农业资源与环境学报杂志

农业资源与环境学报杂志2020年第6期

• 健康视角下我国南亚热带水田粮食产能关键限制因子识别——以广州市从化区为例

  任向宁,王璐,胡月明,杨颢,谢英凯,韦泽棉

  在国际粮食供需环境剧变及国内耕地非农化压力下，保障国家粮食安全，保证健康状态下耕地的粮食产能是全社会的重中之重。但是现有的耕地质量认知仍偏重于“自然环境本底”与“投入-产出”作用的耦合效应，缺乏从健康视角对耕地粮食产能关键限制因子的多维度考量。以广州市从化区为研究区，在大量样本采样检测和实地调研测产的基础上，采用地理探测器识别了健康视角下我国南亚热带水田粮食产能关键限制因子。结果表明：我国南亚热带水田粮食产能受地理环境健康背景、土壤健康状况和农田健康人工环境3个健康维度协同影响，三者贡献力分别为2.702、2.025和1.200，13个影响因素贡献力（q值）介于0.012~0.865之间，36个影响因子贡献力介于0.004~0.537之间。健康视角下我国南亚热带水田粮食产能关键限制因子主要为农田水文条件、土壤物理与微量元素健康状况、土壤侵蚀状况、生产保障措施和人为管理强度中的7个因子，其贡献力介于0.299~0.537之间，贡献力大小依次为：表土质地 > 平均水位变化 > 农作活动频率 > 土壤侵蚀程度 > 灌溉保障能力 > 有效硅含量 > 灌溉方法。受现代农业种植策略影响，我国南亚热带水田中土壤肥力、酸碱度和生物健康水平普遍较高，但土壤有效硅含量严重不足，基于灌溉保障和灌溉方法的农田精准水环境管理措施也亟需重视。可见，农田粮食产能的“木桶效应”仍严重威胁粮食安全，导致粮食产能的不稳定性与空间差异性，建议高度重视不同土壤类型中的微量元素健康状况及农作物生长过程中水环境的精准管理。

• 弃耕行为对亚热带农田土壤有机质时空变化作用机理研究

  张童瑶,胡月明,任向宁,陈飞香,冯雪珂

  为明晰弃耕行为对耕地质量关键性指标——土壤有机质时空变化的作用机理，以粤东粮食主产区海丰、陆丰和陆河3个县（市）农田为研究对象，2015─2018年连续4年对205个典型亚热带农田样点进行跟踪监测，综合野外调查采样、农户调查走访及室内检测分析，采用统计分析与地理探测器相结合的方法，构建了研究区典型弃耕行为模式，分析了不同地理情境下弃耕行为对农田土壤有机质含量变化的作用机理。结果表明：研究区农田弃耕行为主要表现为季节弃耕、调整弃耕、年轮弃耕、长期弃耕4种模式，在总体监测样点中具有弃耕行为的农田样点173个，占总数的84.39%，其中年轮弃耕和长期弃耕综合占比达59.03%。各种弃耕行为模式农田土壤有机质均呈增长趋势，而长期耕作则导致整体下降，监测样点4年间土壤有机质平均增加量表现为：季节弃耕（1.55 g·kg-1） > 调整弃耕（1.43 g·kg-1） > 年轮弃耕（0.27 g·kg-1） > 长期弃耕（0.24 g·kg-1） > 长期耕作（-0.42 g·kg-1）。在不同地理情景下，随着海拔高度增加，弃耕农田的土壤有机质整体下降；田间含水量过大或较少，会导致弃耕行为对农田土壤有机质影响显著；相对于滨海沙土，容重较大的赤红壤和红壤农田土壤有机质对弃耕行为的响应更强，应重点防范台地、水浇地及容重较大的土壤类型农田因弃耕行为导致的耕地质量下降。研究表明，农田弃耕行为在我国部分地区表现异常严重，且弃耕类型在不同地理情景下对土壤有机质含量影响不同，亟需通过制定相关政策制度将无序弃耕规范为有序休耕。

