农业资源与环境学报杂志

农业资源与环境学报杂志2023年第2期

• 矿区土壤重金属污染修复技术研究进展

  郭军康,赵隽隽,李怡凡,刘洵,刘甜,牛育华,李祥

  矿产资源是人类经济社会发展的重要物质基础，然而在矿产资源的开采过程中，重金属等污染物在土壤环境介质中迁移，最终对矿区生态环境和人体健康造成严重威胁。矿区地质地貌复杂、土壤理化性质变异性大、污染物迁移转化过程复杂、现有土壤污染修复不彻底等成为矿区土壤污染修复主要限制因素。本文通过分析近年来矿区土壤污染修复研究成果，系统提出了构建地形地貌修复基本理念，综述了原位提取、钝化、纳米材料、联合修复以及新理念五类矿区土壤重金属污染修复技术的研究现状和最新研究进展，归纳总结了现有技术的适用范围和优缺点，提出了矿区土壤污染修复技术的未来发展方向，旨在为矿区重金属污染土壤修复的研究与实践提供理论参考。

• 冬油菜替代种植技术对华北典型镉铅污染农田适用性研究

  曹柳,何孟轲,杨俊兴,郑国砥,郭俊娒,孟晓飞,李玉峰

  为探究冬油菜替代种植技术在我国华北地区镉（Cd）、铅（Pb）污染农田土壤中的适用性特征，本研究在河南省济源市Cd、Pb污染农田开展田间试验，选用冬油菜（Brassica napus）秦油1号和三月黄为供试植物，在不同大气沉降和土壤污染程度条件下研究两种供试油菜不同部位中Cd、Pb含量及富集量，油菜对土壤中Cd、Pb的去除率，以及菜籽油和饼粕中Cd、Pb含量。结果表明，秦油1号油菜生物量普遍高于三月黄。三月黄油菜对Cd富集量较高，达9.469 g·hm-2，秦油1号对Pb富集量较高，达53.856 g·hm-2，整体上两种油菜对土壤中Cd的去除率（0.081%~0.843%）高于对Pb的去除率（0.000 6%~0.074 3%）。在大气沉降程度较低但土壤污染严重的试验区，两种油菜吸收的Cd均集中在茎部，Pb集中在根部；而在大气沉降程度较高的试验区，不同的土壤污染程度下，油菜将吸收的Cd、Pb更多富集在荚部。在常规物理压榨和丁烷低温萃取两种不同制油工艺处理下，菜籽毛油和饼粕中Cd、Pb含量均较低，符合国家相关标准，菜籽油可安全食用，油菜饼粕可作为饲料或有机肥利用。综上，在我国华北地区典型大气沉降及重金属污染农田，单作冬油菜替代种植技术具有一定的应用和推广价值，可实现重金属污染农田安全利用。

• 不同有机改良剂对矿区土壤溶解性有机质及其铅赋存形态的影响机制

  李思敏,吴月颖,吴治澎,王全超,李财生,侯正伟,符传良

  为探讨不同来源有机改良剂对污染土壤溶解性有机质（DOM）分子特征及重金属环境行为的影响机制，本研究选择3种不同来源的有机改良剂，以海南省昌化矿区铅（Pb）污染土壤为研究对象，以不施有机改良剂的土壤为空白对照处理，对3种不同有机改良剂处理（添加5%羊粪、海藻有机肥、小麦秸秆生物炭）的土壤进行培养实验。结果表明：施用有机改良剂能显著提高土壤溶解性有机碳（DOC）含量，在培养后期DOC含量逐渐降低；除了生物炭，其他3种处理高分子量芳香碳类物质（C2）占比随培养时间增加而降低，较低分子量的氧化醌类物质（C3）占比提高。红外光谱特征表明施用有机改良剂后土壤中DOM的官能团主要是氨基酸N—H键和羟基—OH；随着培养时间的增加，4种处理均能提高土壤中水溶态Pb含量，其中海藻处理的水溶态Pb含量最高，达到1.91 mg·kg-1，可还原态/铁锰氧化物结合态是Pb的主要存在形态（48%~54%）。不同培养时间的冗余分析表明土壤DOC含量以及相关官能团与土壤Pb含量和形态存在相关性，土壤溶液中的Pb主要受控于土壤溶液中的DOM，海藻和羊粪处理能够增加土壤中水溶态Pb和EDTA-Pb的含量。研究表明，施用有机改良剂改变了土壤中DOM的性质，进而影响土壤中水溶态Pb和有效态Pb含量。

