农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2026年第1期

• 看不见的危机：农田土壤中新污染物的生态环境风险与防治

  唐景春,刘缙政,王岩冰,赵芷晗,刘鑫磊,魏昊宇,吕宏虹,史英豪,李晓晶

  随着农业集约化发展，农田土壤中新污染物（ECs）的输入与累积日益加剧。新污染物常以微观、痕量或转化产物形式滞留于土壤，并伴随多来源和效应耦合特征，对生态系统和人体健康构成潜在威胁和“看不见的危机”。本文系统综述了农田中持久性有机污染物、微塑料、内分泌干扰物和抗生素四类新污染物的来源、关键输入途径，并重点阐述了新污染物在农田中的吸附-解吸、迁移、植物吸收与降解等环境行为。并基于此，探讨了新污染物源头控制、原位修复及农艺调控的综合治理策略。论文提出未来需加强新污染物在复合污染情境下的环境行为、毒性效应和风险评估机制研究，推动高效低风险的修复技术发展，为农业可持续与食品安全保障提供理论依据。

• 土壤大孔隙流研究进展与展望

  陈力,顾迎春,杨柳,吕博,陈俊奇,于志国

  大孔隙流在水分入渗过程中绕过大部分介质，快速迁移至深层剖面或地下水，研究这一普遍存在的现象及其机制对揭示土壤水分和溶质运移规律至关重要，在水资源、土壤环境和生态系统等领域具有重要应用价值。目前，大孔隙流的实验模拟、理论研究和模型构建已取得一定进展，但理论框架和实验方法仍需完善。本文系统阐述了大孔隙及大孔隙流的成因、定义、表征方法及其对土壤水分与溶质输移的影响，回顾了相关理论和模拟方法的历史和近期发展，总结了室内与田间实验以及观测技术，并探讨了包含大孔隙效应的模型模拟效果，以期为深入研究提供参考。

• 大气CO2浓度和温度升高对不同施氮量粳稻叶绿素荧光特性的影响

  赵婧,曹琰梅,柯浩楠,何昊,刘淼,吴荣军,李琪,胡正华

  本研究旨在探究大气CO2浓度和温度升高对不同施氮量水稻叶绿素荧光特性的影响。利用开顶式气室（OTC）组成的CO2浓度和温度升高自动调控平台，以粳稻南粳9108为试验材料，主处理为：背景CO2浓度和温度（CK）、CO2浓度增加200 μmol·mol-1（C+）、气温升高2℃（T+）、CO2浓度升高200 μmol·mol-1和气温升高2℃（C+T+）。副处理为氮肥水平：0（N0）、150（N15）、180（N18）、210kg·hm-2（N21）。采用连续激发式叶绿素荧光仪测定水稻叶片的叶绿素荧光参数。结果表明：在N0条件下，与CK相比，C+使抽穗-灌浆期的水稻叶片的可变荧光（Fv）下降13.8%，T+使拔节-孕穗期的Fv下降11.2%，C+T+使拔节-孕穗期的Fv和潜在活性（Fv/Fo）分别下降18.4%和47.5%。在N15条件下，T+使抽穗-灌浆期的初始荧光（Fo）上升25.0%；在N18条件下，C+使拔节-孕穗期的最大光化学效率（Fv/Fm）上升8.5%。在N21条件下，C+T+使拔节-孕穗期水稻叶片的Fv/Fm下降5.7%。此外，施氮处理对水稻SPAD值有显著影响，随着施氮量的增加，水稻的SPAD值显著提高，在N21条件下较N0增加了20.5%，表明施氮有助于提高水稻叶片的叶绿素含量，从而增强光合作用潜力。研究表明，CO2浓度和温度升高会损伤水稻叶片的光系统Ⅱ，抑制其电子传递和光化学效率，而施氮可以有效缓解这种负面影响，因此在未来气候变化背景下，可通过优化氮肥施用，进一步调控水稻光合效率。