• 地理探测器与Tobit模型在粤西地区粮食生产效率及影响因子分析中的比较应用

  黄馨亿,任向宁,马涛,胡月明,李波,张飞扬,谢健文

  为明晰粤西地区粮食生产效率及其关键影响因子，实现优化资源配置效率和推进粮食生产转型升级，基于1999—2018年粤西地区茂名、阳江、湛江3市粮食生产数据，采用交叉效率DEA模型测算区域粮食生产效率，揭示近20年粮食生产效率的时空变化特征，并利用Tobit模型和地理探测器模型比较分析粮食生产效率的关键影响因子。结果表明：粤西地区粮食生产效率平均值为0.77，其中，茂名市粮食生产效率最高（0.88），阳江市次之（0.78），湛江市最低（0.65）。Tobit模型和地理探测器测算粤西地区粮食生产效率影响力（贡献力）最大的投入因子是农业机械总动力，分别为-1.082和0.942。Tobit模型测得的7个投入因子仅化肥施用量（0.015）与粮食生产效率呈显著正相关，有效灌溉面积、粮食播种面积、农药使用量3个因子与粮食生产效率相关性不显著，农用塑料薄膜使用量、从业人口、农业机械总动力3个因子呈显著负相关。而地理探测器测得所有因子均对粮食生产效率产生显著影响。阳江市投入因子贡献力与粤西地区大致相同，但化肥施用量贡献力高出有效灌溉面积0.008。湛江市与茂名市化肥和农药投入的贡献力仅次于农业机械总动力，有效灌溉面积贡献力均最低。但茂名市粮食播种面积的贡献力依次大于从业人口和农用塑料薄膜使用量，湛江市则相反。研究表明，20年来粤西地区粮食生产效率不高，整体呈中等效率水平，粮食生产效率先降后升的变化趋势显著；地理探测器测度结果无不显著因子存在，探测因子影响力比Tobit模型所得结果更稳定且偏误小；农业机械总动力是影响粤西3市粮食生产效率的主导因子，但不同城市粮食生产效率的因子贡献力差异较大，湛江和茂名对化肥、农药等污染较大的生产要素依赖性更强。

• 耕地资源承载力关键影响因素识别与典型评价模型研究进展

  孙燕君,王璐,刘振华,文宁,胡月明,谢健文,雷帆,肖莉,唐铁

  保障粮食安全、实现乡村振兴、助力生态文明建设是当前农业农村工作关注的热点，其核心是耕地资源承载力问题。本文梳理了承载力的概念、起源与发展，系统概述了4种代表性的耕地资源承载力评价模型（农业生态区法、生态足迹法、模型指数法以及综合评价法），归纳了承载力影响因素指标体系和关键影响因素识别的4种方法，对比了4种方法的优缺点。结果表明：影响因素指标体系多出现于大、中尺度耕地资源承载力研究之中，且较为容易构建，而在小尺度的研究中，如村域单元等，尚未形成代表性研究成果；关键影响因素识别多以主观方法为主，如专家咨询法，缺乏定性方法的选择；而耕地资源承载力评价模型趋向于对综合性研究方法的选择。故今后在研究方法选择上也应优先考虑综合评价模型。

• 县域耕地质量等别监测分区布点研究

  谢英凯,杨颢,胡月明,刘振华,赵理

  为准确掌握耕地质量等别空间分布特征，提高县域耕地质量监测效率，完善其监测体系，本研究以广州市从化区为例，基于耕地质量监测成果以及土壤、环境因子等数据，通过空间统计学、空间叠加等方法对县域耕地质量等别监测分区布点进行研究。结果表明，考虑土壤、地貌、土地利用水平、土地经济效益以及耕地质量渐变类型等因素，从化区共划分为26个耕地质量监测区。依据空间分层抽样原理，结合研究区内国家标准样地、沟渠、道路、村庄、基本农田等因素在空间上对监测样点进行调整，最终确定了111个监测样点。经统计检验表明，监测样点在总体耕地分等单元中具有较高的代表性。以此建立的县域耕地质量监测体系可为自然资源部门的耕地质量监测监管提供技术支持。

