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期刊信息/Journal information
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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    长期不同施肥对小麦田土壤固碳细菌群落结构和多样性的影响

    海香刘仟龙庞波王慧...
    1796-1804页
    查看更多>>摘要：为研究不同施肥措施对华北潮土区小麦田土壤固碳细菌群落结构和多样性的影响,为华北地区农田合理施肥提供数据支持,本研究以农业农村部环境保护科研监测所长期施肥试验为平台,利用高通量测序技术,研究不施肥对照(CK)、单施有机肥(M)、单施氮肥(N)、无机肥配施(NPK)、有机肥配施无机肥(MNPK)5种不同施肥措施对小麦田土壤固碳细菌群落结构和多样性的影响.结果表明:MNPK处理的土壤固碳细菌Shannon指数最高,显著高于M、N、NPK和CK处理;M、N和NPK处理的Shannon指数与CK无显著差异.影响固碳细菌α多样性指数的主要影响因素是微生物量碳、微生物量氮、硝态氮、铵态氮、全氮和pH值.华北平原农田土壤固碳细菌优势菌群相对丰度发生改变,门水平上,变形菌门(Proteobacteria,96.11%～99.97%)为优势菌门;与CK相比,4种施肥处理显著降低了变形菌门相对丰度.在纲水平上,优势菌纲为γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,68.31%～89.14%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,4.29%～27.32%)和β-变形菌纲(Betaproteobacteria,1.62%～7.71%);与CK相比,N、NPK和MNPK处理显著降低了γ-变形菌纲相对丰度,M处理显著增加了γ-变形菌纲相对丰度;NPK、MNPK处理显著增加了α-变形菌纲的相对丰度,而M处理显著降低α-变形菌纲的相对丰度;4种施肥处理显著增加了β-变形菌纲的相对丰度.冗余分析结果显示,不同施肥处理土壤pH值、微生物量碳、微生物量氮、硝态氮、铵态氮、土壤总有机碳和C/N是影响土壤固碳细菌群落特征变化的主要影响因子.研究表明,长期有机肥配施无机肥处理更有利于土壤微生物固碳,土壤pH降低和养分积累是土壤固碳细菌群落和多样性变化的重要原因.

    施肥小麦田固碳细菌cbbL基因群落结构高通量测序

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    改性煤矸石对砂姜黑土物理结构及有机碳组分的影响

    殷奥杰张世文周思雨胡睿鑫...
    1805-1814页
    查看更多>>摘要：为了探究改性煤矸石对砂姜黑土胀缩性、有机碳及其组分的影响,将煤矸石破碎为3种水平(0～2、2～5、5～8 mm),并将其分别在3%氢氧化钠溶液(75℃)和5%盐酸溶液(70℃)中浸泡保温2h获得碱改性煤矸石和酸改性煤矸石,对煤矸石改性前后结构进行表征.以砂姜黑土为研究对象,通过室内培养试验分析改性煤矸石对土壤容重(ρb)、总孔隙度(φ)、微观孔隙参数、收缩特征及有机碳组分变化的影响.结果表明:碱改性、酸改性煤矸石添加后ρb较对照(不添加煤矸石处理)显著降低25.60%～38.69%、26.19%～35.71%,较煤矸石处理降低1.57%～5.50%、0.85%～2.36%;φ较对照分别提高44.34%～67.02%、45.38%～61.88%,较煤矸石处理分别提高1.34%～3.84%、0.65%～2.19%;土壤微观孔隙体积均有一定程度下降,微观孔隙平均直径增大;土壤线性伸展系数整体趋势为对照>5～8 mm煤矸石>2～5 mm煤矸石>5～8 mm酸改性煤矸石>5～8 mm碱改性煤矸石>0～2 mm煤矸石≈2～5 mm酸改性煤矸石>2～5 mm碱改性煤矸石>0～2 mm酸改性煤矸石>0～2 mm碱改性煤矸石,收缩率整体变化趋势与土壤线性伸展系数一致.土壤有机碳、溶解性有机碳、易氧化有机碳、微生物生物量碳含量较对照分别增加了103.19%～328.88%、98.23%～470.50%、100.00%～279.90%、85.88%～347.53%.随煤矸石粒径增大,ρb与碳组分含量整体呈下降趋势,土壤线性伸展系数与收缩率呈上升趋势.结构方程表明,土壤胀缩性是影响土壤有机碳组分含量累积的关键因素.综上,酸、碱改性煤矸石添加均能降低土壤ρb、改善土壤孔隙结构及胀缩性,增加有机碳及其组分含量.碱改性改良效果总体优于酸改性,小粒径优于大粒径,因此得出淮北地区比较科学合理的砂姜黑土改良措施是添加0～2 mm碱改性煤矸石.