• 镉胁迫下不同镉富集能力叶菜类蔬菜的品质比较

  詹文雨,王海娟,王宏镔

  为探究镉（Cd）胁迫下不同Cd富集能力叶菜类蔬菜的品质，采用室内盆栽试验方法，研究了土壤不同Cd含量[0（CK）、0.5、2.0、5.0、10 mg·kg-1]处理下，低Cd富集茼蒿和高Cd富集菠菜对Cd的富集特征以及叶片光合色素、可溶性糖、抗氧化类物质、可溶性蛋白和总游离氨基酸的变化。结果表明：随着土壤Cd含量的增加，2种蔬菜体内的Cd含量显著增加，菠菜对Cd的富集能力显著高于茼蒿，在土壤Cd 2.0 mg·kg-1处理下，茼蒿地上部Cd含量（[0.19±0.01）mg·kg-1]满足食品安全国家标准。2种蔬菜不同部位对Cd的富集能力存在显著差异，茼蒿表现为根>茎>叶，菠菜为叶>根>茎。土壤Cd 0.5 mg·kg-1处理下，2种蔬菜的光合色素含量均比CK显著增加，但Cd 10 mg·kg-1处理时，茼蒿的叶绿素a、类胡萝卜素、可溶性糖和总叶绿素含量显著下降，降幅为16.95%~71.97%，菠菜则与CK无显著差异。Cd 10 mg·kg-1处理时，2种蔬菜的总黄酮、总游离氨基酸和可溶性蛋白含量均显著下降，但在Cd 0.5~5.0 mg·kg-1处理时，茼蒿的可溶性糖、维生素C、总黄酮、总游离氨基酸和可溶性蛋白含量与CK持平或显著增加，菠菜的总黄酮在Cd 2.0 mg·kg-1和5.0 mg·kg-1处理时则出现显著下降（18.59%和33.32%）。研究表明，高含量Cd胁迫能显著降低低Cd富集茼蒿的品质，为保持其品质不受影响，土壤Cd含量必须控制在2.0 mg·kg-1以下。

• 农业生产中除草剂VOCs的实际排放及其与气象环境响应关系

  杨晶金,吴根义,龙雯琪

  为探究除草剂在实验室和农业实际使用过程中挥发性有机化合物（VOCs）的排放规律，本研究分别测算了除草剂施用引起的VOCs排放潜力（EP）和实际排放量（AE），深入探究了除草剂VOCs的实际排放及其气象环境响应关系，确定了实际排放比（AER）。结果表明：7个典型农药品种的EP为6.57%~64.37%，中位数为14.10%，全部受试品种平均值为27.80%；不同农药制剂品种的平均AER在47.366%~71.584%之间。AER值与温度呈显著正相关，与相对湿度和大气压强呈显著负相关。研究表明，除草剂施用过程中VOCs的排放潜力与实际排放量存在剂型差异，且表现出明显的气象环境响应机制。

• 基于PMF和机器学习模型的蒸水中下游流域农田土壤重金属污染状况及来源解析

  董天浩,任传猛,任清盛,董贝,张仁杰,李承永,潘淑芳,郭焱,纪雄辉,谢运河

  为了探究湘江支流蒸水中下游流域农田土壤重金属污染风险，对蒸水中下游流域农田土壤进行了采样分析及污染源解析。结果表明：该区域土壤存在较大的Cd污染风险，部分存在As、Pb和Cu污染风险。研究区识别出4个污染源，即自然-大气沉降混合源、自然源、大气沉降源和工业源。PMF模型判定土壤As和Hg主要受自然-大气沉降混合源的影响，Cr、Ni和Cu主要受自然源影响，Pb主要受大气沉降源影响，Cd和Zn主要受工业源影响；4个污染源的贡献率依次为30.8%、27.0%、22.6%和19.6%。SOM模型污染源分类结果与PMF模型源解析结果均吻合度较高。LightGBM模型结果表明距蒸水主流距离对Cd、Pb、Ni和Zn的影响均较大，PM2.5浓度对Cd和Pb的影响较大；对As、Hg和Cr影响最大的因子均为母岩类型；与交通相关的因子对Cu和Zn的影响较大。研究表明，该研究区农田土壤有一定的重金属污染风险，且污染来源较复杂，LightGBM模型可对PMF模型结果进行一定程度的补充，受体模型结合机器学习模型能够更合理地判别各土壤重金属主要的污染来源。