• 耕地遥感识别研究进展与展望

  熊曦柳,胡月明,文宁,刘洛,谢健文,雷帆,肖莉,唐铁

  快速、准确获取耕地数量及其分布信息是研究耕地时空格局和生态效应的基础，也是及时制定应对粮食问题对策的迫切需求。近年来，随着卫星遥感技术的迅猛发展，遥感以其宏观性、实时性以及经济性为耕地信息快速获取提供了可能性。本文归纳了遥感技术应用于识别耕地信息的研究进展，总结了国内外耕地信息提取研究中常用的数据源、分类算法、时相选择、分类对象，讨论了上述四大类在提取耕地信息过程中的优缺点。随着传感器数量不断增加，遥感影像时间分辨率、空间分辨率及光谱分辨率不断提高，分类算法的不断涌现，基于多源遥感数据，集成智能分类算法识别耕地将成为必然的发展趋势。

• 基于大数据背景的高寒草地资源数据库建设与应用——以青海省为例

  刘健美,胡月明,刘洛,何桂林,赵理,何永贤,熊曦柳

  在大数据时代背景下，为实现高寒草地资源的充分开发利用、共享和安全保护，以青海省为例根据高寒草地资源数据特征以及高寒草地资源监管业务需求，制定了高寒草地资源数据库标准。采用XML技术实现数据统一转换，通过Oracle与ArcGIS平台构建了统一管理与控制的高寒草地资源数据库，并阐述了高寒草地资源数据库在草地监管的应用。本研究克服了传统数据管理独立性和共享性差的困难，为高寒草地管理工作提供全面、高度共享的数据支撑与技术支持，加快了高寒草地资源信息化建设进程。

• 基于水-能源-粮食纽带关系的农业资源投入产出效率研究

  周露明,谢兴华,朱珍德,王麓翔,吴俊宇

  为研究我国2010—2017年农业资源投入产出效率及时序演化特征，采用数据包络分析（DEA）方法，以中国内地31个省份为研究对象，基于农业生产中的水-能源-粮食纽带关系，构建了以农业用水量、能源产品使用量、排灌耗能量、能源产品生产用水量作为输入变量，以主要农产品生产总量、第一产业国内生产总值（第一产业GDP）为输出变量的评价指标体系。结果表明，我国有19个省份尚未达到DEA有效状态，大部分省份的农业资源投入产出效率有较大上升空间。研究表明，我国大部分省份（20个）的综合效率主要受纯技术效率的影响，其中最典型的宁夏、甘肃、新疆三个西北省份的纯技术效率明显落后，资源利用效率和管理水平有待提高。

• 老少边山穷地区城镇化与国土空间生态修复耦合协调机制研究

  张中秋,劳燕玲,胡宝清,韦金洪

  为探讨城镇化与国土空间生态修复之间的耦合情况，以2007—2017年具有“老、少、边、山、穷”特点的广西、云南、贵州三个省份为研究对象，从“人、土、经、社”和“山、水、林、田、环”构建城镇化系统与国土空间生态修复系统评价指标体系，运用耦合协调模型、灰色关联模型探究区域城镇化与国土空间生态修复耦合协调时空分异特征及其驱动因素。结果表明，“老、少、边、山、穷”整体区域的国土空间生态修复水平2007—2015年高于城镇化水平，2015—2017年低于城镇化水平，且二者之间的差距呈扩大趋势。区内城镇化系统与国土空间生态修复系统的整体差异程度趋于扩大，且后者内部差异程度高于前者。城镇化系统与国土空间生态修复系统的耦合协调关系由轻度失调转变为初级耦合协调，区域整体耦合协调水平高于各省份，虽然耦合协调状况有所改善但仍然相对偏低，未形成良性互动机制。两系统各因素之间的关联度较高，且开展国土空间生态修复对促进城镇化发展的驱动力较高。研究表明，“老、少、边、山、穷”区域应统筹规划，基于边际分析理论，可将城镇化提高程度视为边际收益，将国土空间生态修复成本提升程度视为边际成本，以耦合协调度为约束，形成互为驱动的良性机制，实现二者的可持续发展。