    改性煤矸石砂姜黑土物理结构有机碳组分

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    短期棉花秸秆生物炭添加对高寒草地苔草和高羊茅生长的影响

    胡云鹏买迪努尔·阿不来孜田宇欣陈末...
    1815-1823页
    查看更多>>摘要：探究添加不同施入量与粒径的棉花秸秆生物炭对不同程度退化草地地上植被的修复效果,于巴音布鲁克高寒草地和乌鲁木齐分别进行了3个月的野外原位与室内培养盆栽试验,野外试验观测植物选择苔草(Carex liparocarpos),盆栽试验选用高羊茅(Festuca arundinacea Schreb),以棉花秸秆生物炭为实验材料,设置3种棉花秸秆生物炭粒径:0～0.25、>0.25～1 mm和>1～2 mm;每种粒径下设置3种棉花秸秆生物炭添加量:1%、2%和4%,共计9个施炭处理,以不施炭为施炭对照(CK),以不施炭的未退化区(ND区)为评价修复效果的对照,选取轻度退化区(LD区)和重度退化区(SD区)分别施入棉花秸秆生物炭,共9个棉花秸秆生物炭添加处理和一个不施炭处理,施入3个月后进行植被调查,探究9种不同施炭方案对地上植被高度、盖度、密度、生物量鲜质量与干质量等生长形状的影响.结果表明:野外原位试验和盆栽试验中,不同施炭处理对植物各项指标有不同的影响,但轻度退化区和重度退化区植物各项指标多以T9(>1～2 mm/4%)处理效果最优,双因素方差分析表明:棉花秸秆生物炭添加和退化对植物生长均存在极显著影响(P<0.01),且短期棉花秸秆生物炭添加后粒径对植物生长的影响远大于施入量.采用主成分分析法对地上植物高度、盖度、密度、生物量鲜质量、生物量干质量进行综合评价,在不同退化区的野外与盆栽试验中均以T9(>1～2 mm/4%)处理综合得分最高.综上所述,棉花秸秆生物炭可以作为退化高寒草地的改良材料,野外试验与盆栽试验结果均表明,短期施用棉花秸秆生物炭可促进植物生长,不同粒径棉花秸秆生物炭对植物生长的影响大于施入量,而大粒径(>1～2 mm)棉花秸秆生物炭效果优于中粒径(>0.25～1 mm)和小粒径(0～0.25 mm);高施入量(4%)效果优于中施入量(2%)和低施入量(1%).在本研究的处理设计中,植物生长指标值随棉花秸秆生物炭粒径增大而增加,随施入量增加而增加,且棉花秸秆生物炭粒径变化对植物的影响大于施入量.粒径>1～2 mm,4%添加棉花秸秆生物炭处理是退化高寒草地短期恢复的最优方案.

