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农业环境科学学报
农业部环境保护科研监测所 中国农业生态环境保护协会
农业环境科学学报

农业部环境保护科研监测所 中国农业生态环境保护协会

李文华

月刊

1672-2043

caep@vip.163.com

022-23674336

300191

天津市南开区复康路31号

农业环境科学学报/Journal Journal of Agro-Environment ScienceCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《农业环境科学学报》是由农业部主管、农业部环境保护科研监测所和中国农业生态环境保护协会主办的国家级学术核心期刊。主要刊登农业生态环境科学领域内具有创新性的研究成果，包括新理论、新技术和新方法。报道领域包括农业污染控制与治理、生态农业、环境修复技术与原理、环境毒理与风险评价、环境监测与评价、废弃物综合利用等。
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    客土比例对土壤及油菜砷有效性的影响

    王旭东文炯彭芝张楠...
    564-570页
    查看更多>>摘要：为探究客土修复砷污染土壤的长期效果，在农业农村部岳阳农业环境野外科学观测实验站设计了客土与污染土壤不同混合比例的微区试验，研究了混合比例对土壤砷含量及油菜生长、吸收砷等的影响。结果表明:客土降低了污染土壤的砷含量，且土壤有效砷含量的降幅与客土比例显著相关，油菜各部位对砷的吸收量随客土比例的提高而降低。客土比例为40%时，油菜茎叶和籽粒的生物量最高，分别比污染土中增加了7。8%和12。8%，且根、茎叶和籽粒的砷含量分别比污染土中降低了67。4%、68。4%和82。2%。随客土比例的提高，土壤团聚体平均质量直径呈增加趋势，土壤pH和阳离子交换量则呈降低趋势。根据本研究结果，客土比例对土壤有效砷及pH、团聚体平均质量直径和阳离子交换量等理化指标具有显著影响，合适比例的客土能促进油菜生长并大幅度降低油菜的含砷量。

    客土比例有效砷油菜土壤理化性质吸收砷

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    北疆典型棉区土壤微塑料污染现状及分布特征

    孙霞苟燕如严涵汤庆峰...
    571-580页
    查看更多>>摘要：为研究北疆棉区土壤微塑料的污染现状及分布特征，于2021年4月采集分析了不同覆膜年限(0、5、10、20、30 a)及不同土层深度(0～10、10～20、20～30 cm)的土壤样品。结果表明:北疆棉区土壤中微塑料丰度范围为1 565～3 560 个·kg-1，且随着覆膜年限的增加微塑料丰度值呈现升高趋势，但地膜的使用量与微塑料丰度的关联度逐渐降低，10～30 cm土壤微塑料丰度与地膜的使用量关联度高;该区域土壤微塑料形状主要有薄膜状、碎片状、纤维状和发泡状4种;微塑料颜色包括白色透明、黑色、黄色和其他颜色，所占比例分别为69。02%、14。78%、6。49%和9。71%;微塑料粒径随覆膜年限增加而减小，粒径＜0。5 mm的微塑料所占百分比最大;利用傅里叶衰减全反射红外光谱(FTIR)随机调查发现，研究区内土壤微塑料的主要成分分别是聚乙烯(PE)占比45%、聚丙烯(PP)占比20%、聚酰胺(PA)占比16%;各覆膜年限土壤微塑料污染负荷指数在1。70～2。57之间，且随着覆膜年限的增加而增加，研究区微塑料污染负荷指数达到2。09，微塑料污染等级已达重度。研究表明，研究区内存在不同程度的微塑料污染，其引起的生态风险需引起重视。

    北疆棉区土壤微塑料分布特征生态风险

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    氮肥施用和秸秆还田对东北地区褐土稳定性有机碳的影响

    黄磊张然陈雅丽牛翠云...
    581-589页
    查看更多>>摘要：为探究长期施用氮肥和秸秆还田措施下农田土壤总有机碳(TOC)的稳定性，以辽宁省国家农业环境阜新观测实验站连续8a施肥的定位试验田为研究对象，采用有机质酸碱提取和密度分级实验、金属氧化物形态提取实验、碳14定年和次氯酸钠氧化实验等手段，系统研究了长期施用氮肥和秸秆下农田土壤TOC的含量、化学组成及其年龄特征。结果表明:相对于对照组(不施氮肥)，单施氮肥处理组的TOC含量降低了5。5%，而氮肥配施秸秆组则升高了2。8%，但两个处理土壤碳氮比均高于对照。随着氮肥和秸秆的加入，土壤有机质酸碱可提取部分的总占比降低，其中胡敏酸从63。6%降低到49。5%，酸碱不可提取部分(即胡敏素)的占比升高(25。9%～39。0%);各处理间土壤TOC的轻、重组分级没有显著差异，均以重组有机碳为主要成分，占TOC的62。3%±0。4%。同时，重组分中可提取的碳和铁铝的比值非常低，表明重组分里的土壤有机质除了与铁铝氧化物结合之外，很可能大部分以团聚或者包被的形式与黏土结合。碳14定年结果显示，3个处理组中土壤的年龄在距今2 000a左右，试验区农田土壤以长期稳定有机碳为主。研究表明，氮肥施用和秸秆还田向土壤中增加新有机碳，增加了土壤中矿质结合的胡敏素类有机质;而所产生的激发效应导致土壤中部分原有的稳定有机碳降解，减少了腐植酸类有机质。新增有机碳的不稳定性及激发效应导致的原有稳定有机碳的降解，制约了氮肥施用和秸秆还田对土壤TOC累积的贡献。