• 不同土层复配方案对土壤水稳性团聚体及有机质的影响

  黄云鑫,李裕瑞,刘彦随,张轩畅,常贵蒋,冯巍仑

  为探究“治沟造地”重大工程项目（GLCP）中新增耕地快速改良的方法，达到营造良好土壤、提升新增耕地生产能力的目的，以延安羊圈沟流域的GLCP为背景，利用马兰黄土（ML）和红黏土（RC）对新造耕地0~30 cm土层进行复配试验。结果表明：当RC为20 cm、ML为10 cm（T3处理）时，复配层土壤孔隙度较对照处理增加了16.7%，容重下降了11.1%。与对照组相比，T3处理0~10、10~20、20~30 cm土层中>0.25 mm水稳性团聚体含量（W0.25）显著增加，分别增加了11.8、12.3倍和27.9倍；T2（RC为25 cm、ML为5 cm）、T3处理更利于大团聚体的形成，较对照组除在0.25~0.5、0.5~1 mm的粒级有较大增加外，在2~5 mm和>5 mm粒径范围也有明显增加。0~20 cm土层中，即使在考虑对照组前期土壤有机质积累的情况下，T3处理的土壤有机质也与对照组相近甚至更高，且高于其他试验组，表现出更好的有机质赋存能力。T3处理的玉米生长状况较好，其地上生物量最高，较对照组提高了23.9%。研究表明，当复配土壤RC为20 cm、ML为10 cm时，土壤具有最佳的性状和生产力。试验初步证明土层复配是一种可行的快速营造高质量土壤的方法，该方法可为GLCP新造地的改良及类似土地整治工程的实施提供实践参考。

• 黄淮海地区蔬菜废弃物污染风险及资源化潜力分析

  徐子云,李永强,李洁,王哲,贾森

  对蔬菜废弃物进行资源化利用和养分回收是实现可持续和生态友好型农业的必要措施。为了确定黄淮海地区蔬菜废弃物的污染风险及资源利用潜力，通过文献整理和数据分析，以地级市为单位估算该地区蔬菜废弃物产量及总氮（TN）、总磷（TP）、总钾（TK）养分污染负荷，利用ArcGIS表征TN、TP、TK污染强度及污染风险综合指数的空间分布情况，确定该区蔬菜废弃物面源污染治理重点区域，并结合化肥需求情况比较蔬菜废弃物资源化利用潜力。结果表明，2017年黄淮海地区蔬菜废弃物总量为1 618.08万t，其中TN、TP、TK污染负荷分别为41.80万、11.18万、53.79万t；各地市蔬菜废弃物污染强度平均为6.45 t·hm-2·a-1，TN、TP、TK污染强度分别为15.15、4.05、19.49 kg·hm-2·a-1。黄淮海地级市中，蔬菜废弃物污染负荷超过58万t·a-1的地区集中在中部地区，包括徐州、潍坊、周口、南阳、商丘、唐山6市，污染负荷占黄淮海总负荷的26.44%，这些地区TN、TP、TK污染负荷超过1.60万、0.40万、1.90万t·a-1。蔬菜废弃物污染强度超过10 t·hm-2·a-1，TN、TP、TK污染强度超过23.76、6.36、31.58 kg·hm-2·a-1的地区包括枣庄、开封、莱芜、唐山、泰安、安阳、济南、潍坊、阜阳、商丘。蔬菜废弃物资源化利用潜力较高地区包括潍坊、青岛、德州、聊城、临沂、泰安、济宁、菏泽、商丘、周口、南阳等市，占黄淮海地区的19.0%。研究结果为区域蔬菜废弃物总量控制、合理布局和综合利用提供决策依据。