• 沉积物解磷菌的研究进展：分布、解磷能力及功能基因

  马凯,王效昌,谢嘉慧,高丽

  磷是大多数水体富营养化和有害藻华暴发的重要诱因。当外源污染得到有效控制后，沉积物内源释放可在较长时间内成为水体磷的主要来源。作为水圈磷地球化学循环的主要驱动者，解磷菌在沉积物磷的释放过程中发挥着重要作用。然而相较于农业土壤而言，沉积物解磷菌的研究起步较晚，其分子机制的研究仍处于起始阶段。鉴于此，本文概括了解磷菌的主要种属、不同生境沉积物中分布的特征以及藻华生消对解磷微生物群落组成的影响，梳理了解磷菌的矿化、溶解等主要解磷机制和关键功能基因，并对水体生态系统解磷菌的未来研究方向进行了展望，旨在为藻华期间水体磷循环以及富营养化机制的研究提供新的思路。

• 黄河三角洲区域海水养殖时空演变及其对滩涂湿地资源的影响

  王紫阳,吴晓青,王晓杰,张雨寒

  为揭示典型区域滩涂湿地海水养殖陆海时空演变特征及其生态影响，本研究结合遥感和海域使用确权数据，采用GIS空间分析方法，获取并分析1985—2020年间黄河三角洲区域池塘养殖、开放式养殖空间演变过程及其对滩涂湿地资源结构和景观格局的影响。结果表明，2010年之前区域陆域池塘养殖规模持续增加，面积最高达到1 480.1 km2，形成1985—1990年和2000—2005年两个增长高峰； 2010年后池塘养殖面积减少，海域开放式养殖快速发展，2019年已达到1 601.8 km2，2007—2019年增速为84.9 km2·a-1；空间增长格局表现为由沿海滩涂湿地不断向离岸海域纵深拓展，陆域养殖池塘质心在1990年后持续向区域西北方向迁移；海水养殖空间增长累计导致1 011.7 km2滩涂资源消失，使得滩涂湿地和沼泽湿地的面积比例从期初的53.5%降低为15.2%，区域湿地景观复杂性和异质性增加。研究表明，黄河三角洲区域海水养殖空间增长具有明显的时间波动性，2010年前后黄河三角洲区域海水养殖空间增长的重点从池塘养殖转向海域开放式养殖，陆域池塘养殖空间增长导致沿海滩涂资源大面积减少，促使滩涂不断向外海推进，同时加剧了自然湿地的破碎化，使得区域自然湿地和人工湿地呈现均衡化发展态势。

• 生态浮床池塘水体核心微生物种类及氮循环功能研究

  曲疆奇,张清靖,俞文钰,刘盼,杨慕,贾成霞,朱华

  为探索生态浮床池塘水体微生物对氮循环的贡献及其潜在驱动机制，本研究采用16S rRNA基因扩增子测序和宏基因组测序技术联合解析有无生态浮床水体中微生物群落结构及氮循环功能差异。群落结构分析结果表明，与无浮床水体相比，浮床水体中变形菌门（Proteobacteria）微生物占主要优势。微生物群落结构发生明显改变，浮床水体中C39、甲基杆菌属（Methylobacter）、栖湖菌属（Limnohabitans）、多核杆菌属（Polynucleobacter）和黄杆菌属（Flavobacterium）的相对丰度显著增加（P<0.05）。试验期间，浮床水体微生物Shannon多样性指数显著降低（P<0.05），而Chao丰富度指数显著升高（P<0.05）。甲基杆菌、热单胞菌（Caldimonas）和伯克氏菌（Bulkholderia）是浮床水体脱氮过程中关键核心微生物组。氮循环功能研究结果表明，铺设生态浮床后，浮床水体氮代谢活动能力显著增强（P<0.05），以固氮（nifH、nifD、nifK）、反硝化（narG、napA、nirS、norB和nosZ）和异化硝酸盐还原过程（nrfA、nrfH）为主的氮循环功能基因丰度显著提高（P<0.05）。核心微生物组促进了水体生物固氮、反硝化和异化硝酸盐还原过程，提升了养殖池塘水体氮循环的能力，显著降低了池塘水体中总氮、硝态氮和亚硝态氮含量（P<0.05）。研究表明，生态浮床核心微生物组介导的固氮和反硝化作用是实现池塘水体氮素转化和迁移的重要途径，促进了养殖池塘水体氮循环，有利于养殖池塘生态环境保护和含氮污染物的去除。

