测，结果表明：整个生长季农田源头总氮和总磷的减排量分别为55.4 kg和50.4 kg，在此基础上，示范工程在稻季拦截径流水约28万m3，生态沟渠对总氮和总磷的平均去除率分别为32%和35%，生态库塘对总氮和总磷平均去除率分别为31%和33%，生态沟塘系统整体对总氮和总磷的去除率为31.5%和34.0%。生态沟渠对总氮和总磷的消纳量为817 kg和67 kg，生态库塘对总氮和总磷的消纳量为984.5 kg和37.8 kg，回用量与浮萍打捞对总氮和总磷消纳量为57.1 kg和7.0 kg。总体来看，综合措施对总氮和总磷实际消纳量分别为 1 914.0 kg和 162.2 kg。根据入湖点位流量和氮、磷浓度监测评估结果，古生片区总氮和总磷入湖负荷分别为 9 071 kg和 591 kg，则生态沟塘系统对古生片区农田和村落地表径流水中总氮和总磷入湖污染负荷削减率分别为17.4%和21.5%。

• 九曲河典型农业区域氮磷消纳和负荷空间特征

  苏卫华,王海翔,陈浩,严星,夏永秋,管瑞雪,王慎强,汪玉

  为探究九曲河典型农业区域氮磷消纳和负荷空间特征，本研究基于2022—2023年期间的系统采样与分析，结合“农田流失-沿程消纳-水体负荷”水质响应模型（NutriShed），全面探讨了流域内氮磷流失量、消纳量及负荷量的空间分布。结果表明：九曲河干流的总磷（TP）月均浓度在 0.02~0.12 mg·L-1，总体维持在Ⅱ类水质（0.1 mg·L-1），而支流磷平均浓度变化范围为 0.03~0.23mg·L-1，波动较大，部分时段超Ⅲ类水质标准（0.2 mg·L-1），春夏季污染尤为严重；干流与支流的总氮（TN）月均浓度超2.00 mg·L-1，支流平均TN浓度高于干流20.4%，且以铵态氮为主要氮污染形态。冬春交替和夏季是氮污染高发期，其中农宴河、永胜河等支流为污染热点区域，空间分布表现为上游农业活动密集区和居民聚集区负荷量最高。NutriShed模型模拟结果进一步揭示，2022—2023年流域TN流失量为404 t，沿途消纳量为147 t，占总量的36.4%，负荷量为257 t；2022—2023年磷的总流失量为57.2 t，沿途消纳量为33.6 t，占58.7%，负荷量为23.6 t。模型分析表明，氮磷含量较高的农宴河等支流是精准治理的重点区域。基于研究结果，建议通过优化施肥管理、合理布局河道生态缓冲区以及精准治理高污染支流等措施，提升面源污染综合治理能力。

• 稻田面源污染防控技术生态补偿政策设计——基于长三角地区选择实验及偏好机制分析

  张倩,苏培煌,周奕韦,孙洪武

  本文针对稻田面源污染防控技术缺乏推广机制、主体应用意愿低的现实问题，面向江、浙、皖17个行政村、130个水稻生产主体，分别开展了农田智慧排水装置、炭基有机肥生态补偿政策选择实验与偏好机制分析。结果表明：地方财政应针对炭基有机肥实行价格补贴，对经营规模0.667 hm2及以下主体最宜补贴标准为300~460 元·t-1，0.667 hm2以上主体则应补贴300~420 元·t-1；政策方案选择取决于差异化补贴标准下主体对不同有机肥替代量产生的边际产量与边际成本（肥料、施肥）预期，具有明显的规模异质性；当补贴标准达到不同阈值时，其对主体有机肥替代率的影响效应存在断点式跃迁或下跌的门槛特征。在不征收农田尾水排污费情景下，建议将智慧排水装置纳入高标准农田建设内容，补助资金在现有基础上提高2 100~3 750 元·h m-2；在加征排污费情景下，建议将智慧排水装置纳入农机购置补贴名录，补贴标准宜为每台1 140~2 010 元。研究表明，针对不同类型技术、主体进行差异化补偿工具选择与标准厘定，方可有效发挥生态补偿政策激励效应。