• 油菜绿肥翻压还田对新疆盐碱土壤的改良效果研究

  刘慧,李子玉,白志贵,刘建国

  为探讨油菜绿肥翻压对盐碱土的改良效果，在中度盐碱荒地上设置油菜绿肥翻压还田1年（T1）、翻压还田2年（T2）和无绿肥还田（CK）三个处理，研究油菜绿肥对盐碱土壤理化性状、盐组分及棉花产量的影响。结果表明：油菜绿肥翻压的效果表现为T2 > T1 > CK，与CK相比，T2和T1处理分别使棉花籽棉产量增加27.5%和13.5%（P<0.05）；T2处理土壤pH值和电导率比CK分别降低1.0个单位和0.7 mS·cm-1，T2处理全氮、全磷、全钾和有机质比CK分别增加44.8%、9.1%、6.5%和115.2%；油菜绿肥粉碎还田显著降低盐碱离子含量，其中，与CK相比，T2处理土壤盐基阳离子Ca2+、K+、Mg2+和Na+含量显著（P<0.05）降低30.3%、42.7%、41.0%和30.5%，土壤盐基阴离子Cl-、SO42-、CO32-和HCO3-含量显著（P<0.05）降低39.2%、33.0%、32.2%和32.1%。研究表明，油菜绿肥能改善土壤理化性状、增加养分含量、降低盐碱离子含量，对新疆绿洲干旱区盐碱土壤具有较好的改良效果。

• 单株定量施肥对夏玉米产量及养分吸收利用的影响

  郭娅,刘娇,尹焕丽,张倩,李岚涛,王宜伦

  为探求夏玉米简化高效施肥技术，在河南省滑县和鹤壁两地采用田间试验，研究了单株定量施肥位置及施肥量对夏玉米产量、养分积累及肥料利用率的影响。结果表明，两地产量均以两侧定量施肥7.0 g最高，平均较两侧定量施肥5.8 g显著增产8.4%，较株间定量施肥7.0 g增产6.0%，较常规施肥增产3.8%；滑县和鹤壁采用两侧定量施肥7.0 g磷素积累量较常规施肥分别显著提高15.4%和21.6%，且保持夏玉米各生育时期较高的叶片SPAD值和成熟期高生物量；鹤壁两侧定量施肥7.0 g较常规施肥氮肥利用率显著提高8.3个百分点。研究表明，夏玉米苗期在两株玉米中间两边间隔15 cm左右各施一粒7.0 g粒片状肥料实现了高产、高效和简化施肥的目标。

• 养殖肥水施用对土壤氨挥发的影响及响应因素

  付莉,王贵云,杜会英,张克强

  养殖肥水农田施用是一种有效的绿色循环模式，肥水施用会影响土壤氨挥发，而土壤氨挥发受肥水含氮量、温度、土壤含水量和pH等多种因素共同影响。本研究采用室内培养的方法，研究肥水施氮量、温度、pH和土壤含水量四个因素对土壤氨挥发的影响，筛选实验条件下适宜的养殖肥水施用条件。结果表明，四个因素对土壤氨挥发累积量的影响大小依次为：施氮量 > 温度 > pH > 土壤含水量，其中，土壤氨挥发与施氮量、温度、pH均呈显著正相关关系，氨挥发累积量随着施氮量、温度、pH的升高而升高。在温度15~35℃、土壤含水量60%~80%、pH 6~8、施氮量60~120 kg N·hm-2的范围内，降低土壤氨挥发的理想条件为：施氮量75.58 kg N·hm-2，温度15.48℃，pH 6.22，土壤含水量为田间持水量的60.63%。考虑实际情况，温度25℃时，降低土壤氨挥发的肥水施用条件为：施氮量64.98 kg N·hm-2，pH 6.02，土壤含水量为田间持水量的73.42%。研究多因素耦合对土壤氨挥发的影响，能够提高氮素利用率，为养殖肥水安全回用提供了科学方法和理论依据。

• 双氰胺和表面活性剂添加对沼液氮素形态变化的影响

  杨涵博,罗艳丽,赵迪,赖睿特,张克强,梁军锋,沈丰菊,王风

  为探究双氰胺和表面活性剂添加到沼液中对其氮素形态和含量的影响，通过室内模拟试验，设置单施沼液（对照）、沼液+8%双氰胺（DCD）、沼液+16% DCD、沼液+表面活性剂、沼液+8% DCD+表面活性剂、沼液+16% DCD+表面活性剂，共6个处理，在静置10、30 min和1、3、10、24、48 h时测定沼液中总氮（TN）、总凯氏氮（TKN）、铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）含量。结果表明：与对照单施沼液相比，沼液中添加8% DCD和16% DCD后，NH4+-N浓度增加了0.74%~8.96%，TKN浓度增加了24.67~59.70 mg·L-1，NO3--N浓度增加了13.42~145.88倍，且NH4+-N、TKN、NO3--N浓度与DCD添加量呈正相关。表面活性剂添加对沼液氮素形态和浓度没有显著影响。研究结果可为提高抑制剂抑制效果和科学施用抑制剂提供数据支撑。