    氮肥秸秆褐土稳定性有机碳

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    稻虾共作模式下克氏原螯虾对水稻土团聚体特征及有机碳分布的影响

    佀国涵朱秀秀彭成林袁家富...
    590-596页
    查看更多>>摘要：为研究长期稻虾共作模式下克氏原螯虾对水稻土团聚体数量、稳定性以及土壤团聚体有机碳含量、分布的影响，本研究依托始于2014年的长期定位试验，设置冬泡无秸秆还田(W)、冬泡+秸秆还田(WS)和冬泡+秸秆还田+养虾(WSC)3个处理，采集各处理表层土壤样品，分析土壤团聚体及有机碳分布特征。结果表明:土壤水稳性团聚体以＞1～2 mm粒级为主，在冬泡条件下秸秆还田处理显著提高了土壤中＞2 mm团聚体比例、有机碳含量和有机碳贡献率，且增加了土壤团聚体平均质量直径;相对于冬泡+秸秆还田处理，冬泡+秸秆还田+养虾处理土壤＞2 mm和＞1～2 mm团聚体比例显著提高了19。8%和6。5%，而0。053～0。25 mm团聚体比例则显著下降了9。2%，且＞0。25 mm的团聚体数量、平均质量直径和几何平均直径分别提高了7。8%、20。6%和37。5%。冬泡+秸秆还田+养虾处理的土壤总有机碳、微生物量碳和颗粒有机碳含量较冬泡+秸秆还田处理分别显著提高了6。2%、34。0%和23。1%，且显著提高了＜0。25 mm团聚体中有机碳的含量。研究表明，稻虾共作模式下克氏原螯虾养殖促进了土壤大团聚体的形成，增强了团聚体稳定性，增加了土壤有机碳及活性组分含量，尤其提高了微团聚体中有机碳含量，提升了土壤固碳能力。

    稻虾共作模式克氏原螯虾水稳性团聚体有机碳分布

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    氮肥施用下蚯蚓活动对农田氮转化影响的Meta分析

    那立苹刘亚林熊兴军朱超亚...
    597-608页
    查看更多>>摘要：蚯蚓在自然土壤中既能促进植物氮(N)素利用、增加土壤N固持，也会导致土壤N素气逸和淋溶损失，但农田土壤中持续的N肥施用如何影响蚯蚓的这些作用却并不清楚。因此，本研究提取了52篇文献中的202对数据，利用Meta分析从N肥类型、施肥量和施肥方式3个方面进行研究，评估N肥施用下蚯蚓活动对农田N转化的影响。总体结果表明，N肥施用下蚯蚓活动显著增加了作物生物量(地上部、地下部分别增加了12。00%、19。30%)及作物总氮(TN)含量(地上部、地下部分别增加了20。35%、21。06%)，显著增加了土壤可利用N(9。16%)、微生物生物量氮(MBN，23。19%)及脲酶活性(23。73%)，但与此同时也导致土壤氧化亚氮(N2O)排放和N淋溶增加了16。41%和16。15%。蚯蚓活动对不同肥料类型、施肥量及施肥方式下土壤N转化过程的影响不同。有机-无机N肥配施时，蚯蚓活动对作物生物量和TN含量均有显著的促进作用(地上部、地下部生物量分别增加了17。90%、18。03%;地上部、地下部TN含量分别增加了37。62%、25。76%);无论N肥施用量为多少，蚯蚓活动均显著增加了作物地上部生物量和地上部TN含量，但对其他指标无显著影响;N肥深施时，蚯蚓活动显著增加了作物生物量(地上部、地下部生物量分别增加了16。75%、22。75%)、TN含量(地上部、地下部TN含量分别增加了33。24%、27。62%)和微生物活性(MBN、脲酶分别增加了27。87%、28。21%)，而N肥表施时，蚯蚓活动仅显著增加了土壤可利用N含量(17。56%)和脲酶活性(9。03%)。蚯蚓活动显著增加生态系统多功能性(5。93%)。N肥深施相比N肥表施更有助于充分发挥蚯蚓在农田土壤N转化过程中的积极作用，而N肥类型和施用量对蚯蚓诱导的N转化过程的综合作用并无显著影响。