• 磷和砷在不同场地土壤中的吸附特征和迁移规律

  秦华,徐冬莹,康润锋,殷宪强,孙慧敏

  为探究不同场地土壤对磷（P）、砷（As）的吸附特性及P、As在不同场地土壤中的迁移行为，采用批次平衡吸附试验和室内土柱试验，结合扫描电镜-能谱分析（SEM-EDS）、X射线衍射（XRD）和粒度分析等对土壤进行表征。结果表明，试验用水稻土、褐土、红壤对P和As的吸附过程均符合准二级动力学模型和Freundlich模型，说明土壤的非均相表面发生了多层化学吸附。土壤对P和As（Ⅴ）的吸附能力受到pH值、离子强度和离子类型的共同影响，随着溶液初始pH值的升高和离子强度的降低，土壤吸附能力变弱。通过SEM-EDS、XRD分析，揭示了3种土壤的表面形态和元素组成差异。褐土表面粗糙且富含铁铝氧化物，可通过配体交换和表面络合作用显著增强其对P和As（Ⅴ）的吸附能力。红壤表面光滑且石英含量较高，导致其吸附能力较弱。通过迁移试验发现，P和As（Ⅴ）在3种土壤中的迁移行为均随着pH值的升高而增强，其中P和As（Ⅴ）在红壤中的迁移能力最强。这是由于红壤的粗颗粒和高孔隙连通性促进了P和As（Ⅴ）的迁移，而褐土的细颗粒和高吸附能力则抑制了污染物的迁移。此外，在不同pH条件下，As（Ⅴ）的迁移能力显著高于P的迁移能力。同时，离子强度的升高对P和As（Ⅴ）在不同土壤中的迁移能力产生了抑制作用。研究表明，不同土壤对P和As（Ⅴ）的吸附与迁移行为具有差异性。

• 聚天冬氨酸对土壤镉有效性及其吸附解吸特性的影响

  李艳梅,王微,林小兵,刘长征,刘士余,徐振唐,张嵚,胡奔流

  为探究聚天冬氨酸（PASP）对镉污染土壤生物有效性的调控机制，明确其最佳作用条件及镉梯度差异响应规律，通过选取轻度（0.9 mg·kg-1）和重度（19.66 mg·kg-1）两种镉污染水平的耕地原土，研究了PASP对镉赋存形态、吸附-解吸行为及环境因子响应的影响。结果表明：分子量为4 000~5 000 Da、施用量为10 mg·kg-1的PASP可显著提升土壤有效态镉含量（P10 h）三阶段特征；PASP的最适作用条件是pH 6、温度15~25℃，其效率受pH、温度及土壤吸附容量驱动，而受土壤本底镉含量影响有限。研究表明，PASP通过重塑镉形态分布、削弱吸附结合能及降低解吸能垒，显著活化了土壤镉，为发展以PASP为核心的螯合诱导植物修复技术，精准治理镉污染土壤提供理论依据。

• 聊城市农产品生产基地土壤多环芳烃的污染及风险评估

  李静,赵陆菲,姜娜,陈秀娜,权伟,周韵平

  为明确聊城市农产品种植基地土壤中PAHs的质量分数及其对环境和人体健康的影响，本研究季节性地采样并分析了聊城市莘县蔬菜瓜果种植基地土壤中16种多环芳烃（PAHs）的质量分数、组成特征、相关性和来源，并评估了该区域土壤中多环芳烃（PAHs）的生态与健康风险。结果表明：土壤中16种多环芳烃（∑PAHs）的平均质量分数为162.0 μg·kg-1，以高环PAHs为主；夏季PAHs的平均质量分数显著高于冬季；高环PAHs之间的相关性高于低环PAHs之间的相关性；冬季PAHs的主要来源为煤/生物质燃烧源，夏季则主要来源于液体化石燃料燃烧。研究区域土壤中PAHs的污染水平在夏季为轻度污染，冬季为未污染状态；PAHs总量处于较高水平，可能对土壤生态系统和农产品安全构成潜在威胁；3种途径下PAHs的致癌风险均未超过标准值。