• BiFeO3/H2O2类芬顿体系去除猪场沼液中3种磺胺类抗生素

  靳渝鄂,周文兵,肖乃东,蔡建波,蔡欢,王硕丰

  沼气工程会产生大量的沼液，其养分浓度低、体积巨大，且含有抗生素等污染物，是沼液无害化处理和资源化利用中需要解决的难题。本研究利用BiFeO3/H2O2类芬顿体系去除猪场沼液中3种磺胺类抗生素，通过设置单因素条件考察了沼液初始pH值、H2O2浓度、催化剂BiFeO3的添加量对沼液中抗生素去除的影响。结果表明：磺胺类抗生素去除的最佳反应条件为初始pH=5、H2O2浓度为0.8 mol·L-1、催化剂添加量为0.8 g·L-1，在此条件下，磺胺甲恶唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺嘧啶去除率分别为97.93%、89.67%、86.42%，平均去除率为91.34%；沼液中总氮、总磷、总钾的保留率分别为94.7%、96.2%、95.1%。BiFeO3经过4次重复使用，其类芬顿体系对沼液中3种磺胺类抗生素的平均去除率基本不变，说明其稳定性好、可重复利用。研究表明，BiFeO3/H2O2类芬顿体系去除猪场沼液中抗生素具有良好的效果，为沼液无害化处理提供了一种可能方案。

• 生物降解地膜降解性能对南疆棉田籽棉产量形成的影响

  夏文,林涛,邓方宁,何文清,汤秋香

  为探讨生物降解地膜的降解性能及其对南疆棉花产量形成的影响，以普通PE地膜为对照（CK），通过小区控制性试验研究了4种生物降解地膜天壮1号（T1）、天壮2号（T2）、金发（JF）和巴斯夫（BSF）的降解率及其对棉田土壤水分状况、干物质积累与产量构成、水分利用效率的影响。结果表明，4种降解地膜降解率表现为T2 > T1 > JF > BSF，至生育期结束，仅T2进入全降解期，其余3种地膜仍处于破碎期。BSF覆盖下耕层土壤含水率稳定性较强，蕾期、花期土壤平均含水率分别较PE地膜高17.9%和18.5%，而T2处理降解过早，土壤水分快速蒸发，深层水耗严重，干物质积累量减少。JF处理进入干物质快速积累时期最晚（覆膜后78 d），单株结铃数和单铃质量分别低于PE处理1.69个和0.14 g，导致减产40.82%。T1覆盖下棉田土壤水分含量、吐絮期生殖器官占比、籽棉产量及水分利用效率与PE处理相比均无显著下降。研究表明，T1地膜在南疆棉区应用可以保持较好的水分，确保产量不下降的同时有效降低残膜污染。

• 基于改进物元可拓模型评价设施菜地土壤重金属污染风险

  贾丽,乔玉辉,陈清,李花粉,邵小明,马和平

  为解决土壤重金属污染的不确定性和模糊性、传统方法评价结果失真度高、新标准下我国设施菜地土壤重金属风险状况未知等问题，在新出台的土壤环境质量评价标准下，利用改进的物元可拓模型对我国设施菜地土壤重金属污染风险状况进行评价，并将结果与传统评价方法进行对比分析。结果表明：我国绝大多数设施菜地土壤重金属含量处于较低水平；改进物元可拓模型评价结果表明我国设施菜地土壤污染等级以清洁（43.9%）、尚清洁（48.8%）为主，部分样点出现轻度（4.9%）、中度（0.8%）和重度（1.6%）污染，其中Cd、Cu为主要影响因子。在设施菜地土壤重金属污染评价中，改进物元可拓模型评价方法相比于传统评价方法结果更为合理，对进一步防控设施菜田土壤重金属污染更具实际指导意义，且具有可适用性。