    蚯蚓氮肥农田土壤氮转化生态系统多功能性Meta分析

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    不同调酸剂对种植玉米红壤微生物群落的影响

    杨玲张艺钟俊杰聂三安...
    609-616页
    查看更多>>摘要：为研究红壤微生物丰度和群落组成对不同调酸剂的响应，分析影响碳/氮关键代谢过程微生物的变化，通过盆栽实验，设置不施肥(CK)、钙镁复合剂(L)、钙镁复合剂配施猪粪(ML)和钙镁复合剂配施秸秆(SL)4个处理，采用宏基因组测序技术，分析土壤细菌、真菌和古菌以及碳/氮代谢关键过程微生物。结果表明:L、ML和SL处理显著提高土壤pH值和交换性钙/镁，显著降低土壤交换性酸。调酸剂增加了细菌优势菌中的变形菌门相对丰度，降低了绿弯菌门和酸杆菌门相对丰度;降低了真菌优势菌中的毛霉菌门相对丰度;增加了古菌优势菌中的广古菌门和深古菌门的相对丰度，降低了奇古菌门的相对丰度。冗余分析结果显示，速效钾是影响土壤细菌和真菌群落结构的主要环境因子，土壤pH和有机碳是影响土壤真菌和古菌群落结构组成的关键因子。碳代谢过程的贡献度方面，变形菌门的贡献度在SL处理中最高，放线菌门和芽单胞菌门的贡献度在ML处理中最高。氮代谢过程中，各处理绿弯菌门对硝化作用的贡献率均超过80%。调酸降低了绿弯菌门和酸杆菌门在反硝化与硝酸盐异化还原过程中的贡献度，L与SL处理的变形菌门贡献度低于ML处理，而ML处理的放线菌门贡献度高于L与SL处理。单施钙镁复合剂、钙镁复合剂配施猪粪和钙镁复合剂配施秸秆均可缓解红壤酸性，改变土壤优势菌群，并有利于碳/氮积累。

    红壤调酸宏基因组微生物群落碳/氮代谢过程

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    磷肥减量与有机替代对露地辣椒产量品质及土壤肥力的影响

    廖广丞陈晓萍余烨颖曹雪仙...
    617-626页
    查看更多>>摘要：为制定长期高氮高磷投入背景下浙江省露地辣椒产区减肥增效方案，本研究采用田间试验探究了化学磷肥减量与有机肥替代对露地辣椒产量品质及土壤肥力的影响。试验以"萧新系列"辣椒为材料，设置5个处理:不施肥对照(CK)、常规施肥(CF)、化学磷肥减量30%(OF)、化学磷肥减量30%+有机肥替代15%化肥氮(OF-15N)、化学磷肥减量30%+有机肥替代30%化肥氮(OF-30N)。结果表明:OF、OF-15N和OF-30N处理较CF处理产量分别提高3。20%、14。59%和12。21%，扣除肥料成本的效益分别提高3。37%、15。21%和12。84%;与CF处理相比，OF、OF-15N和OF-30N处理辣椒糖酸比提高0。50～2。28，改善辣椒可溶性糖、糖酸比等营养品质指标，尤其在提高钙、镁、铁、锌等中微量元素含量方面效果显著，且OF-15N和OF-30N处理产量品质提升效果优于OF处理;相较于CF处理，OF、OF-15N和OF-30N处理的土壤pH值、土壤有机质和全氮均有不同程度的提升，而土壤有效磷供应水平并未显著下降;与试验前相比，OF、CF和CK处理土壤综合肥力指数值(IFI)有所下降，而OF-15N和OF-30N处理的IFI均有所提升，且OF-30N处理的提升效果优于OF-15N处理。综合来看，在化学磷肥减量30%的基础上，通过有机肥替代30%化肥氮处理对露地辣椒产量品质及土壤肥力的提升效果显著，可作为露地辣椒的减肥增效方案。

