不同用量有機肥對梨園土壤環境和梨果質量安全的影響

翁 穎 陸 宏 張維玲 （浙江省慈溪市農業監測中心 315300）

馬軍偉 孫萬春 （浙江省農業科學院環境資源與土壤肥料研究所，浙江省杭州市 310021）

不同用量有機肥對梨園土壤環境和梨果質量安全的影響

翁 穎 陸 宏 張維玲 （浙江省慈溪市農業監測中心 315300）

馬軍偉 孫萬春 （浙江省農業科學院環境資源與土壤肥料研究所，浙江省杭州市 310021）

通過田間小區試驗，研究了不施有機肥（CK）和每667 m2施合格有機肥500、1 000、1 500 kg及重金屬超標有機肥1000kg對梨園土壤環境和梨果質量安全的影響。結果表明，與對照相比，施用有機肥既能不同程度地增加梨的單果重，又能大幅提高土壤中的速效鉀含量；當施入重金屬超標有機肥時，土壤中Cu、Zn和Pb的含量及有效態Cu、Zn含量有明顯增加，且達顯著水平；每667 m2施合格有機肥1 000、1 500 kg處理能使土壤中Cu、Pb、As、Zn含量呈增加趨勢；施入不同用量合格有機肥均提高了梨的Cu、Zn含量。由此可見，施用合格有機肥對提高土壤肥力有一定作用，但從對土壤環境和農產品質量安全的角度來說，不能盲目施用有機肥，其施用量應控制在適宜范圍內。

有機肥；土壤；梨；重金屬；土壤環境；農產品質量安全

商品有機肥是以禽畜糞便、動植物殘體等富含有機質的副產品資源為主要原料，經發酵腐熟后制成，作為商品進入流通的肥料。因有機肥含有大量有機質及豐富的N、P、K等營養元素，在改善土壤質量、提高土壤生產能力、提高農產品質量等方面功不可沒，已逐漸成為綠色、有機農業的必要生產資料。然而，近年來越來越多的調查研究表明，隨著現代規模化養殖業的發展以及飼料添加劑和抗生素的大量使用，使畜禽糞便在成分、性質等方面有了較大改變，甚至導致用其制成的有機肥質量發生了根本性變化。有機肥不合理使用而造成的環境污染和對人類健康產生的負面影響已日趨嚴重，因此，有機肥施用并非多多益善。在有機肥施用時，其中的重金屬雖然可能不會影響當季作物的質量安全，但由于重金屬具有累積的特點，長期施用有機肥會在土壤中積累重金屬，具有超過土壤環境質量標準（GB15618-1995）的風險。因此，使用以畜禽糞便為原料制成的有機肥，其安全性還值得進一步深入研究。筆者研究了施用不同量的以養殖廢棄物為原料制成的有機肥對梨園土壤環境及農產品（梨）中重金屬含量的影響，旨在當前積極推廣應用有機肥的同時，為有機肥的科學、安全使用提供一些依據。

1 材料與方法

1.1 試驗時間與地點

試驗于2014年設在慈溪市橋頭涌森農場梨園內進行，供試土壤為粉砂壤土。

1.2 試驗設計與材料

試驗設5個處理：空白對照（不施用有機肥，CK）、3個合格有機肥施用量水平（T1、T2、T3）及1個重金屬超標有機肥（T4）處理。每處理重復4次，每小區面積27 m2，每小區種3棵梨樹。各處理有機肥施用量（見表1）。

試驗肥料及施用：T1、T2和T3處理的有機肥為中慈生態肥料有限公司生產的合格商品有機肥。T4處理的有機肥為重金屬含量超標的有機肥，人為添加了硫酸銅、硫酸鉛和對氨苯砷酸（阿散酸）3種重金屬化合物。超標有機肥的養分含量分別為N 1.6%、P2O52%、K2O 2%，重金屬含量分別為Cu 718.48 mg/kg、Zn 1 356.38 mg/kg、Pb 50.48 mg/kg、As 9.04 mg/kg。肥料在梨收獲后施入，有機肥均作基肥施入，呈環形均勻撒施，施肥位置視果樹大小而定，以樹冠下內徑離樹干30-50 cm、外徑以樹冠滴水處之環形帶內為好，施肥深度0-20 cm，施后覆土。按耕作習慣，各處理追肥施用相同的復合肥。

表1 各處理有機肥施用量設計

1.3 樣品的采集與測定方法

采收時分小區統計梨果產量，同時采集耕層土樣用于養分、重金屬含量測定，并對梨果中的重金屬含量進行檢測。

根據《土壤農業化學分析方法》測定土壤養分，主要測定pH、有機質、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀等含量。土壤重金屬含量按照農業部頒發的《土壤質量 重金屬測定 王水回流消解原子吸收法》（NY/T1613-2008)，用電感耦合等離子體發射光譜儀（ICP-OES）測定Pb、Cu、Zn含量；按照國家標準《土壤質量總汞、總砷、總鉛的測定 原子熒光法》（GB/T22105.2-2008）測定總As含量。梨果中重金屬含量采用微波消解，用電感耦合等離子體發射光譜儀（ICPOES）進行測定。

2 結果與分析

2.1 不同用量有機肥對梨果產量和品質的影響

2.1.1 對梨果產量的影響

從表2可看出，與CK相比，T1-T4處理均對梨果產量沒有明顯影響。但就單果重來看，T2、T3和T4處理的梨單果重顯著增加，分別比CK增加14.1%、16.6%和11.1%；T1