• 保定市清苑区外来入侵植物及其入侵风险评估

  宋佳琳,王慧,刘红梅,张飞雪,张海芳,杨殿林,赵建宁

  在全面调查保定市清苑区外来入侵植物现状的基础上，本研究对清苑区外来入侵植物进行风险评估，为进一步开展全国外来物种调查评估提供基础数据和评估方法支撑。研究采用清查、踏查、访问调查、样地调查等方法调查了保定市清苑区不同区域外来入侵植物种类、空间分布、盖度、面积、危害程度、社会经济影响和生态损失，运用层次分析法（AHP）对入侵植物的传入风险、生物学特征、扩散特征、已入侵现状、危害和影响、防除难度进行综合评估，评估其危害和风险等级。调查发现，保定市清苑区外来入侵植物共33种，隶属于13科24属。数量最多的为菊科，共9种，占总种数的27.27%，其次为苋科，共5种，占15.15%。入侵植物中有意引入的有20种，占60.61%；无意引入的有10种，占30.30%；自然扩散的有3种，占9.09%。入侵植物中草本植物有30种，占90.91%；原产地为美洲的19种，占57.58%；产自欧洲的有10种，占30.30%。清苑区北店乡是发现入侵植物种数最多的乡镇，共发现22种。风险评估结果表明，保定市清苑区Ⅰ级外来入侵植物有2种，Ⅱ级植物3种，Ⅲ级植物2种，Ⅳ级植物8种，Ⅴ级植物18种，其中危害程度最大的入侵植物是大狼杷草和黄顶菊。研究表明，保定市清苑区入侵物种数量不多，风险等级高的入侵植物较少，建议对黄顶菊等恶性入侵植物加强监测。

• 美国农村分散式污水治理的经验及启示

  周莉,王倩,李烨

  我国农村生活污水具有排放分散、集中处理难度大、污染面广等特点，造成了严重的农村水环境污染，成为现阶段我国农村人居环境整治面临的突出问题。美国农村分散式污水处理经过一百多年的发展已相当成熟，值得我国学习借鉴。本文通过梳理美国农村污水治理的发展历程，总结美国农村分散式污水治理在相关政策与法律、应用技术、技术规范及标准、资金支持、运行管理等方面的成功经验，提出对我国农村污水治理的启示，旨在拓宽我国农村生活污水治理思路、助力乡村振兴战略实施。

• 干旱半干旱区耕地非粮化空间格局及驱动因素

  常媛媛,刘俊娜,马静,于昊辰,陈浮

  为厘清干旱半干旱区耕地非粮化态势，减少非粮化对粮食安全的威胁，本研究利用空间自相关分析法、多元线性回归模型与地理加权回归分析方法，探索非粮化地域分异特征及主要驱动因素。结果表明： 2018年干旱半干旱区耕地非粮化面积为8.3×106 hm2，非粮化率为38.3%；非粮化率在空间上呈由西向东逐渐递减的分布格局，非粮化面积则呈两边高、中部低的分布特征；土地流转面积是驱动干旱半干旱区非粮化空间格局分异的最重要因子，人均GDP、人均耕地面积和乡村劳动力人数也影响了地域分异特征，但不同地域内各因素作用存在显著的空间异质性。研究表明，非粮化受经济、社会、政策因素影响大，今后应规范土地流转行为，调整惠农补贴并优化资源配套，加大监管的同时谨防“一刀切”，实现农民增收、耕地保护和粮食安全“三协同”

• 多情景土地利用变化下武汉城市圈生态系统服务权衡协同研究

  张自正,梁思源,熊玉晴

  基于多目标情景模拟土地利用格局，定量评估生态系统服务权衡协同关系及总体发展趋势，有助于生态系统服务管理策略的制定，从而提升区域生态和人居环境质量。本研究以武汉城市圈为例，借助GIS（地理信息系统）和InVEST模型对2005—2020年生态系统粮食供给、固碳、土壤保持、产水和氮保持进行定量评估，基于FLUS耦合模型模拟2035年自然发展、耕地保护和生态保护3种情景下生态系统服务，并评估其权衡协同关系。结果表明： 2005—2020年武汉城市圈建设用地和水域分别增长1 126.59 km2和72.67 km2，耕地、林地、草地和未利用地分别减少1 019.56、125.62、14.77 km2和39.31 km2，耕地保护和生态保护情景下建设用地增长率远低于自然发展情景，建设用地扩张程度受到遏制； 2005—2020年粮食供给、土壤保持、产水和氮保持服务能力增强，固碳服务能力下降；自然发展情景下产水服务最佳，耕地保护情景下氮保持和土壤保持服务能力显著下降，生态系统服务间权衡效应增强，生态保护情景下固碳、土壤保持和氮保持服务均处于最佳态势，除粮食供给与固碳服务外其他生态系统服务间权衡效应均得到优化，生态系统服务价值较自然发展情景和耕地保护情景下分别增加3.54亿元和4.69亿元。因此，在未来国土空间规划和管理中，应坚持生态优先战略，妥善处理好“三线”划定问题，优化土地资源配置，实现经济与生态文明的协调发展。