• 我国七大区域农田氧化亚氮排放研究进展

  王世全,周美萍,刘亚俊杰,杨帆

  本文通过对以往文献数据进行综述分析，研究了我国七大区域农田产N2O的影响因素和减排措施。结果表明：农田N2O排放途径由土壤反硝化过程主导，各地区硝化和反硝化的相对贡献取决于当地土壤物理化学性质和气候条件。我国七大区域农田N2O平均排放量为华东地区（0.32亿tCO2e>华中地区（0.21亿tCO2e）＞华南地区（0.17亿tCO2e）＞西南地区（0.16亿tCO2e）＞东北地区（0.13亿 tCO2e）>华北地区（0.08亿 tCO2e）>西北地区（0.06亿 tCO2e）。各区域影响因素情况不同，氮源、碳源、pH、含水量和温度是影响农田土壤N2O排放的主要影响因素。可以通过改变农田管理方式和土壤养分管理方式来实现N2O的节能减排。

• Pb、Cd复合污染对辣椒生长及其吸收重金属的影响

  谭诗敏,寇萌,李明,熊娟,汪明霞,谭文峰

  为探究Pb、Cd复合污染对辣椒（Capsicum annuum L.）生长及其吸收Pb、Cd的影响，采用盆栽试验，设置Pb、Cd交互共16个处理，结合辣椒植株各部位Pb、Cd含量，探讨土壤-辣椒体系中Pb、Cd复合污染对辣椒富集转运重金属的影响。结果表明，土壤中重金属硝酸提取率>氯化钙提取率，低Pb、Cd复合污染促使硝酸提取率上升，Cd降低氯化钙-Pb提取率，而 Pb提高氯化钙-Cd提取率。Pb、Cd复合污染下辣椒根、茎、叶鲜质量在特定Pb含量下随Cd含量增加而增加；而随复合污染程度增加，辣椒果实鲜质量降低。Pb抑制低Cd处理下的根伸长，但促进高Cd处理下的根伸长。辣椒果实中Cd含量最高，其次是根、茎、叶，根中Cd含量随Pb含量增加而增加，3 mg·kg-1 Cd处理下果实中Cd含量超过食品质量安全标准限值（0.05 mg·kg-1）；辣椒中Pb含量排序为根>茎>叶>果实，各含量处理下果实 Pb 含量均未超标（0.1 mg·kg-1）。辣椒中 Cd 转运系数（TF）以 TFCd茎-果最大，其值均大于 5，TFCd茎-叶和TFCd茎-果随Pb含量增大而增大，Pb转运系数排序为TFPb根-茎>TFPb茎-叶>TFPb茎-果，Pb促进Cd在辣椒地上部的转运，但Cd对Pb无影响。研究表明，辣椒在不同重金属复合污染下响应不同，辣椒种植在高Cd复合污染土壤中对人体健康造成危害的风险极大，但在高含量Pb复合污染土壤中风险较低。

• 不同微塑料含量暴露下间作对大豆根系和养分吸收的影响

  明春艳,何澍然,陈林康,李鑫伟,叶媛媛,宋世杰,龙光强,赵平

  为探究不同微塑料含量暴露下间作对大豆根系形态特征和养分吸收的影响，以及间作缓解微塑料毒害效应的机理机制，本研究通过盆栽实验，设置0%、0.1%、1%、10% 4个微塑料含量和大豆单作、玉米大豆间作2种种植模式，于播种30 d和60 d后对大豆的各生长指标、根系特性、养分累积吸收量和土壤理化性质进行测定分析。结果表明：与不添加微塑料相比，微塑料暴露显著增加了大豆总根长，但降低了根系平均直径和根系活力，减少了大豆氮、磷、钾累积吸收量和总生物量。与相同微塑料含量下的大豆单作相比，间作显著提高了大豆总根长23.2%、总根表面积39.8%和根系活力49.2%，同时，增加了大豆氮、磷、钾累积吸收量35.6%、29.5%、32.0%。相关性分析表明，总根长、根系活力、硝态氮、速效磷和速效钾含量是影响大豆生长和养分吸收的主要因素。研究表明，间作可以通过改善大豆根系性状和土壤养分有效性来缓解微塑料对大豆生长发育和养分吸收的抑制作用。间作调控微塑料对作物生长发育的抑制表现出“时间效应”，即间作的缓解作用随作物生育期的延长而增强。