處理的梨單果重略有增加，但與CK間差異不顯著，這與趙立敏等[7]的施用有機肥有利于增加梨單果重的結論相一致。

表2 不同用量有機肥對梨果產量的影響

2.1.2 對梨果品質的影響

從表3可看出，施用有機肥對梨果維生素C、可溶性糖及固形物含量均沒有明顯影響。這可能與梨果產量和品質受開花、座果率以及陽光、樹形等因素影響更大，施用1次有機肥對其影響較小有關。

表3 不同用量有機肥對梨果品質的影響

2.2 不同用量有機肥對土壤養分的影響

從表4可看出，與CK相比，施用有機肥對土壤pH影響不明顯；各處理的土壤有機質含量變化為T1＞T2＞CK＞T4＞T3；全氮含量變化T1＞T2＞CK=T3＞T4；堿解氮含量變化T1＞T2＞T3＞T4=CK；有效磷含量變化T1＞T2＞T3＞T4＞CK；速效鉀含量變化T1＞T2=T3＞T4＞CK。由此可見，與CK相比，T1、T2處理的土壤有機質、全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀等養分含量均有不同程度的增加，特別是以速效鉀含量增加最為明顯，增幅分別達25.3%和18.5%。這與宇萬太等[8]研究的施用有機肥能顯著提高土壤速效鉀含量的結論相一致。本試驗中大量施用有機肥（T3處理），并沒有提高土壤中有機質含量，說明土壤有機質的提升不一定與有機肥的投入量成正比，這是否與土壤中原本的有機質含量及其礦化作用增強有關，還有待進一步研究。而土壤中90%以上的氮素以有機形態存在，一般情況下，全氮含量與有機質呈高度正相關。

表4 不同用量有機肥對土壤養分的影響

2.3 不同用量有機肥對土壤環境和梨果重金屬含量的影響

2.3.1 對土壤重金屬含量的影響

由于有機肥料中本身含有重金屬，施入土壤后可能會產生土壤中重金屬積累的風險。從表5和表6可看出，與CK相比，T4處理能顯著提高土壤中Cu、Zn和Pb含量及有效態Cu、Zn含量；T2處理能顯著提高土壤中Cu、As含量及有效態Zn含量；T3處理能顯著提高土壤中Cu、Pb含量；T1處理對土壤中重金屬As含量及有效態Pb含量均無顯著影響；T2、T3、T4處理能使土壤中Cu、Pb、As、Zn含量呈現增長的趨勢。

表5 不同用量有機肥對土壤重金屬含量的影響

表6 不同用量有機肥對土壤有效態重金屬含量的影響

2.3.2 對梨果重金屬含量的影響

植物對土壤重金屬的吸收受多方面因素的影響，包括土壤重金屬含量、有效態重金屬含量、土壤pH和有機質含量等。從表7可看出，與CK相比，T4處理顯著提高了梨果中Cu、Pb含量，T2、T3處理顯著提高了梨果中Cu含量，T1處理對梨果中各種重金屬含量均無顯著影響。但4個施有機肥處理均使梨果中Cu、Zn含量呈增加趨勢。眾所周知，Cu、Zn是植物生長所必需的微量元素，雖然食品安全國家標準《食品中污染物限量》（GB 2762-2012）沒有對Cu、Zn的允許含量作明確規定，但過量的Cu、Zn也會對作物的產量和品質產生影響[3]。

表7 不同用量有機肥對梨果重金屬含量的影響

3 結 論

3.1 施用有機肥能有效提高土壤中各項養分指標，尤其以每667 m2施有機肥500-1 000 kg對土壤肥力的提升效果明顯，其中有機肥每667 m2施用量大于500 kg還有利于增加梨的單果重。

3.2 施用重金屬含量超標的有機肥極大地增加了梨果的質量安全風險，每667 m2施超標有機肥超過500 kg，會帶來土壤和梨果中重金屬積累的風險。因此，該有機肥每667 m2施用量以不超過500 kg較安全，土壤和梨果中重金屬含量累積不明顯，能保持相對平衡的狀態。

3.3 為防止土壤重金屬污染，在施用有機肥的同時，還可配合增施微生物肥或通過一些農藝措施來降低其重金屬積累。

[1] NY/T 1613-2008 土壤質量 重金屬測定 王水回流消解原子吸收法[S].

[2] GBT22105.2-2008 土壤中總砷的測定 原子熒光法[S].

[3] GB 2762-2012食品安全國家標準 食品中污染物限量[S].

[4] 楊文葉,季淑楓,李丹,等.連續施用商品有機肥對耕地質量及蔬菜產量的影響[J].農業資源與環境學報,2014,31(4)：319-322.

[5] 謝凱,宋曉暉,董彩霞,等.不同有機肥處理對黃冠梨生長及果園土壤性狀的影響[J].植物營養與肥料學報,2013,19（1）：214-222.

[6] 吳清清,馬軍偉,姜麗娜,等.雞糞和垃圾有機肥對莧菜生長及土壤重金屬積累的影響[J].農業環境科學學報,2010,29(7）：1302-1309.

[7] 趙立敏,楊清,李松濤,等.有機梨園中4種商品肥施用效果比較[J].中國農業大學學報,2014,19(3）：130-136.

[8] 宇萬太,姜子紹,馬強,等.施用有機肥對土壤肥力的影響[J].植物營養與肥料學報,2009,15(5）：1057-1064.

2015-12-04

浙江省寧波市科技局資助項目(編號：2012C10014)。