• 黄河中游中等流域切沟空间分异规律研究

  张春妹,董亚维,王春梅,杨勤科,庞国伟,王雷,龙永清

  水土流失综合治理是黄河中游地区在高质量发展中面临的重要挑战，其中切沟侵蚀是产沙量最大的土壤侵蚀类型之一，严重破坏耕地土壤肥力，对农业生产危害极大。本研究针对黄土高原中等流域切沟空间分布问题，以陕北岔巴沟流域为例，基于2020年高分辨率无人机影像，选取32个小流域，结合野外实测，对切沟空间分布规律进行研究。结果表明：岔巴沟流域中游切沟最多，切沟长度密度主要集中在7~11 km·km2，切沟长度主要在50 m以内，切沟面积主要在500 m2以内；古代沟谷长度密度与切沟长度密度无显著相关性；切沟密度与坡面坡度、流域坡度、流域坡长等呈显著正相关，与正负地形面积比和流域海拔呈显著负相关，切沟在阴坡的分布密度略大于阳坡。研究结果可明确黄土高原中等流域尺度切沟形态特征及其分布规律，为切沟侵蚀治理及耕地保护提供理论依据。

• 黄河流域甘青段生境质量时空特征及其地形梯度效应

  刘长雨,杨洁,谢保鹏,陈英,裴婷婷

  区域生境质量是生态系统服务功能和生态系统健康程度的重要体现，明确不同地形梯度下黄河流域甘青段生境质量变化量的增益减损，对该地区经济发展和生态保护的“双赢”政策具有重大意义。本研究运用InVEST模型评估了1990、2000、2010年和2020年黄河流域甘青段生境质量的时空变化以及不同地形梯度下生境质量的增益减损情况。结果表明： 1990、2000、2010、2020年黄河流域甘青段年均生境质量指数分别为0.775、0.774、0.774、0.778，呈先小幅下降继而显著上升趋势，空间上呈“东西增强、中部减弱”的态势，且增益面积大于减损面积。1990、2000、2010、2020年区域生境退化度指数分别为0.015 14、0.015 23、0.015 24、0.014 78，呈先小幅上升继而明显下降的趋势，空间上表现为生境退化区面积高于生境优化区面积，退化区集中在甘肃省。黄河流域甘青段生境质量总体表现为在地形梯度最低等级（Ⅰ级）时最差，最高等级（Ⅴ级）时最好，其中高程为Ⅲ级时最高，坡度为Ⅳ级时最高。除高程外，黄河流域甘青段生境质量在各地形梯度下总体表现为Ⅰ级时增益最优，Ⅴ级时减损最大，其中在坡度Ⅴ级时处于完全减损状态。生境质量的时空特征及地形梯度效应可为黄河流域甘青段生态保护政策的制定和生态修复工程的实施提供科学依据。

• 贵州典型茶园土壤剖面磷素形态及有效性

  王渊,舒英格,张忠梁,贾宽宽,任明慧

  为了解茶园土壤剖面磷素分布的有效性规律，采用Bowman-Cole有机磷分级方法、张守敬和Jackson无机磷分级方法，对贵州省典型茶园土壤剖面磷素形态及其有效性进行研究。结果表明：茶园土壤剖面各层总无机磷含量占全磷含量的比例为52.19%~68.99%，以铝磷（Al-P）和铁磷（Fe-P）为主，占总无机磷含量的比例分别为44.52%~51.51%、28.19%~36.40%；有机磷以中等活性有机磷（MPo）和中等稳定性有机磷（MRPo）为主，占总有机磷含量的比例分别为44.26%~60.98%、22.00%~27.99%。土壤垂直剖面各层中有效性磷的来源对应于不同磷素形态，有效磷的活性磷源有0~20 cm土层的MPo、20~40 cm和80~100 cm土层的Al-P，重要转换性磷源有0~60 cm土层和80~100 cm土层的MRPo；潜在的非活性磷源有40~60 cm土层的钙磷（Ca-P）和高稳定性有机磷（HRPo）、60~80 cm土层的闭蓄态磷（O-P）、0~40 cm和80~100 cm土层的HRPo；活性有机磷（LPo）的贡献源有0~20 cm土层的Al-P、20~80 cm土层的Fe-P及80~100 cm土层的HRPo。综上，茶园土壤应重视剖面磷素分布规律及有效性的研究，以促进茶园土壤磷素高效利用。