    高寒草地土壤退化生物炭添加植被恢复

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    白洋淀流域种植业氮磷投入-盈余-排放时空特征

    魏月莹杨紫薇杨见进尹高飞...
    1824-1837页
    查看更多>>摘要：为明晰白洋淀流域种植业氮、磷施用、盈余及流失特征和影响因子,本研究以白洋淀流域36个县区为研究对象,从种植业氮、磷施用、盈余与流失角度,分析白洋淀流域2015-2020年种植业氮、磷排放的时空特征,量化不同作物的相对贡献.结果表明:2015-2020年,白洋淀流域氮、磷施用强度分别减少30.2%和31.4%,空间上呈现上游低、中下游高的分布特征.在研究周期内,玉米对种植业氮、磷施用量的贡献分别达到31.0%～41.8%和32.6%～48.0%;果树氮、磷施用强度最大,分别为247.0～299.6 kg·hm-2和145.6～199.4 kg·hm-2.从研究期初至期末,白洋淀流域种植业氮、磷盈余强度分别减少37.0%、33.1%,空间上呈现上游低、中下游高的分布特征.流域内各作物氮盈余量大小由蔬菜>玉米>小麦>果树变为玉米>小麦>蔬菜>果树,磷盈余量大小始终为玉米>小麦>蔬菜>果树,果树氮、磷盈余强度最大,分别为395.8～480.1 kg·hm-2和148.4～202.3 kg·hm-2.2015-2020年,白洋淀流域氮、磷流失强度分别减少28.4%、33.3%,空间分布特征与氮、磷施用及盈余相同.玉米对种植业氮、磷流失量贡献最大,分别为33.3%～43.3%和31.8%～47.1%;蔬菜氮流失强度最大(4.46～5.60 kg·hm-2),果树磷流失强度最大(0.52～0.72 kg·hm-2).种植业氮、磷盈余与流失强度极大程度上取决于施肥强度,为减少流失应对氮、磷施用强度大的作物及地区进行针对性管理.

    种植业氮磷盈余流失白洋淀

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    高肥力土壤下马铃薯磷肥利用及投入阈值研究

    张孟鸽李永梅范茂攀赵吉霞...
    1838-1845页
    查看更多>>摘要：为探究农田磷肥投入阈值,保证马铃薯产量的同时减少磷养分进入流域水体的风险,通过田间试验研究了5种施磷处理(以P2O5计):0、90、135、180、225 kg·hm-2对马铃薯产量、土壤有效磷累积、土壤磷平衡及磷肥利用率的影响.结果表明,施磷能显著提高马铃薯产量,增产幅度为35.3%～44.7%.马铃薯产量随施磷量的增加呈先增后减趋势,其中以施磷180 kg·hm-2处理的马铃薯产量最高,为33 020 kg·hm-2.磷肥偏生产力和磷肥农学利用率均随施磷量的增加呈下降趋势,而磷肥表观利用率差异不显著.0～60 cm土层有效磷含量和累积量均随施磷量的增加呈增加趋势;各处理0～40 cm土层有效磷累积量占0～60 cm土层有效磷累积总量的78.6%～88.1%.将磷素盈余与施磷量、马铃薯产量、土壤有效磷含量和累积量、磷肥利用效率分别进行拟合,当磷素盈余为0时,施磷量为137.5 kg·hm-2,马铃薯产量为32 756 kg·hm-2,0～20、20～40 cm和40～60 cm土层有效磷含量分别为70.5、49.4 mg·kg-1和19.7 mg·kg-1,有效磷累积量分别为150.8、161.9 kg·hm-2和64.8 kg·hm-2,磷肥偏生产力为242.1 kg·kg-1,磷肥农学利用率为72.7 kg·kg-1.研究表明,在洱海流域高肥力水平农用地区域,施磷量131～144 kg·hm-2可作为马铃薯高产且环境友好的磷肥投入阈值.