• 不同类型微塑料对黄芩生长生理及代谢的影响

  高雅楠,王论言,李欣雨,贾向前,张彦龙,刘洋

  为解析微塑料对中药材黄芩（Scutellaria baicalensis）植株的生长影响及其毒理学响应，通过营养液培养的方式，检测了添加微塑料浓度为500 mg·L-1、粒径为10 μm左右的聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）、聚乙烯微塑料（PE-MPs）及聚丙烯微塑料（PP-MPs）营养液对黄芩植株生长状况、抗氧化酶活性的影响，并进一步探究了不同类型微塑料对黄芩植株的毒性作用。结果表明：PE-MPs对黄芩生长的影响相对较小，而PS-MPs和PP-MPs的影响更为显著。PS-MPs处理导致光合色素含量降低。抗氧化酶活性方面，PS-MPs和PE-MPs处理导致酶活性显著提升，PP-MPs处理影响较小。代谢层面上，PS-MPs和PP-MPs影响显著，主要影响半乳糖代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢等途径，而PE-MPs主要影响糖代谢和TCA循环。此外，PP-MPs对黄芩根中汉黄芩素和黄芩素的影响最为显著，对黄芩苷和汉黄芩苷的影响相对较小。研究结果表明，不同类型微塑料对黄芩生长和代谢的影响存在差异，其中PS-MPs和PP-MPs主要影响黄芩植株的生长，而PE-MPs的影响比较小。PE-MPs主要影响黄芩植株的糖代谢和TCA循环，而PS-MPs和PP-MPs则主要影响TCA循环、半乳糖代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢，并且对黄芩植株的主要化合物的含量也产生一定的影响。

• 安徽省某铜矿区周边农田土壤重金属污染风险评价

  刘超琦,宋常志,梁学峰,彭云英,黄青青,孙约兵

  为了阐明矿产资源开发对周边农田土壤重金属富集的影响，以安徽省某铜矿区周边农田土壤为研究对象，研究了矿区周边农田表层土壤（0~20 cm）中重金属Cd、Pb、Zn、Cu、Cr和Ni的含量和空间分布特征，结合单因子指数法、内梅罗综合污染指数法、地累积指数法以及潜在生态风险法评价了矿区土壤重金属污染水平，并采用绝对主成分-多元线性回归（APCS-MLR）模型进行溯源分析。结果表明：研究区域土壤整体偏酸性，Cd、Pb、Zn、Cu、Cr、Ni含量分别为0.14~2.74、3.52~52.90、6.61~109.78、1.47~431.95、1.16~18.42、12.22~59.01 mg·kg-1，其中96.53%土壤调查点位的Cd含量和22.28%土壤调查点位的Cu含量超过农用地土壤污染风险筛选值。单因子污染指数与地累积指数评价结果显示土壤中Cd处于轻微或中等污染水平，内梅罗综合污染指数也表明土壤整体处于中度污染，且主要污染物为Cd和Cu。潜在生态风险评价结果表明，研究区土壤主要生态风险因子为Cd，为中等生态风险等级。APCS-MLR模型源解析表明，土壤中Cd主要来源为矿业活动，Cu主要来自采矿活动和工业源，Zn和Pb以工业源为主，而Cr和Ni则以采矿源为主。研究表明，铜矿区工业活动会导致周边农田存在Cd污染风险。