• 有机无机肥配施对旱地冬小麦产量和氮素吸收利用的影响

  王书停,李文广,蔡慧芳,马龙,王楷,李紫燕,翟丙年

  为探究有机无机肥配施对旱地冬小麦减肥增效的内在机制，依据7年长期定位试验，采用裂区设计，设5个氮水平（0、75、150、225、300 kg·hm-2）为主处理，配施有机肥（用量30 t·hm-2）和不施有机肥为副处理，单施化肥处理分别记为N0、N75、N150、N225、N300，配施有机肥处理分别记为MN0、MN75、MN150、MN225、MN300。在分蘖、拔节、开花、灌浆、成熟期采集植株地下（0~20 cm根系）和地上部分，对籽粒产量及其构成因素、氮素吸收利用状况进行研究。结果表明，随施氮量增加，冬小麦有效穗数、穗粒数先增加后减少，而千粒质量则逐渐下降。配施有机肥处理有效穗数较单施化肥处理整体提高7.1%。MN150处理籽粒产量最高，达到6 311 kg·hm-2。单施化肥处理籽粒对氮素的吸收主要通过花前氮素转运，而配施有机肥处理花前氮素转运和花后吸收对籽粒氮素积累作用同等重要。与单施化肥相比，有机无机肥配施花前氮素转运量、花后氮素积累量分别提高9.80%、33.10%。花前氮素转运以茎秆为主，花后氮素积累量在MN150处理最高。配施有机肥显著提高氮素利用率和农学效率，降低施氮量在增加氮素利用率与农学效率的同时提高了氮素收获指数。适量增施氮肥显著提高叶片硝酸还原酶活性，单施化肥和配施有机肥分别在N225、MN150处理达到最高，有机无机肥配施下，硝酸还原酶活性在分蘖、拔节、开花和灌浆期分别提高25.94%、12.88%、9.90%和12.35%。综合来看，有机无机肥配施下施氮量为150 kg·hm-2时既能促进冬小麦植株对氮素的吸收利用，又有利于保证西北旱地冬小麦稳产高产。

• 施氮量对番茄根际土壤细菌群落及氮转化功能的影响

  杨祺,李洁,李刚,吴梦莉,赖欣,居学海,张贵龙

  为探究施氮量对番茄根际土壤细菌群落组成、结构和氮转化功能的影响，以设施番茄根际土壤为研究对象，通过盆栽试验，设置不施氮处理（CK，0 kg·hm-2）、低氮处理（L，115 kg·hm-2）、中氮处理（M，225 kg·hm-2）和高氮处理（H，450 kg·hm-2），采用高通量测序技术与FAPROTAX（Functional annotation of prokaryotic taxa）功能预测相结合的方法进行研究。结果表明，放线菌门（Actinobacteria）为主要优势细菌门，相对丰度为35.99%~40.06%，与CK处理相比，M处理放线菌门（Actinobacteria）的相对丰度显著提高，而H处理放线菌门的相对丰度显著降低。M处理的根际土壤细菌群落中，有益细菌属Gaiella、Geminicoccus、红杆菌属（Solirubrobacter）、节杆菌属（Arthrobacter）的比例高于其他处理。施氮量变化未对根际土壤细菌群落的α-多样性产生显著影响，但显著改变了氮转化功能类群的比例。FAPROTAX功能预测结果表明施氮提高了根际固氮、硝化和反硝化功能群的比例，而降低了铁呼吸功能群的占比。LEfSe富集分析结果显示，进行硝化作用的硝化杆菌属（Nitrobacter）和硝化螺菌属（Nitrospira）分别在L、M处理中占比较高。施氮显著改变了根际细菌群落结构，土壤硝态氮、全氮和电导率是驱动细菌群落结构变化的主要因子。综上所述，氮肥施用所引起的根际微环境变化改变了根际土壤细菌群落的组成和结构，并影响氮转化关键功能群的比例。225 kg·hm-2的施氮量提高了根际土壤有益细菌的比例，有益于番茄生产。