• 西藏一江两河流域中部地区土壤重金属生态风险评价

  王伟鹏,卢宏玮,冯三三

  为了深入研究西藏一江两河流域中部地区土壤重金属的污染特征，以该地区农田土壤为研究重点，对41个点的四层土壤S1（0~10 cm）、S2（10~20 cm）、S3（20~30 cm）和S4（30~40 cm）进行采样，分析测定了Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn、Ni和Mn 8种重金属含量。运用多元统计法分析重金属来源，并采用地积累指数、富集因子及潜在生态风险指数等方法对土壤重金属进行生态风险评价。结果表明：研究区各土层中S1土层的Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni和Mn含量较高，均值分别为0.21、82.95、34.67、35.81、75.31、49.99 mg·kg-1和697.39 mg·kg-1，但四层土壤各元素平均含量均低于国家农用地土壤污染风险筛选值。土壤重金属含量随土层加深而降低，S4土层含量最低，整体呈低水平分布。来源分析表明：浅层（S1、S2、S3）土壤中Cd、Cu、Pb主要受人为活动影响，Cr、Ni、Zn、Mn主要受自然源控制；S4土层受人为影响较小，重金属元素主要是自然来源。生态风险分析表明：S1土层中Cd的地积累指数、富集因子与单项生态风险参数相较于其他元素均处于较高水平，均值分别为0.790、1.973和77.782，有较明显的污染且属中度生态风险水平，其他土层的各元素参数均低于S1，呈轻微污染或无污染且属轻微生态风险水平。4个土层综合潜在生态风险指数均值最大为103.959，土壤整体处于轻微生态风险水平。研究表明，研究区土壤环境质量整体较好，Cd与Pb累积较重，值得关注。

• 叶面阻隔联合土壤钝化对水稻镉吸收转运的影响

  谭骏,潘丽萍,黄雁飞,邢颖,陈锦平,刘永贤,张超兰

  为了探讨叶面阻隔联合钝化对水稻镉吸收转运的影响，实现重金属污染农田稻米安全生产，采用大田试验的方式，选用氨基酸螯合硒营养液肥和活性硅肥作为叶面阻隔剂，硅钙肥和贝壳粉作为土壤钝化剂，在田间共设置7个处理：水稻常规种植（CK），叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥（Se400），叶面喷施活性硅肥（Si1000），叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥的同时分别基施硅钙肥（Se400GG）和贝壳粉（Se400BK），叶面喷施活性硅肥的同时分别基施硅钙肥（Si1000GG）和贝壳粉（Si1000BK）。水稻成熟后对水稻籽粒、颖壳、秸秆、根四部分的镉含量进行检测。结果表明：与对照处理相比，各处理水稻籽粒中镉含量均不同程度降低，且叶面阻隔联合土壤钝化处理的效果更好。Se400GG处理水稻籽粒镉含量下降最明显，降幅为88.13%，水稻籽粒镉含量为（0.18±0.01）mg·kg-1，低于大米镉限量值0.2 mg·kg-1（GB 2762—2017）；其次是Si1000GG处理，水稻籽粒镉含量下降了56.77%；单独叶面阻隔的两个处理Si1000和Se400效果较差，水稻籽粒镉含量仅下降了18.28%和9.03%。水稻籽粒镉含量降低的主要原因是水稻各部位的富集系数和转运系数减小，Se400GG和Si1000GG处理水稻根到秸秆的转运系数下降了84.93%和72.60%，水稻籽粒的富集系数下降了87.88%和56.06%，而Se400和Si1000处理水稻根到秸秆的转运系数仅下降46.58%和38.36%，水稻籽粒的富集系数仅下降12.12%和15.91%。可见，叶面阻隔联合钝化技术，尤其是叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥的同时基施硅钙肥能更有效地阻隔水稻对镉的吸收和转运，降低水稻籽粒镉的含量，是值得在镉低污染稻田推广应用的技术。