• 柠檬酸螯合诱导AMF-紫花苜蓿提取修复重金属污染土壤的研究

  裘浪,夏义璠,杨晶,王志刚,俞龙生,张延旭

  本研究旨在探索丛枝菌根真菌（AMF）与柠檬酸联合对紫花苜蓿修复重金属污染土壤的作用，采用温室盆栽试验，以复合重金属污染土壤为研究对象，研究不同柠檬酸浓度（0、5、10 mmol·kg-1）施加水平下，接种 AMF对紫花苜蓿生长特性、重金属（V、Cd、Cr、Cu、Pb 与 As）含量和积累量以及根际土壤重金属酸溶态含量的影响。结果表明：与无柠檬酸施加处理相比，施加 5、10mmol·kg-1柠檬酸显著降低紫花苜蓿根系侵染率15.1%~19.2%（P<0.05），同时显著降低植株地上部干质量17.0%~27.4%和根系干质量26.2%~37.1%（P<0.01）；但显著提高植株地上部和根系重金属V、Cd、Cr、Cu、Pb与As含量及其富集系数（P<0.001），二者地上部重金属含量分别比无柠檬酸施加处理平均提高了 71.0、3.60、12.4、2.87、14.7 倍与 5.09 倍，根系重金属含量分别提高了 1.87、4.94、2.68、2.87、9.66倍与4.12倍。接种AMF能够缓解施加柠檬酸胁迫对紫花苜蓿生长的抑制作用，相比未接种处理显著增加植株地上部和根系干质量（P<0.001），同时降低植株地上部和根系V、Cd、Cr、Pb与As含量，其与10 mmol·kg-1柠檬酸联合显著提高紫花苜蓿地上部和根系V、Cd、Cr、Cu、Pb与As积累量（P<0.001），该处理下紫花苜蓿对污染土壤重金属的提取效果最好。方差分析结果表明，紫花苜蓿根际土壤V、Cd、Cr、Cu、Pb与As酸溶态含量均受到柠檬酸显著影响（P<0.001）。通过构建植株地上部重金属积累量和根际土壤重金属酸溶态含量的一元线性回归方程，发现决定系数R2均在0.60以上。研究表明，10 mmol·kg-1柠檬酸和接种AMF组合明显增加紫花苜蓿根际土壤重金属有效态含量，促进植株吸收并向地上部转运与积累重金属，同时接种AMF能够改善施加柠檬酸对植株生长的抑制状况，二者联合能够提高紫花苜蓿提取修复复合重金属污染土壤。

• 纳米零价铁强化李氏禾修复铜污染土壤的效应研究

  董梓涵,张学洪,丁娜,舒毅,赖才星,王桉祺,刘杰,俞果

  为探讨纳米零价铁（nZVI）对铜（Cu）污染土壤中李氏禾（Leersia hexandra Swartz）Cu积累能力、生长指标和抗氧化酶活性的影响，采用盆栽实验，以正交方式研究不同施用量 nZVI（0、100、500、1 000 mg·kg-1）对两种不同含量 Cu 污染土壤（100 mg·kg-1和500 mg·kg-1）中李氏禾的影响。结果表明，随着nZVI施用量的增加，两种Cu污染含量下李氏禾的Cu积累量、富集系数（BCF）、转移系数（TF）、生物量、光合色素含量以及抗氧化系统水平等指标均呈现先升高后降低的变化规律。这主要是因为nZVI含量过高会引发氧化胁迫，抑制植物的抗氧化防御机制，但是适量地施用nZVI可以提升李氏禾的Cu富集能力。在轻微污染（100 mg·kg-1Cu）土壤中施用500 mg·kg-1 nZVI使李氏禾的生物量提高46%，地上部Cu积累量提高115%，BCF和TF分别提高37%和30%，超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性分别提高 18% 和 10%；在重度污染（500 mg·kg-1 Cu）土壤中施用 100 mg·kg-1 nZVI使李氏禾生物量提高 32%，地上部 Cu 积累量提高 61%，BCF 和 TF 分别提高 25% 和 5%，SOD 和 POD 活性分别提高 31% 和 17%（P<0.05）。研究表明，施用适量nZVI可以提高李氏禾的生物量和叶绿素含量，并通过提高李氏禾的抗氧化酶活性，增强其对Cu的耐受和吸收能力。

• 干湿交替作用下水稻土DNRA菌的响应特征

  刘佳琪,张艺,孙耿,聂三安

  为研究不同施肥水稻土DNRA菌群落结构对干湿交替的响应，分析土壤DNRA菌对水分变化的响应特征，以长期定位试验点水稻土为研究对象，设置单施化肥（NPK）、30%有机肥+70%化肥（OM）处理，并以不施肥（CK）为对照，开展不同水分管理条件下（持续湿润、持续淹水、干湿交替）的培养试验。培养23 d后提取土壤DNA，对DNRA功能基因nrfA进行高通量测序。结果表明：培养结束后各处理水稻土DNRA菌群落组成发生了一定变化，在门水平上，干湿交替降低了Pseudomonadota、Verrucomicrobiota和 Chloroflexota 的相对丰度，提高了 Acidobacteriota 的相对丰度；持续淹水有利于 Chloroflexota 相对丰度的提高，但降低了Actinomycetota 的相对丰度；持续湿润处理下 Actinomycetota 的相对丰度较高。群落 α 多样性分析表明，干湿交替降低了土壤DNRA菌的Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数，但持续淹水土壤的Shannon指数和Simpson指数高于持续湿润处理。相同水分管理条件下，不同施肥处理之间水稻土 DNRA 菌的 Shannon 指数无显著性差异。主成分分析结果表明，不同水分处理水稻土DNRA菌群落结构差异明显。水稻土DNRA菌群落结构和α多样性响应了水分变化，但α多样性对不同施肥方式的响应不显著，因此推测水分管理对DNRA菌的影响程度大于施肥管理。