    磷肥减量有机肥替代露地辣椒产量品质土壤肥力

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    水铁矿对土壤溶解性有机质的吸附固持作用

    麦富生李晓雯吕睿沈倩...
    627-635页
    查看更多>>摘要：基于水解法将氯化铁和氢氧化钠合成了一种水铁矿，通过不同浓度水铁矿与土壤溶解性有机质(DOM)的混合避光培养实验，研究了水铁矿对土壤DOM的吸附固持作用。结果表明:在水铁矿浓度为10～30 g·L-1范围内，水铁矿对土壤DOM的吸附能力与其浓度呈正相关。随着培养时间的延长，DOM的光谱斜率(S275-295)显著降低，表明水铁矿优先吸附土壤DOM中的大分子芳香族化合物。三维荧光光谱耦合平行因子模型(EEM-PARAFAC)分析表明，土壤DOM包含类腐殖质组分(C1)(Ex/Em=240/410)、类色氨酸组分(C2)[Ex/Em=290(240)/350]及类酪氨酸组分(C3)(Ex/Em=270/300)3种荧光组分。3种组分荧光强度均随着培养时间延长呈现明显降低趋势，且类腐殖质组分的下降最为明显。被水铁矿吸附后，土壤DOM的腐殖化指数(HIX)显著降低且生物源指数(BIX)明显升高，表明随着吸附作用的进行，土壤DOM的腐殖质组分相对占比下降，而自生源组分相对占比上升。研究表明，水铁矿对土壤DOM有显著的吸附固持作用，且对大分子腐殖质物质吸附作用强于对小分子类蛋白组分，水铁矿对土壤DOM分子的固持作用能够提高土壤有机质的生物可利用度，改善土壤环境。

    水铁矿溶解性有机质土壤紫外-可见吸收光谱平行因子分析

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    坡位与利用方式对红壤磷素储存容量的影响差异——以江西鹰潭孙家小流域为例

    郑奕王艳玲刘卓玲
    636-643页
    查看更多>>摘要：为明确坡位与利用方式对土壤磷素储存容量(SPSC)的影响差异，以更加准确地评估坡耕地红壤磷的流失风险，本研究以江西鹰潭孙家小流域内不同坡位(坡顶、坡上、坡中、坡底)及不同利用方式(稻田、花生旱地、橘园)的表层土壤为研究对象，对比分析了SPSC的变化规律与差异，探讨了土壤全碳、全氮、全磷、有效磷、铁铝氧化物含量等因子对SPSC的影响。结果表明:不同坡位的稻田、花生旱地与橘园的SPSC变化范围分别为-410。9～-137。8、-283。8～-128。0 mg·kg-1及-280。6～-36。3 mg·kg-1;且随坡位的降低，稻田(坡底除外)与橘园SPSC显著降低，而花生旱地SPSC则增加。与稻田土壤相比，同一坡位花生旱地与橘园SPSC相对增加;相关分析表明，不同坡位的稻田、花生旱地及橘园SPSC与土壤非晶质铁铝氧化物、游离态铁铝氧化物极显著正相关，且游离态氧化铝的影响相对最大，而与有效磷、总碳、总氮则显著负相关。江西鹰潭孙家小流域内红壤坡耕地SPSC均为负值，意味着此时的土壤均为磷源，土壤磷均具有流失风险;坡底的稻田及橘园、坡顶花生旱地土壤磷的流失风险相对较高，应及时采取相应的调控措施以有效降低土壤磷素的流失潜能与风险。

    红壤坡耕地土壤磷储存容量利用方式磷流失风险孙家小流域

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    基于浓度与流量突变的河流总磷通量估算

    黄洁钰庞树江王晓燕
    644-653页
    查看更多>>摘要：为进一步加深对流量与水质浓度突变特征的理解，探究浓度与流量突变点对通量模拟的影响，本研究基于Mann-Kendall突变检验法以及贝叶斯突变点模型，对潮河流域20多年来(1992-2014年)的径流量、总磷(TP)浓度以及二者之间关系进行突变分析，并结合LOADEST模型估算TP通量。结果表明:潮河流域径流、TP浓度整体均呈下降趋势，径流突变点发生于1998年，突变前后的平均流量分别为7。92 m3·s-1和2。86 m3·s-1;TP浓度突变点发生于1993年和1996年，1992-1993年、1994-1996年和1997-2014年平均浓度分别为0。08、0。06 mg·L-1和0。03 mg·L-1。TP浓度-流量关系在2004年12月前后发生突变，前后两个阶段的流量阈值分别为2。36 m3·s-1和9。08 m3·s-1。突变点前，TP浓度与流量的关系是典型的流量驱动模式;突变点后二者关系会在高流量情况下转变为稀释主导模式。基于突变点识别的分段建模有助于改善LOADEST模型的模拟效果，而不同类型突变点各有优势。基于TP浓度突变点的分段模型的整体模拟效果最佳，使纳什系数从0。50提高到0。96;基于浓度-径流关系突变点的模型对关系突变后TP通量的模拟效果最佳，使纳什系数从-0。31提高到0。89。此外本研究讨论了降水及流域管理措施的可能影响。研究表明，进行水质建模及负荷模拟时，考虑水质浓度与流量及其关系的突变可在一定程度上提高模型的适用性。

    突变分析浓度与流量关系总磷LOADEST模型潮河

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