• 基于多目标元素的重金属低累积水稻品种筛选及其吸收转运特征

  冯爱煊,贺红周,李娜,李伟,魏世强,蒋珍茂

  选择重庆市主推的13个水稻品种为受试对象，采用田间原位小区试验，比较不同基因型水稻品种籽粒对镉（Cd）、砷（As）、铅（Pb）、铬（Cr）等潜在危害大的重金属元素累积的差异，分析其在水稻植株各部位的转运与分配特征及其与籽粒吸收累积的关系，筛选多目标元素低积累品种，为水稻安全生产提供依据。结果表明：不同水稻品种籽粒Cd、As、Pb和Cr含量极值相差分别超过3、4、20倍和3倍，同一品种对不同重金属元素的累积能力也存在很大差异，重金属低累积水稻品种筛选需以多种污染元素为目标。运用重金属综合累积指数PZ，将供试水稻品种重金属综合累积能力分为低（PZ<0.7）、中等（0.7 ≤ PZ < 1.0）和高（PZ≥1.0）三类，其中Y两优1号、隆两优534和隆两优华占为重金属低累积品种。水稻品种基因型差异对重金属累积的影响以籽粒最大、茎叶部和根部次之。茎叶向籽粒的转运系数TFSL-G是水稻基因型差异的重要体现，与籽粒重金属含量呈极显著正相关（P<0.01）。13种供试水稻平均产量在5.85~10.61 t·hm-2之间，极值相差44.8%，产量较高的6个水稻品种的产量均超过9.00 t·hm-2；平均穗粒数差异是决定产量的主要因素。兼顾水稻产量与籽粒重金属累积情况，推荐隆两优534、Y两优1号、袁两优908和渝香203品种为重庆地区适宜品种，既能获得高产也利于水稻安全生产。

• 基于金属理化性质与土壤生态毒性基准值关系的QICAR模型研究

  孟晓琪,李金瓶,马虹,王学东

  土壤金属污染给生态和人类健康造成直接或间接的风险，多个国家制定了土壤生态风险基准以保护土壤生态安全和人类健康，但很少研究关注金属内在理化性质与其相关基准值之间的关系。本研究以美国能源部橡树岭实验室制定的10种金属元素的土壤生态受体毒性基准（SERTC）为例，在依据软硬酸碱理论对金属离子进行分组的基础上，探索了土壤金属生态毒性基准值与其内在理化性质之间的关系。结果表明，不同分组下多个金属离子结构参数与土壤生态毒性基准值具有很好的相关性，其中AR/AW、Z/r、lg（-βn）、Z/AR2和ΔE0等离子键参数与硬金属离子的毒性基准值具有显著相关性（0.35 < R2 < 0.960，P<0.1），Xm2r及σp等共价键参数与软金属离子基准值显著相关，说明离子键和共价键对硬离子和软离子毒性大小有重要影响。基于此建立了离子结构参数与土壤生态毒性基准的定量离子特征-活度关系（QICAR）模型，该模型可为其他未知生态毒性金属基准值的制定提供依据。

• 高效降解猪毛角蛋白菌群构建及其降解效果研究

  杜东霞,孔利华,刘惠知,尹红梅

  为丰富猪毛角蛋白降解菌微生物资源库及开发猪毛角蛋白高效降解产品，采用富集、驯化培养的方法，以猪毛为唯一碳氮源从土壤中筛选猪毛角蛋白高效降解菌株，通过不同菌株组合培养的方法，构建了组合菌群。结果表明，经驯化筛选，共获得3株对猪毛降解效果较好的菌株，与对照相比，其猪毛降解率（10 d）为58.0%~65.3%，且3株菌株对鸡毛、鹅毛和羊毛也表现出良好的降解效果，是一类广谱角蛋白降解菌。3株高效猪毛降解菌株（菌株编号为E-2-2、E-1-4和E-3-2）分别鉴定为地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）、蕈状芽孢杆菌（Bacillus mycoides）和链霉菌（Streptomyces koyangensis）。通过单一菌株及不同组合菌群降解效果的对比分析，成功获得最优菌群组合，其猪毛降解率（10 d）高达81.8%，比单一菌株的猪毛降解率（10 d）最多提高了23.8个百分点。在降解过程中产生了大量可溶性蛋白质，二硫键中的硫也随之转化为以硫酸盐为主要形式的含硫化合物。研究表明，通过不同菌株间协同增效可大幅提高猪毛降解效果，在氨基酸饲料生产中具有潜在的应用价值。