• 化肥减量增效下山东省农牧系统氮素流动特征和氮肥减施潜力分析

  王欣雅,赵彤彤,黄少辉,杨文方,张晴雯,贾良良

  通过统计年鉴和文献收集数据，利用NUFER模型分析山东省2007年（氮肥用量达峰）、2015年（氮肥用量缓慢降低）和2022年（氮肥用量快速降低）3个典型年份农田-畜牧系统氮素养分流动特征，定量系统氮素利用率和环境损失率，评估化肥减量增效政策应用效果，并通过设置降低土壤盈余（S1）、提高畜禽粪便还田比例（S2）、优化动物饲料结构（S3）3种情景分析进一步明确山东省农牧系统氮肥减施增效潜力。结果表明：2007年、2015年、2022年山东省农牧系统氮素投入总量分别为371.6万、364.8万、299.4万t，氮素投入量呈下降趋势，其中以化肥占比最高，分别为69.9%、61.9%、55.6%，化肥用量逐渐降低。3年中，农田系统氮素利用率（NUEc）分别为36.3%、42.5%、54.7%，畜牧系统氮素利用率（NUEa）分别为27.9%、19.0%、22.8%，农牧系统氮素利用率（NUEc+a）呈现出逐步上升的趋势，从2007年的31.7%提升至2015年的33.4%，2022年时达到44.6%。2022年该地区土壤氮素累积量达到25.7万t，占总输入量的8.6%，而环境排放总量为127.0万t，占总输入量的42.4%。在环境排放的构成中，氨挥发（包括农田和畜禽粪便氨挥发）和畜禽粪便水体排放与堆置为占比最大的两种损失途径，3年中氨挥发占环境排放总量的比例为45.8%、49.0%、54.5%，畜禽粪便水体排放与堆置占比分别为16.8%、21.5%、25.6%。通过降低土壤中的氮素累积，该地区具备29.0%的氮肥减施潜力，此时，农牧系统氮素总投入量为251.1万t，农牧系统氮素利用率由44.6%增加到53.1%，食物氮代价由2.2 kg·kg-1降至1.9 kg·kg-1，环境排放量由127万t降至104.4万t；进一步提高畜禽粪便还田比例可减少化肥用量8.6%，农牧系统氮素利用率提高2.3个百分点，环境损失降低9.8%；持续优化管理并调整动物饲料结构后，该地区氮肥减施潜力可达34.3%，农牧系统氮素总投入进一步降至226.3万t，农牧系统氮素利用率增加至58.9%，食物氮代价和环境排放量分别为1.7 kg·kg-1和79.6万t，较2022年分别降低22.7%和37.3%，显著降低了氮素向环境的排放。研究表明，山东省2007—2022年化肥用量呈下降趋势，农牧系统总体氮素投入量也逐渐下降，农牧系统氮素利用率呈上升趋势，环境排放量呈下降趋势，山东省化肥减量增效取得显著成效，对区域农业绿色发展提供了重要支撑。此外，可提倡分区域布局，通过政策引导和技术支撑，协同推进S1、S2、S3技术路径，最终实现全省化肥减施潜力最大化。

• 生物炭与丛枝菌根真菌联用对土壤有机碳含量及稳定性的影响

  韩爽,梁媛,张德善,王焱

  为探究生物炭和丛枝菌根真菌（AMF）联用对稻田土壤有机碳的固存效果和稳定性机制，本文通过室内培养实验，探究干湿交替条件下空白处理（CK）、单独添加生物炭（GBC）、单独接种AMF（GAMF）和二者联用（GBA）对土壤有机碳（SOC）组分、稳定性及铁碳结合机制的影响。结果表明：GBA处理显著提高了SOC、矿物结合态有机碳（MAOC）和铁结合有机碳（Fe-OC）。与CK相比，GBA使SOC提高了504.23%，MAOC提高了1 306.80%。GBA的颗粒态有机碳（POC）/SOC较CK显著降低了87.10%，但MAOC/SOC较CK提高了134.56%，达到92.17%，说明二者联用促进了POC向稳定的MAOC的转化。通过FTIR分析发现，GBA的芳香类碳较CK提高了30.57%。GBA中Fe-OC的含量较CK提高了1 397.51%，且OC/Fe摩尔比（2.72）表明CBA中Fe-OC的产生主要通过吸附和共沉淀机制协同促进。XPS结果进一步揭示，GBA中Fe3+占比最高（29.61%），其高电荷密度可强化矿物和有机碳络合，提高土壤碳稳定性。相关分析显示，AMF侵染率与MAOC和Fe-OC均表现为显著正相关（P<0.05），生物炭添加提高了AMF的侵染率，协同促进了碳铁结合。研究表明，生物炭与AMF联用可显著提高稻田SOC含量和稳定性。

• 不同成因盐碱土的理化性质及微生物特性比较

  杨蕙瑄,王亚男,贾月慧,陈敏余,高进华,解学仕,周丽,曾希柏

  为探究不同成因盐碱土养分含量、盐分特征以及细菌群落组成的差异，分析三者间的内在联系，本研究采集新疆、吉林和河北3个典型盐碱地分布区8个不同样地的盐碱地土壤，分析了土壤养分含量、盐基离子含量，并采用高通量测序技术测定了土壤细菌群落多样性和组成。结果表明：吉林盐碱土（JL1、JL2）的盐基阴离子主要为HCO-3，其含量在0.5 g·kg-1以上，土壤有机质和全氮含量较高，优势微生物为放线菌门（Actinobacteria）。新疆盐碱土（XJ1、XJ2、XJ3、XJ4）的盐基阴离子以SO42-为主，且Na+含量较高，微生物丰度及多样性较低，优势微生物为变形菌门（Proteobacteria）。河北盐碱土中HB1的盐基阴离子以HCO-3为主，其含量为0.49 g·kg-1；HB2的阴离子以Cl-为主，其含量达29.09 g·kg-1；虽然微生物群落组成变化明显，但盐分对其丰度和多样性的影响不显著。结果显示，盐碱土的盐基离子含量、优势微生物种群及理化性质等与其成因紧密相关，微生物的多样性则主要取决于Ca2+、Na+等的含量，且具有一定的地域性分布特点，因此，在盐碱地改良时必须充分考虑其地域分布及理化和生物学性质的差异。