• 微生物肥配施化肥对设施菜地青菜生长及土壤环境的影响

  张思怡,张停林,杨军峰,吕卫光,李双喜,陈昭良,张翰林,张海韵,张娟琴,白娜玲

  为探究微生物肥配施化肥对设施菜地青菜生长及土壤环境的影响，通过田间小区试验，设置100%复合肥（T1）、80%复合肥+微生物肥（T2）、60%复合肥+微生物肥（T3）、40%复合肥+微生物肥（T4）、100%微生物肥（T5）5个施肥处理，利用生理生化测定及高通量测序手段，分析不同处理下青菜的农艺性状、产量、品质及土壤理化性质、酶活和微生物群落变化规律。结果表明：相较于T1，T2~T5处理均在一定程度上提升了青菜产量（增幅为0.35%~13.51%，P>0.05），其中T2处理的青菜产量最高（45.97 t·h m-2）；微生物肥施加可改善青菜农艺性状和品质，其中T3处理显著增加了青菜株高和最大叶宽（增幅分别为13.35%和10.91%，P<0.05），T2处理显著提高了青菜可溶性糖含量（增幅为 37.93%，P<0.05），T2~T5处理均显著降低了青菜中硝态氮含量（P<0.05）。除土壤全钾、速效氮、电导率外，微生物肥与化肥配施处理未显著影响土壤理化性质；与其他处理相比（T2除外），T3处理显著提高了土壤脲酶活性（P<0.05），T2处理的土壤蔗糖酶活性（77.13 mg·d-1·g-1）显著高于T5处理（P<0.05）。过低化肥施用量（T4、T5处理）显著降低土壤细菌群落丰富度（Chao1和Sobs指数）；微生物肥与化肥配施各处理明显影响土壤细菌与真菌群落的结构和组成，属水平细菌（Tumebacillus）和真菌（Cladosporium、Alternaria、Trichoderma）的相对丰度差异显著；土壤有机质和过氧化物酶活性与细菌群落结构的变化显著相关，而速效钾、全钾、铵态氮含量和土壤酶活性与真菌群落结构的变化显著相关。产投比分析显示，T2和T3处理较T1处理可分别增收12 090元·h m-2和7 620元·h m-2。研究表明，微生物肥与化肥合理配施可在一定程度上改善设施菜地土壤理化性质和微生物酶活，重塑土壤微生物群落结构，促进青菜增产提质，增加经济收益，其中施用 60%~80%复合肥+微生物肥效果较好。

• 遵义市植烟土壤养分空间变异特征及土壤肥力评价

  彭玉龙,芶剑渝,赵洪猛,汪玉,王慎强

  为了明确贵州省遵义市植烟土壤养分时空变异特征及土壤肥力特性，支撑当地烟草稳定生产，本研究采集了遵义市主要烟区11个区县共369个植烟土壤样品，测定土壤pH，有机质（SOM），全量和有效态氮、磷、钾及中微量营养元素含量等16个指标，并运用模糊数学法对遵义市植烟区进行土壤肥力适宜性综合评价。结果表明：遵义市植烟区土壤平均 pH值为 6.5，适宜烟草生长，南部pH较高，向北逐渐降低，但区域间会表现出不一致性；除绥阳县西南部、桐梓县南部高有机质含量环状分布外，其他区域均处于烟草生长适宜水平范围内。全市土壤碱解氮平均含量水平偏高，为151.9 mg·kg-1，县域间变异性较强；土壤全量及速效磷、钾元素含量均较高，能有效保证烟草的养分需求；植烟区土壤交换性钙等中量营养元素部分区域含量较低，可溶性氯含量偏高，可能会影响烟叶的燃烧性；有效态铁、铜、锌、钼和硼等中微量营养元素含量均处于适宜水平及以上，可较好地满足烟株整个生育期间的需要。进一步采用模糊数学法结合土壤pH、有机质、大量及中微量元素进行土壤肥力适宜性评价，综合评价得分为0.81，Ⅲ级以上占比 98.4%，道真县、仁怀市、务川县和正安县土壤肥力等级Ⅰ级占比远高于其他区县，分别为 52.8%、61.5%、69.4% 和54.3%，适合优质烟叶生产；从东北到西南，遵义市土壤肥力先降低后升高，空间变异性显著。研究表明，遵义市植烟区土壤总体肥力水平可满足烟草生产的需要，但为了优质烟叶的生产仍需加强对有机肥和氮肥的优化配置，同时优化土壤交换性钙、水溶性氯等中微量元素的供给，提高烟叶的产量和质量，增加烟农的生产效益。