• 蚯蚓和细菌对秸秆混粪改良苏打盐碱土碳转化及微生物群落的影响

  郎立娜,孙正骁,陈元晖,张春燕,张羽,李明堂

  为了促进苏打盐碱土中有机物料的转化，优化微生物群落结构，提高有机碳含量，利用蚯蚓（Pheretima guillelmi）和外源微生物（类芽孢杆菌C1）研究二者在单一或联合作用下对苏打盐碱土中水稻秸秆和牛粪混合物的降解、有机碳转化以及土壤微生物群落结构的影响。结果表明，蚯蚓、菌株C1单一和联合作用下，水稻秸秆和牛粪混合物的降解率分别提高了66.0%、40.9%和72.1%，土壤有机碳（SOC）含量分别增加了65.8%、18.2%和25.5%，水溶性有机碳（WEOC）含量分别提高了63.5%、1.6%和26.3%。蚯蚓、菌株C1单一和联合作用均能使WEOC的前体物从植物源向微生物源转化，从而增加类溶解性微生物代谢产物的比例；蚯蚓还可以促进WEOC中类腐植酸物质的生成，降低土壤的老化程度，并且与菌株C1之间存在协同效应。蚯蚓、菌株C1单一和联合作用均能够增加真菌的丰富度、多样性以及具有纤维素降解能力的子囊菌群的相对丰度。在属水平上，蚯蚓的作用与土壤中SOC、WEOC含量和WEOC紫外吸收特征值呈正相关。研究表明，蚯蚓与菌株C1单一或联合作用能够使土壤微生物群落结构向更有利于有机物料转化的功能方向转变，进而促进有机物料的降解，提高SOC的含量和稳定性。因此，蚯蚓和菌株C1在苏打盐碱土改良方面具有重要的应用潜力。

• 深松和秸秆还田对灌耕灰钙土土壤细菌多样性和群落结构的影响

  温美娟,杨思存,王成宝,霍琳

  为探究深松和秸秆还田对土壤细菌多样性和群落结构的影响，于2015—2020年在甘肃引黄灌区灰钙土上开展田间试验，研究旋耕（RT）、深松（ST）和深松秸秆还田（STS）对0~20 cm土层土壤理化性状和细菌群落的影响。结果表明，与RT和ST相比，STS显著提高了土壤肥力、细菌OTU数目和α多样性，土壤细菌群落存在显著分异。土壤pH、有机碳（SOC）、土壤含水量（SWC）、阳离子交换量（CEC）、全氮（TN）、碱解氮（AHN）与细菌α多样性具有显著或极显著的相关性。土壤优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi），与RT和ST相比，STS处理变形菌门和拟杆菌门相对丰度显著增加2.72~10.40个百分点，酸杆菌门相对丰度显著降低6.98~11.10个百分点。优势菌属为芽孢杆菌属（Bacillus）、酸杆菌属（Acidibacter）、假节杆菌属（Pseudarthrobacter）、黄杆菌属（Flavobacterium）、小梨菌属（Pirell），与RT和ST相比，STS处理下芽孢杆菌属、酸杆菌属、假节杆菌属、黄杆菌属相对丰度显著增加0.52~4.13个百分点。土壤pH、SWC及SOC、TN含量与拟杆菌门相对丰度呈显著正相关（P<0.05），SOC、TN、AHN含量及CEC与芽孢杆菌属、酸杆菌属、假节杆菌属相对丰度呈显著正相关（P<0.05）。冗余分析结果表明，土壤SOC、pH、SWC、CEC和速效钾（AK）是影响灰钙土土壤细菌群落变异的主要环境因素。PICRUSt功能预测结果表明，新陈代谢为灰钙土细菌群落主要的一级功能。综上，深松秸秆还田可提高灰钙土土壤肥力和细菌多样性，改善农田土壤微环境。