• 青海省设施农田土壤养分特征及综合评价

  操一芸,宋明丹,塔林葛娃,王慧,王小梅,周子哲,陈尧,付娇娇,李月梅

  为探明青海省设施农田土壤养分状况及其空间分布特征，把握设施农田土壤养分变化的驱动因素，本研究基于青海省设施农田集中分布区的733个表层土壤（0~20 cm）样本，结合统计学与空间分析，揭示县域土壤养分空间异质性规律，评估土壤养分综合状况并解析其驱动因素。结果表明：研究区土壤pH较高，有机质和全氮含量较低，全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量高。总体上，研究区养分失衡现象较为严重，尤其是土壤全磷含量过高；土壤养分综合得分整体呈现东北部高、西南部低的趋势，与年度国民生产总值呈极显著正相关关系；空间分析结果揭示出各土壤养分指标呈现显著空间分异与集聚特征，有机质、全氮、碱解氮低值区集聚于尖扎与贵德，高值区集中在乐都、西宁及大通，pH空间特征与之呈反向分布。研究表明，青海省设施农田土壤养分状况具有明显的空间分布特征，受环境因素和人为管理的双重影响明显，可利用区域养分特征制定详细的土壤管理策略。

• 西南喀斯特典型农业流域水质污染特征和源解析

  范珍,遆超普,严星,韩豪杰,邱捷,王瑞刚,刘岩,徐如林,戚彩琼,何张猛,颜晓元,夏永秋

  为揭示流域水质的时空分布特征及其污染来源，本研究以我国西南典型喀斯特农业流域——普者黑流域为对象，基于2022—2023年采集的448个地表水样本，结合多元统计分析与正定矩阵因子分解（PMF）模型进行研究。结果表明：流域水体污染以氮、磷和有机污染物为主，各水质指标随时间和空间变化呈现出不同的分布特征。总氮（TN）和NO3--N浓度在雨季较高，主要受降雨径流的影响；总磷（TP）和NH4+-N浓度在旱季偏高，与畜禽养殖和生活污水排放相关；化学需氧量（COD）和粪大肠菌群（FC）浓度在旅游旺季升高，表明旅游活动是影响水质的主要因素。PMF模型结果表明，流域内主要污染源可以分为4类，其贡献依次为生活源（35.3%）、肥料源（28.6%）、养殖源（19.1%）和旅游活动源（17.0%），上述4类污染源在空间上表现出明显的分布差异。研究表明，加强农田肥料流失管控、养殖废水管理以及旅游季节生活污水处理，是喀斯特农业流域水质长效保护的关键。

• 品种与肥料互作对稻田田面水氮磷流失风险的影响

  许长鑫,冯金飞,方福平,李凤博

  为了探究不同类型水稻品种与肥料互作对水稻产量和稻田田面水氮磷流失风险的影响，采用随机区组裂区试验设计，设置3次重复，主区设常规施肥（CK）、控释肥（CRN）和尿素配施硝化抑制剂（DMPP），副区设中浙优8号（ZZY8）、甬优1540（YY1540）和浙禾香2号（ZHX2），通过大田试验进行研究。结果表明：各施肥处理田面水总氮（TN）和硝态氮（NO3--N）浓度分别在施肥后1 d和7 d达到峰值，铵态氮（NH4+-N）浓度在施肥后1~3 d达到峰值，随后不断降低。施用不同类型肥料显著影响稻田田面水氮素峰值浓度及形态占比，CRN处理的氮素浓度峰值与仅一半施肥量的CK相近，且各形态氮素浓度下降均较缓慢，直至晒田前田面水TN浓度降至5 mg·L-1；综合不同类型肥料施用基肥和追肥后各形态氮素浓度变化可知，施肥后7 d内是稻田田面水氮素损失的关键控制期，且各施肥处理田面水中氮素均以NH4+-N为主，其中CRN处理的NH4+-N/TN最高，达到了61.36%~65.43%。种植不同水稻品种显著影响稻田田面水氮素浓度变化，种植YY1540显著降低了田面水TN、NH4+-N和NO3--N浓度，其降幅分别为12.19%、16.50%和11.15%。YY1540与CRN互作稻田田面水各形态氮素平均浓度均最低，且稻谷产量、氮肥偏生产力和磷肥偏生产力均显著高于其他处理。施用CRN显著降低田面水总磷（TP）浓度和可溶性磷（DIP）浓度，其降幅分别为29.45%和21.65%。水稻品种与肥料互作对稻田田面水的磷素浓度无显著影响。研究表明，种植籼粳杂交稻品种（YY1540）并配施CRN既能实现水稻增产，又能有效降低稻田田面水氮磷流失风险。