• Zn-Fe共活化磁性生物炭吸附四环素与重金属铬的性能比较与机理分析

  赵传起,巩思诺,陈宇轩,谭文,文丽春,禤泳希,潘鸿辉,施钦

  针对水体中广泛存在的抗生素和重金属污染问题，本研究选用甘蔗渣作为原料，使用FeCl3和ZnCl2作为活化剂，制备具有高吸附性能的磁性生物炭材料。通过研究不同因素的影响，探讨该材料对四环素（TC）和Cr （Ⅵ）的吸附性能，并分析其吸附机理。结果显示，磁性生物炭具有多孔的内部结构，其比表面积最高可达913.81 m2·g-1，其表面成功负载Fe3O4，并富含 OH、 COOH等含氧官能团。磁性生物炭对TC的吸附主要依赖于π-π共轭作用、范德华力和氢键等作用力，而对Cr（Ⅵ）的吸附则主要受静电、还原和络合等作用的影响。复合材料对TC和Cr（Ⅵ）的吸附过程更符合准二级动力学模型，表明吸附过程受化学反应控制。磁性生物炭对 TC 的吸附过程更符合 Langmuir等温模型，说明 TC 在磁性生物炭表面以单层吸附形式存在；而对 Cr （Ⅵ）的吸附过程更符合Freundlich等温模型，表明Cr （Ⅵ）在磁性生物炭表面以多层吸附形式存在。此外，经过5次重复使用后，复合材料仍可维持较高的吸附性能。研究表明，利用活化法制备的磁性生物炭复合材料是一种减少环境污染、实现农业废弃物资源化利用的有效手段。

• 江汉平原长期稻虾种养对潮土N2O排放的影响

  聂江文,朱杰,蒋梦蝶,朱波,刘章勇,何浩

  稻虾共作模式在推动稻田可持续发展和生态效益提升方面具有重要意义，但其对稻田土壤N2O排放的长期影响，尤其是不同土层深度的作用机制尚不明确。基于江汉平原的长期定位试验（8 a），采集稻虾共作（RC）与常规中稻单作（RM）模式下的表层（0~20 cm）与亚表层（20~40 cm）土壤样品，进行室内恒温恒湿培养（60%田间持水量，25 ℃，42 d），测定N2O排放通量及土壤碳、氮等化学性质。结果表明，RC 模式显著影响 N2O 排放，但受到土壤深度的调节。与 RM 相比，RC 显著降低表层土 N2O 排放（37%），但显著增加亚表层土N2O排放（149%，P<0.05）。此外，RC模式下N2O排放主要集中在21~40 d（49%~73%），而RM模式下N2O 排放主要集中在 4~21 d（66%~77%）。在土壤性质方面，与 RM 相比，RC 显著增加表层土 pH 及总碳（TC）、总氮（TN）、有机碳（SOC）、氨态氮（NH+4-N）、可溶性有机碳（DOC）的含量，但降低了全量碳氮比（TC/TN）及有效磷（AP）、硝态氮（NO-3-N）、可溶性有机氮（DON）的含量；在亚表层土，RC显著提高了pH、DOC/DON及AP、TC、TN、NH+4-N的含量，但降低了SOC、NO-3-N、DOC、DON的含量和电导率（EC）。皮尔森相关性分析和冗余分析显示，N2O排放与AP和C/N呈正相关，而与SOC、DON和EC呈负相关。研究表明，长期稻虾共作模式显著影响潮性水稻土的N2O排放，但其影响受到土层的调节。土壤AP、C/N、EC等土壤因子在N2O排放调控中起着重要作用。