不同施肥方式對土壤重金屬累積的影響

邵賽男，徐 君，顧萬帆，夏再槿，蔣柱龍，張忠錫，蔣玉根*

（1.杭州市富陽區農業技術推廣中心植保土肥站，浙江富陽 311400；2.杭州市富陽區銀湖街道辦事處綜合服務中心，浙江富陽 311402；3.杭州市富陽區大源鎮人民政府綜合服務中心，浙江富陽 311413；4.杭州市富陽區東洲街道辦事處，浙江富陽 311401）

不同施肥方式對土壤重金屬累積的影響

邵賽男1，徐 君1，顧萬帆1，夏再槿2，蔣柱龍3，張忠錫4，蔣玉根1*

（1.杭州市富陽區農業技術推廣中心植保土肥站，浙江富陽 311400；2.杭州市富陽區銀湖街道辦事處綜合服務中心，浙江富陽 311402；3.杭州市富陽區大源鎮人民政府綜合服務中心，浙江富陽 311413；4.杭州市富陽區東洲街道辦事處，浙江富陽 311401）

通過長期定位試驗，研究不同施肥方式（不施肥、常規施肥、配方肥、配方肥+有機肥）、無機肥與不同用量有機肥混施及不同用量有機肥施用對土壤重金屬含量的影響。結果表明，不同的施肥方式對土壤重金屬累積的影響不同，農民習慣施肥增加了土壤重金屬污染的風險，而施用配方肥整體上可降低土壤重金屬污染風險，但砷污染的風險有升高趨勢。從短期來看，施用商品有機肥有降低土壤重金屬污染的作用；但由于肥料中含有一定的重金屬（Cd、As、Cu、Zn），尤其是As，從長期來看，土壤重金屬污染風險有增加的趨勢。

施肥；重金屬；環境風險

農田土壤重金屬污染治理不僅是環境問題，還直接關系著食品安全、人體健康及可持續發展，各級政府對此高度關注。土壤污染問題成因復雜，但農業生產中農藥和肥料的影響不容忽略。一方面，長期不當施用有機肥、磷肥等，會造成土壤中銅、鋅、鎘、鉛的累積［1］；另一方面，施入的肥料還會影響土壤中重金屬的化學行為，并會通過對植物的影響而間接影響土壤環境質量［2］。商品有機肥的生產是農業廢棄物無害化處理的有效手段，同時，施用商品有機肥也是應對農田土壤質量退化的重要措施。近年來，隨著政府對商品有機肥使用補助力度的加大，商品有機肥使用面積不斷擴大，但由于受有機肥生產企業投資規模、質量管理、生產技術等因素的限制及原料來源影響畜禽糞便等原材料也存在重金屬超標風險，商品有機肥的質量參差不齊；因此，有必要對有機肥施用的環境風險問題進行研究，特別是高氮、磷、有機肥長期施入土壤所導致的土壤惡化（酸化、鹽漬化）、固定的重金屬重新活化、新的重金屬積累等問題［1］。通過分析富陽區自2008年以來的田間長期定位試驗的土壤分析數據，研究不同施肥方式及施用肥料對土壤重金屬累積的影響。

1 材料與方法

1.1 處理設計

長期定位試驗地點位于富陽區洞橋鎮賢德村、新登鎮湘主村、胥口鎮下練村、淥渚鎮新浦村，建立時間為2008年，均為油菜+水稻生產體系。各長期地力監測點試驗設計4個處理：CK-1（不施任何肥料）；NPK-C，常規施肥；NPK-P，配方肥；NPK-M，配方肥加有機肥，即在配方肥基礎上每667 m2增施400 kg商品有機肥。其中，氮、磷、鉀肥分別為尿素、過磷酸鈣及氯化鉀，所用配方肥為水稻配方肥（N：P2O5：K2O為20：8：12）。具體地：洞橋鎮賢德村，NPK-C處理每667 m2施氮、磷、鉀13.0、4.3、12.4 kg，NPK-P處理每667 m2施氮、磷、鉀26.7、9.5、18.6 kg；胥口鎮下練村，NPK-C處理每667 m2施氮、磷、鉀10.6、2.5、11.2 kg，NPK-P處理每667 m2施氮、磷、鉀26.7、9.5、18.6 kg；新登鎮湘村，NPK-C處理每667 m2施氮、磷、鉀15.5、2.4、8.7 kg，NPK-P處理每667 m2施氮、磷、鉀26.0、11.0、20.4 kg；淥渚鎮新浦村，NPK-C處理每667 m2施氮、磷、鉀13.8、0、4.8 kg，NPK-P處理每667 m2施氮、磷、鉀26.7、9.5、18.6 kg。

有機、無機肥配合施用監測點建立于2014年，安排在新桐油鄉新桐村，種植布局為水稻-油菜。試驗設計4個處理：CK-2，無肥區；NPK-M1，純化肥+低量商品有機肥（每667 m2300 kg）；NPKM2，純化肥+中量商品有機肥（每667 m2500 kg）；NPK-M3，純化肥+高量商品有機肥（每667 m2700 kg）。各處理中純化肥用量均為667 m2施氮、磷、鉀30.65、7.6、18.9 kg。

商品有機肥施用監測點建立于2012年，安排在春江街道中沙村蔬菜區，主要是葉菜（空心菜）和番茄輪作。試驗設計4個處理，CK-3，無肥區；M1，低量有機肥，每季每677 m2施1 t有機肥；M2，中量有機肥，每季每677 m2施2 t有機肥；M3，高量有機肥，每季每677 m2施3 t有機肥。