• 基于植物-基质协同作用的模拟生态沟渠对农田面源污染的削减

  涂欣,李娟英,陈以芹

  为了探讨不同植物组合在模拟生态沟渠中的协同作用，解析植物、基质和微生物对污染物去除的贡献机制，本研究通过实验筛选出再力花与苦草作为优势植物组合，结合沸石和牡蛎壳基质构建模拟生态沟渠系统，采用质量平衡分析，量化不同去除途径的贡献。结果表明：植物筛选实验中再力花与苦草组合在总氮、氨氮（NH4+-N）和总磷的去除中表现最佳，去除率分别达68.8%、97.4%和97.1%，该组合显著提高了硝态氮的去除效率；动态实验（水力停留时间为6 d）中模拟生态沟渠对总氮、总磷、三唑磷和毒死蜱的去除率分别达到88.1%、73.7%、99.9%和99.9%，总氮的去除中NH4+-N去除贡献最大，其占总氮去除量的71.8%。污染物去除机制分析表明，生态沟渠系统中磷的去除主要通过植物吸收（55.4%）实现，基质（33.4%）与土壤吸附（11.0%）次之。再力花依靠较大的生物量对磷的绝对去除量高于苦草，而苦草则因更高的根系表面积与相对生长速率，在单位生物量磷去除效率上表现出更高的效率。毒死蜱和三唑磷的去除以生物降解与水解作用为主，毒死蜱因较强的疏水性更易被基质吸附和微生物降解，三唑磷则更倾向于水解途径。

• 凹凸棒石改性污泥生物炭对模拟水体中重金属的吸附

  陶玲,肖易燃,任汉儒,李云梦,母旭日,朱睿,童彩丽,高敏,任珺

  为了正确处理城市污泥并提高生物炭吸附剂对多种重金属吸附的性能，利用污泥与凹凸棒石黏土为原料热解制备凹凸棒石黏土改性污泥生物炭材料，并研究了改性材料对模拟水体中Cd2+、Cr3+、Zn2+和Ni2+的吸附性能。结果表明：在pH=5、添加量为1 g·L-1、重金属浓度均为10.0 mg·L-1条件下，污泥/凹凸棒石黏土质量比为2∶1的改性材料对Cd2+、Cr3+、Zn2+和Ni2+的去除率分别为83%、87%、89%和88%。改性材料对Cd2+、Cr3+、Zn2+和Ni2+吸附过程均遵循准一级动力学模型和Langmuir模型。通过扫描电镜、X射线衍射分析及红外光谱等表征手段确定了改性材料对重金属的吸附机理。其主要包括孔隙填充、含氧官能团的络合、重金属-π电子作用、Na+的离子交换作用、硅酸盐和CO32-的共沉淀作用。本研究制备的凹凸棒石黏土改性污泥生物炭对多种重金属的去除展现出优异吸附性，为水体中多种重金属同步去除的研究和污泥利用提供了新思路。

• 氨基改性坡缕石对金属阳离子的吸附选择性特征

  陈希琳,高旭升,刘笑旻,舒逸飞,黄青青,王林,孙约兵,赵玉杰,梁学峰

  为了探讨氨基改性坡缕石（Amino grafted palygorskite，AGP）对多种金属阳离子的吸附选择性特征，本试验开展了单一离子吸附动力学、等温线及多元离子竞争吸附试验以及X射线光电子能谱（XPS）分析，研究了AGP对8种金属离子（Cd2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Mn2+、Fe3+、Pb2+、Hg2+）的吸附规律。结果表明：AGP吸附阳离子的过程可由拟二级吸附动力学方程和Langmuir等温线拟合，氨基改性增强了坡缕石对Pb2+、Zn2+和Cd2+的吸附，Pb2+吸附量较原始坡缕石显著增加了82.9%，且吸附为自发过程。在多元金属离子混合竞争吸附体系中，AGP展现出对Pb2+的高效选择性吸附能力，Fe3+对Pb2+吸附的抑制作用最大，且AGP对Fe3+吸附的主要贡献来自于坡缕石本身而非氨基改性。XPS分析结果表明，坡缕石吸附金属阳离子主要通过表面羟基的弱相互作用，而AGP吸附Pb2+、Zn2+的选择性吸附机制主要为更强的氨基络合作用。AGP对Pb2+的优异选择性吸附性能，进一步强化了其在重金属污染选择性治理中的应用潜力，试验结果也为研发针对Pb2+的靶向性吸附剂和钝化剂提供了理论支持。