    施磷量马铃薯产量土壤磷盈余磷阈值

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    北江韶关段主要支流浮游植物群落结构特征及影响因子

    周铭浩李彤叶四化邓滢...
    1846-1858页
    查看更多>>摘要：为研究土地利用类型和水环境因子对浮游植物群落的影响,于2022年1月和7月对北江韶关段主要支流墨江、锦江、武江和南水河的25个采样点进行了浮游植物和环境因子的调查监测.在枯水期,共检测到浮游植物6门69种;在丰水期,共检测到浮游植物6门68种.无论是在枯水期还是丰水期,硅藻门和绿藻门的物种总数占比均超过80%.丰水期浮游植物的平均密度(5.65×105 cells·L-1)和生物量(1.20 mg·L-1)均明显高于枯水期(2.89×105 cells·L-1、0.72 mg·L-1).Shannon-Wiener多样性指数(H′)和Margalef指数(D)表明,枯水期的物种多样性高于丰水期,而Pielou均匀度指数(J)在不同时期的值相近.选择pH、水温(WT)、浊度(TUR)、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)、总磷(TP)作为主要水环境因子进行冗余分析(RDA),结果表明,在枯水期,3 000 m缓冲区土地利用类型面积占比与水环境因子对浮游植物的变化具有最大解释能力(56.94%);在丰水期,1 200 m缓冲区土地利用类型面积占比与水环境因子可最大程度解释浮游植物的变化情况(43.91%);在枯水期,WT是影响硅藻分布的主要环境因子,绿藻和蓝藻主要受TP和CODMn的影响,隐藻主要受林地面积比例和pH的影响;在丰水期,蓝藻和隐藻主要受pH、水域和林地面积比例的影响,硅藻主要受TP、CODMn和建筑用地面积比例的影响,绿藻主要受WT和TUR的影响.研究表明,不同水期浮游植物的影响因子存在差异,识别主要影响因子有利于制定合理的水生态修复及保护措施,以保证浮游植物多样性和水生态系统平衡与健康.

    北江浮游植物群落结构土地利用类型水环境因子

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    太湖区小微水体氮素内源释放-沉降动态规律

    张声权林涵朱毅刘雪梅...
    1859-1868页
    查看更多>>摘要：为探究小微水体氮素内源释放-沉降的动态规律,本研究于2023年1月至11月期间,在太湖平原水网区选取了5个具有代表性的沟、塘、浜等小微水体进行连续监测.每月定期对上覆水体、沉积物以及沉降颗粒物样品进行采集,并同步测定氮浓度及理化因子.基于孔隙水扩散模型,计算了沉积物-水界面NH4+、NO3-扩散通量,并同步计算了NH4+、NO3-沉降通量和NH4+、NO3-内源释放通量.研究结果表明,太湖平原水网区小微水体的氮素内源释放以NH4+为主,NH4+内源释放总量在224～9 631 kg·km-2·a-1之间,扩散通量介于50～312 kg·km-2·a-1,对水体氮浓度的贡献率为2.2%～15.1%.相较于河流、湖泊等大型水体,小微水体的内源贡献占比相对较低.进一步分析表明,上覆水与沉积物之间的浓度差以及流速等因素,是影响小微水体内源释放的关键.小微水体氮素内源污染较为严重,为有效降低氮素内源污染,应强化沉积物管理,严格把控外源污染物的输入,积极提升水体的自然净化能力,合理调控水体流速,并构建完善的监测与预警体系.

    小微水体内源污染沉积物-水界面内源氮释放

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    光照强化施氏矿物/过硫酸盐去除水体中砷的效果与机制

    王妍燕付鹏刘奋武
    1869-1875页
    查看更多>>摘要：为探究高砷地下水及高砷废水中砷的有效去除方法,本研究考察了自然光与UV-254光照条件下,施氏矿物/过硫酸盐体系中施氏矿物对水体中砷的吸附去除效果.研究表明:施氏矿物单独作用于高砷废水时,当施氏矿物加入量为0.8 g·L-1,砷浓度为1 mg·L-1时,在暗反应条件下反应2h后,溶液中砷的去除率为47.7％;而在自然光或UV-254光照条件下反应2h后,溶液中砷的去除率接近100％.在施氏矿物加入量为0.8 g·L-1,过硫酸盐浓度为350 μmol·L-1的施氏矿物/过硫酸盐体系中,在暗反应条件下反应30 min,溶液中砷的去除率可达100％;在自然光照条件下反应10 min后,溶液中砷的去除率为100％;而在UV-254光照条件下反应5 min后,溶液中砷的去除率就可达100％.同时,施氏矿物/过硫酸盐共存体系中存在As(Ⅲ)向As(Ⅴ)转化的现象,且光照可以加速As(Ⅲ)向As(Ⅴ)的转化,进而促进施氏矿物对砷的吸附.研究表明,在光照强化施氏矿物/过硫酸盐体系中,光照及硫酸根自由基(SO4-·)可以促进As(Ⅲ)向As(Ⅴ)转化,从而使得施氏矿物对砷的吸附去除能力增强,且UV-254光照作用效果要优于自然光.