• 黄土高原半干旱区尾菜高量埋压抑制土壤氮淋溶的研究

  巴音,张光全,薛伟,杜玉明,李凤民

  为明确尾菜高量埋压带来的土壤氮淋溶风险，本研究设计了不同尾菜埋压厚度和表层覆土厚度的组合试验，分析不同土层水分和无机氮（NH4+-N和NO3--N）时空变化特征。结果表明：埋压尾菜厚度0.2~0.6 m、表层覆土厚度0.1~0.3 m时，试验前10 d，表层土壤水分快速增加，较对照提高了40%~110%，尾菜向深层土壤补水深度最大为1.6 m；试验开始土壤无机氮以NH4+-N增加为主，下移深度仅为0.6 m，试验第83天时，NO3--N快速积累，最大下移深度为0.8 m，土壤无机氮主要集中于耕作层，尾菜层上、下0.1 m土壤无机氮含量是当地高产玉米农田的1.0~3.5倍。当尾菜埋压厚度达到3.0 m、表层覆0.4 m黄土时，尾菜向深层土壤补水深度为5.0 m，NH4+-N下移深度为1.5 m，试验第194天时NO3--N增加不显著，与对照无显著差异，尾菜层上、下0.1 m土壤无机氮含量是高产玉米农田的3.5~4.2倍。研究表明在黄土高原半干旱地区，采用覆土埋压法将尾菜高量还田可以显著增加土壤水分和无机氮固存量，尾菜厚度、表面覆土厚度与土壤水分、土壤无机氮累积量和NH4+-N含量呈正相关，与土壤NO3--N含量呈负相关，无机氮并未随土壤水分向深层土壤淋溶。

• 利用不同无机和有机固体废物配制技术新成土的研究

  周洋,刘迎春,郁山,王琛源,尹微琴,徐乔,王圣森,王小治

  为拓展固体废物的利用途径，以生活污泥、蚯蚓粪、秸秆、粉煤灰、煤渣为原料通过为期3个月的室内恒温培养来制备技术新成土，研究不同原料配比对技术新成土理化性质的影响。结果表明：制备的技术新成土pH在7.08~7.69之间，水稳性团聚体总量为49.83%~86.44%，团聚体破碎率为13.10%~32.20%，平均质量直径和几何平均直径分别为0.54~1.04 mm和0.54~0.89 mm。培养后技术新成土的氮、磷、钾速效养分分别下降了11.03%~38.08%、5.79%~25.06%、0.11%~10.52%，总有机碳含量在5.26%~8.74%之间，整体养分含量处于较高水平。DTPA提取态Zn含量升高了15.74%~102.40%，DTPA提取态Cd含量降低了17.39%~65.02%。生物毒性实验表明有9种处理不会对植物生长产生明显影响，有3种处理需要对配方进行调整。综合pH、团聚体总量及稳定性、养分含量来看，所制备的技术新成土的性质基本达到了自然土壤的正常范围，可以用于土壤复垦、改良或代替部分自然土壤。污泥会导致处理中重金属Zn含量较高，因此制备的技术新成土应避免种植蔬菜、粮食等农作物。

• 四川省秸秆和畜禽粪便县域分布特征和资源化利用潜力

  王越,李兰,况福虹

  为明晰四川省近年秸秆和畜禽粪便分布格局和特征，基于2018年四川省县域尺度主要粮油作物产量和畜禽出栏量，通过空间分析明确四川主要粮油作物秸秆（水稻、小麦、玉米、油菜）和畜禽粪便（牛、羊、猪、家禽）资源分布状况及聚集区，探讨各县秸秆和畜禽粪便循环利用潜力和途径。结果表明：四川省2018年秸秆可收集总量为2 808.55万t，呈现“一个中心，东密西疏”的分布规律，秸秆种类以玉米和水稻秸秆为主；畜禽粪便总量为8 162.02万t，呈现“三个中心，外密内疏”的分布规律，猪粪占绝对优势，占比高达57.8%。2018年四川省秸秆肥料化理论上可节约当年全省7.4%氮肥和5.0%磷肥投入，可全量替代当年全省钾肥用量，秸秆能源化可替代1 422.71万t标准煤或6.22×109 m3沼气。2018年四川省畜禽粪便全部肥料化可节约当年全省42.6%氮肥投入，可全量替代当年全省磷肥和钾肥用量，畜禽粪便能源化利用可折算成835.19万t标准煤或4.15×109 m3沼气。99%、95%和90%置信区间秸秆热点县分别有30、40个和48个，秸秆量占全省秸秆总量比例分别达39.4%、49.5%和56.3%； 99%、95%和90%置信区间畜禽粪便热点县分别有23、31个和37个，畜禽粪便量占全省畜禽粪便总量比例分别达24.4%、33.9%和38.8%。研究表明，成都平原及川东丘陵区域是近年四川秸秆和畜禽粪便资源富集和循环利用重点区域，纯秸秆或纯粪便热点县选择利用模式时可以有各自的侧重点，21个秸秆-畜禽粪便双热点县可着重考虑种养结合模式，推行多层次、多元化利用格局。