• 添加磷尾矿对堆肥质量及NH3、H2S排放的影响

  赖海玉,吕同瑞,张东莉,张兰霞,罗文海,侯勇,张伟,钟顺和,王春荣,刘飞,朱齐超

  为优化好氧堆肥工艺，加快腐熟效果并减少堆肥过程中的臭气排放，本研究以牛粪、烟末和甘蔗渣混合原料为底物，分别添加相对底物总干质量的2.5%、5%、7.5%和10%的磷尾矿作为处理组，以不添加磷尾矿作为对照，研究堆肥过程中堆体理化性质、养分含量变化及氨气（NH3）、硫化氢（H2S）等臭气排放特征。结果表明：相较于对照处理，添加磷尾矿可以降低堆体容重3%~10%，减少H2S排放50%~74%，综合臭气强度降低2.8%~7.4%，并且降低EC值1%~8%，显著提高堆肥种子发芽指数（GI）26%~34%、五氧化二磷含量9.9%~48.2%、交换性钙4%~60%、交换性镁8%~37%，但增加NH3排放2.8%~52.8%。综合来看，7.5%添加量效果最优，降低H2S排放74%，臭气强度降低5.3%，提升GI值32%，铵态氮（NH4+-N）与重金属含量均满足有机肥生产标准。研究表明，适量添加磷尾矿可以有效改善堆体结构，减少H2S排放并降低臭气强度，有助于提高堆肥效率和质量，实现工农业固废磷尾矿和牛粪的无害化和资源化利用。

• 秸秆还田与石灰配施对稻田温室气体排放的协同调控机制

  孙梦雨,赵强,吴京,张军,车钊,吴巩,宋贺,李笑笑

  为探究酸性水稻土上秸秆还田配施不同用量石灰对温室气体排放的影响机制，本研究采用双因素设计，主区为秸秆用量处理，分别为秸秆不还田（S0）和秸秆还田（S1，5 500 kg·hm-2）处理，副区为石灰用量处理，分别为不施用石灰（L0）、低石灰用量（L1，3 500 kg·hm-2）以及高石灰用量（L2，7 000 kg·hm-2）处理，测定不同处理下温室气体甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）排放及相关微生物丰度与结构、土壤硝化潜势与反硝化能力。结果表明：秸秆还田后CH4累积排放量增加115.5%~144.3%，其作用机制与可溶性有机碳（DOC）的积累密切相关。DOC的积累通过增加产甲烷菌Methanocella属的丰度，抑制了甲烷氧化菌pmoA功能基因的表达，并显著降低了甲烷氧化菌关键属（Methyloparacoccus和Methylomicrobium）的相对丰度，最终加剧了CH4的排放。而石灰施用通过提高土壤pH和硝态氮（NO3--N）含量，在降低产甲烷菌Methanobacterium属丰度的同时促进了甲烷氧化菌pmoA功能基因的表达，使CH4累积排放量降低21.9%~39.7%。秸秆还田后N2O累积排放量减少了33.0%~38.2%，其减排机制为秸秆还田通过降低narG基因丰度以及关键群落Acidiphilium和Mycolicibacterium属的相对丰度，增加nosZ基因丰度，有效促进N2O向N2还原转化。而石灰处理通过双重调控使N2O累积排放量提高了29.5%~65.0%。具体表现为，铵态氮（NH4+-N）和DOC的降低促进了氨氧化古菌丰度增加，同时pH和NO3--N的升高刺激了narG基因丰度的增加和nosZ基因丰度的降低，两者共同增加了硝化和反硝化过程中N2O的产生。秸秆还田增加了全球增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI），而石灰的配合施用有效降低了GWP和GHGI。其中，秸秆还田配施高量石灰能够将GHGI降至0.81 kg·kg-1，显著低于L0S0处理。研究表明，对于强酸性稻田土壤，秸秆还田条件下施用高量石灰（7 000 kg·hm-2）能够有效缓解秸秆还田造成的温室气体排放增加效应，秸秆还田下配施石灰是一种能够实现增产、减排的有效栽培模式。