    施氏矿物砷高级氧化过硫酸盐光催化

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    发酵饲料对蛋鸡粪便堆肥氨气排放与微生物群落的影响

    蒲俊华卢建赵华轩李尚民...
    1876-1887页
    查看更多>>摘要：为探究饲喂发酵饲料对蛋鸡粪便堆肥腐熟、氨气排放及微生物群落组成的影响,以饲喂基础日粮蛋鸡为对照组(T1),试验组蛋鸡分别饲喂基础日粮加2.5%(T2)、5.0%(T3)和10.0%(T4)的发酵饲料,收集各组鸡粪进行好氧堆肥试验.结果表明:随堆肥进行,各组堆肥温度均先升高再降低,pH在高温期快速从7.0左右升至9.1.至堆肥结束,T3组和T4组的种子发芽指数分别为99.4%和87.1%,远高于T1组的57.7%,达到有机肥标准.氨气日排放量在高温期达到峰值,随后逐渐降低;氨气总排放量T3组最低,为14.43 mg·kg-1,较T1组低0.76 mg·kg-1.微生物生物信息学分析显示,添加发酵饲料降低了蛋鸡粪便中细菌的多样性,主要的细菌门为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidota)、放线菌门(Actinobacteriota)和变形菌门(Proteobacteria),其中T2、T3和T4组的乳杆菌属相对丰度较T1组分别增加20.61%、6.62%和8.13%.随堆肥进行厚壁菌门的丰度降低,其他菌门的丰度增加.研究表明,蛋鸡日粮添加5.0%的发酵饲料可提高蛋鸡粪便中乳杆菌属丰度,促进蛋鸡粪便的堆肥腐熟,并可减少堆肥过程中氨气的总排放量.

    发酵饲料蛋鸡粪便堆肥氨气排放微生物

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    电化学膜生物反应器处理猪场污水运行效果

    刘壮壮刘崇涛吴厚凯宋建超...
    1888-1895页
    查看更多>>摘要：针对目前膜生物反应器(Membrane bioreactor,MBR)处理污水时存在严重的膜污染问题,结合微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)处理污水时可产生电能的特点,本研究耦合MBR与MFC,构建新型电化学膜生物反应器(Electrochemistry membrane bioreactor,EMBR),探讨EMBR处理猪场污水的可行性,并对比评价闭路和开路连接方式的运行效果.结果表明,闭路EMBR可连续稳定运行.产电性能方面,最大功率密度、内阻和库仑效率分别为62.7 mW·m-2、229.1 Ω和15.5%;污染物去除方面,闭路EMBR对化学需氧量(COD)、氨氮(NH4+-N)、总氮(TN)和总磷(TP)的去除率分别为90.4%±0.5%、76.6%±1.8%、62.6%±1.6%和70.5%±3.4%,其中TN的去除率较开路EMBR系统显著提升了3.8%;膜污染减缓方面,闭路EMBR在其自身所产电场作用下可有效减缓膜污染,膜清洗周期较开路EMBR延长了30%.EMBR作为一种新兴污水处理技术,在高效去除猪场污水中污染物的同时可产生电能,并可利用自身所产电能原位减缓膜污染速率.

    电化学膜生物反应器猪场污水产电性能污染物膜污染

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