• 中国农业自然资源评价指标体系构建研究

  刘立程,孙中孝,孟超,蔡玉梅,张倩

  为科学评价、合理利用农业自然资源，加强自然资源统一管理，实现农业高质量可持续发展。通过对比分析国内外农业自然资源评价框架及指标体系的理论研究和应用实践，围绕我国农业自然资源“开发-利用-保护-修复”的动态过程，提出并构建了我国农业自然资源全过程、多维度评价框架及指标体系。结果表明：该框架与指标体系面向气候、土地、水和生物四大农业自然资源在不同阶段的管理目标与核心内容，具体涵盖9个准则层、111个单项指标。研究表明，该概念框架及指标体系具有动态性、全过程性、系统性及与自然资源管理实务充分衔接的特点，具有良好的应用前景，实现了对农业自然资源的立体空间的连动式全面评价。

• 粮食主产区粮食生产与农业水资源压力脱钩关系研究

  刘楚杰,李晓云,江文曲

  我国粮食生产与水资源短缺之间的矛盾日益突出，探讨粮食主产区粮食生产与农业水资源压力的关系尤为重要。本研究首先分析粮食主产区2004—2018年农业水资源压力的时空变化，运用Tapio脱钩模型对粮食生产与农业水资源压力的脱钩状态进行解析，其次结合“粮食生产水资源投入”这一指标与全局参比的超效率SBM-DEA模型测算了粮食主产区的粮食生产水资源利用效率，进一步分析了粮食生产水资源利用效率对农业水资源压力的影响。结果表明：粮食主产区农业水资源压力存在时空异质性，总体上北方粮食主产区的农业水资源压力大于南方，尤其是河北、河南、山东，其压力值始终大于1.5； 2004—2018年，粮食主产区粮食生产与农业水资源压力的脱钩状态具有阶段性特征，前期以扩张负脱钩为主，中期北方与南方粮食主产区分别以绝对脱钩和扩张负脱钩为主，后期强负脱钩类型的省份范围扩大；粮食主产区粮食生产水资源利用效率整体均值为0.719，仍有一定提升空间，且提高粮食生产水资源利用效率对缓解农业水资源压力具有显著作用。研究结果为理解粮食生产与农业水资源压力的关系变动提供了新的视角，强调了未来在促进粮食稳定生产的同时，应注重通过提高粮食生产水资源利用效率、优化粮食种植布局、提升农业基础设施水平等途径缓解农业水资源压力。

• 丹江口水源涵养区绿色高效农业技术农户意愿选择性研究

  黄治平,刘志培,陈昢圳,肖能武,孔豪,郑向群

  为提高丹江口水源涵养区示范的13项绿色高效农业技术推广适应性和广度，提升区域农业绿色发展质量和能力，采取问卷调查和二元回归分析方法，分析农户的技术供给和获取途径及其对技术的采纳意愿。结果表明，技术1 （良种及其繁育、栽培）、技术2（肥料及其施用）和技术3（植物病虫害和其他有害生物防治）供需契合度分别为60%以上、50%~60%和50%~55%，其他类技术供需契合度较低。技术推广需加强技术指导和培训，其中技术1的2项技术（秋葵种植、苎麻种植）推广宜选择区域生态环境良好、交通便利且文化程度高的农户；技术2的养殖废弃物技术可选择文化程度较低的小农户或种植年限较短的专业大户进行推广；技术3中6项技术（茶园生草增产提质、魔芋病害防控、魔芋软腐病防治、设施蔬菜水肥药一体化、设施蔬菜绿色防控、土壤消毒防治根结线虫）宜选择种植规模较大的农户或男劳动力为主及生态环境良好区域的专业大户进行推广；技术5（农业投入品安全使用、农产品质量安全）中的低氮磷排放环保饲料技术应针对专业养殖大户推广；技术6 （农田水利、农村供排水、土壤改良与水土保持）的低产田改土培肥技术宜选择生态环境较好区域的专业大户进行推广；技术8 （农业防灾减灾、农业资源与农业生态安全和农村能源开发利用）的2项技术（生物多样性利用与生态强化技术、桑-草-鸡种养技术）宜选择家庭收入较高且生态环境良好区域的专业大户进行推广。研究表明，13项绿色高效农业技术的推广应结合农户对技术需求采纳意愿、供需契合度、技术属性等，分别制定相应的推广途径。