• 长期施肥对稻田反硝化依赖型甲烷厌氧氧化过程的影响

  王娟,吴娟,廖育林,鲁艳红,聂军,万运帆,秦晓波

  反硝化依赖型甲烷厌氧氧化（DAMO）是联结碳氮循环的重要过程。本研究开展13C稳定同位素标记微宇宙培养实验，针对长期施肥对红壤水稻土DAMO过程的影响进行了分析。实验设4个处理：不施肥（CK）、氮磷钾肥（NPK）、氮钾肥加猪粪（NKM）和氮磷钾加稻草（NPKS）。结果表明：总DAMO速率对长期施肥有显著响应，其最大值（1 762.93 nmol·g-1·d-1，以CO2计，下同）和最小值（25.01 nmol·g-1·d-1）分别出现在NKM的深层土壤和CK的表层土壤中，并且NKM的表层、中层及深层土壤的DAMO速率均显著高于相应土层的NPKS土壤（P<0.05），分别高出276%、447%和200%。亚硝酸盐型DAMO（n-damo）速率从表层到深层土壤呈递增趋势，NKM的中层土壤n-damo强度显著高于NPKS（高出755%）（P<0.05）。对于硝酸盐型DAMO（Nr-damo）速率，NKM深层土壤（702.49 nmol·g-1·d-1）显著高于中层土壤（38.77 nmol·g-1·d-1）（P<0.05），而且随土层深度加深，Nr-damo速率在CK中呈现递增、在NPKS中呈现递减的趋势。各处理N2O型DAMO（N2O-damo）速率表现为表层最高（44.23~81.95 nmol·g-1·d-1），深层次之（8.47~18.46 nmol·g-1·d-1），中层最低（0.63~3.27 nmol·g-1·d-1）。对于表层土壤N2O-damo速率，NKM显著高于NPKS处理（P<0.05）。研究表明，相比于长期秸秆还田，猪粪配施化肥对红壤水稻土DAMO发生有更强的促进作用；此外，深层水稻土具有较高的ndamo潜力，表层水稻土则具有较高的N2O-damo潜力。

• 有机肥和生物菌剂对菜地土壤N2O排放及土壤团聚体的影响

  马静,陆昕昱,宋俊杰,孙丽英

  为探究不同施肥处理对菜地土壤N2O排放、产量及土壤团聚体的影响，本研究以南京地区菜地为研究对象，设置不施氮肥（CK）、施化学氮肥（U）、化学氮肥和生物菌剂配施（UM）、有机肥替代25%化学氮肥（O）、有机肥替代25%化学氮肥和生物菌剂配施（OM）5个处理。采用静态暗箱-气相色谱法，观测菜地土壤N2O的排放，并分析不同施肥处理对菜地土壤N2O排放量、综合温室效应（GWP）、温室气体排放强度（GHGI）、产量、土壤团聚体组成、经济效益等的影响。结果表明：与U处理相比，O处理土壤N2O累积排放量增长了12.70%，UM和OM处理土壤N2O累积排放量均有所降低，其中，UM处理降低了16.67%，OM处理显著降低了23.81%（P<0.05）。在各施肥处理中，OM处理产量最高，为11.9 t·hm-2，O处理次之，为11.2 t·hm-2。此外，O和OM处理降低了<0.25 mm团聚体占比，提高了土壤中大团聚体占比，增加了土壤团聚体稳定性。研究表明，有机肥配施生物菌剂处理可以减缓菜地土壤N2O排放并提高作物产量和经济效益，是实现农业低碳高产的一种可行性措施。

• “双碳”背景下秦皇岛市畜禽粪便碳排放与减排潜力测算分析

  齐海云,赵忠宝,刘圣阳,李凤鑫,耿世刚

  为厘清秦皇岛市畜禽粪便碳排放现状及碳减排潜力，以畜禽粪便管理中产生的温室气体排放量为研究对象，以秦皇岛市2013年至2022年主要4种畜禽存栏量为活动水平数据，实地调研确立基线情景，采用排放因子法和多因素灰色模型，测算秦皇岛市畜禽粪便碳排放现状，并预测其动态变化以及不同管理情景下的碳减排潜力。结果表明：2013年至2022年秦皇岛市畜禽粪便碳排放量呈现上升-下降-缓慢上升趋势；猪和牛是主要的碳排放源；在基线情景下，预计2030年秦皇岛市畜禽粪便CO2e达到137.9万t，并将处于持续上升态势；全制作沼气、全堆肥处理两种低碳情景下，2030年分别实现45.36万、65.00万t的碳减排；在管理方式动态调整情景下，可在2028年实现畜禽粪便碳排放拐点。