1.2 樣品采集與測定

土壤樣本在作物成熟收割后采集，每小區取耕層（0～20 cm）土壤，以S型采樣法采集樣點，并混勻為一個樣本。土樣經自然風干后研磨過100目篩，供土壤重金屬全量分析。

土壤樣本經強酸消解后，用ICP-MS測定Cu、Zn、Ni、Cr、Cd含量，原子熒光法測定Hg、As、Pb含量。

1.3 數據處理

所有數據用SPSS v19.0軟件分析處理。

2 結果與分析

2.1 土壤重金屬污染總體評價

為全面反映各污染物對土壤的不同作用，突出高濃度污染物對環境質量的影響，采用內梅羅綜合污染指數法評價土樣重金屬污染狀況。土壤污染水平分級標準采用國家土壤環境二級標準（GB 15618-1995），分級標準為：綜合污染指數＞3為重度污染，2～3為中度污染，1～2為輕污染，0.7～1為警戒級，≤0.7為安全級［3-4］。

2.1.1 長期地力監測點土壤重金屬污染評價

從綜合內梅羅指數來看（表1），CK-1處理組污染主因為鎘及鉛，經過處理，內梅羅綜合污染指數由輕污染級降至警戒級，特別是PCd降幅明顯；NPK-C處理組內梅羅污染指數升高，接近輕污染級，污染指數升高的主因是汞和砷；NPK-P處理組污染指數一直保持在輕污染級，處理后污染指數有所下降，其中PCd降幅較大，PAs則有所升高；NPK-M處理組污染評級接近輕污染級，試驗后污染指數上升，其中PCu和PAs升高是污染指數上升的主要原因。由上可知：不使用肥料，正常種植作物后，通過自然修復可有效改善土壤污染情況；相比較用單質肥料，施用配方肥可以減輕污染，但砷的污染風險在增加；施用有機肥則會加重土壤銅污染的風險。

表1 長期地力監測點試驗前后土壤重金屬污染評價

2.1.2 有機肥+無機肥配合施用土壤重金屬污染評價

經1 a有機、無機肥監測試驗后，4個試驗組內梅羅污染指數除NPK-M 1組外，都有所下降，其中NPK-M3組降幅最大，污染評級從中度污染降為輕污染。從表2可知，當商品有機肥施用量少時（NPK-M 1），對土壤各項重金屬指標的影響非常有限。PCd值下降是添加中、高用量商品有機肥組（NPK-M 2、NPK-M 3）綜合污染指數下降的主要原因。隨著有機肥施用量的升高，PCd降低，而PCu和PAs上升。CK-2組試驗后PCd下降、PCr不變，而其他重金屬Pi指數均上升，但由于PCd大幅下降，使得該組綜合內梅羅指數下降。

2.2 施肥對土壤中重金屬含量的影響

2.2.1 長期施肥對土壤重金屬含量的影響

圖1反映的是長期定位監測點建立后，土壤中重金屬含量的年均變化情況。該結果與內梅羅綜合污染指數反映的結果一致。施用配方肥（NPK-P）會加重土壤砷污染的風險；在施用配方肥的同時施用有機肥（NPK-M），則會使土壤鉻及銅污染的風險加大。

表2 有機+無機肥配合施用試驗前后土壤重金屬污染評價

圖1 長期施肥試驗土壤中重金屬含量的年均變化

2.2.2 有機肥+無機肥配合施用對土壤重金屬含量的影響

圖2反映了經1 a監測后各試驗組土壤重金屬含量的變化。不施用肥料的試驗組（CK），土壤中的重金屬除Cu、Pb、As外含量減少。隨著商品有機肥施用量的加大，Cr含量的年均減少量增加，Ni、Cu、Zn含量的年均減少量變小，甚至在高量有機肥條件下，Cu、Zn含量增加。在施用商品肥的各處理中，土壤Pb含量均減少，而As含量均增加，但無明顯變化規律。

圖2 商品有機肥+無機施配合施用土壤中重金屬含量的年均變化

2.2.3 不同商品有機肥施用量對土壤重金屬含量的影響

圖3反映了經4 a監測后各試驗組土壤重金屬含量的變化。不施用肥料的試驗組（CK），其土壤中的重金屬除As外均含量下降。施用有機肥后，土壤中Cr含量上升，且隨著有機肥用量增加，變化量增大，而Pb、Hg含量降低。在中、高用量有機肥處理下，土壤中As含量上升，但低有機肥用量條件下，土壤中As含量降低。

圖3 商品有機肥不同施用量土壤中重金屬含量的年均變化

3 小結

本研究表明，土壤自然修復可有效改善土壤污染情況。不同的施肥方式對土壤重金屬累積的影響不同，農民習慣施肥增加了土壤污染的風險，施用配方肥整體上可降低土壤重金屬污染風險，但砷污染的風險有升高趨勢。從短期來看，施用商品有機肥有降低土壤重金屬污染的作用；但由于肥料中含有一定的重金屬（Cd、As、Cu、Zn），尤其是As，從長期來看，土壤重金屬污染風險有增加的趨勢。

［1］ 徐明崗，曾希柏，周世偉，等.施肥與土壤重金屬污染修復［M］.北京：科學出版社，2014：51-54.

［2］ 駱永明，吳龍華，胡鵬杰，等.鋅鎘污染土壤的超積累植物修復研究［M］.北京：科學出版社，2015：143-144.

［3］ 劉哲民.寶雞土壤重金屬污染及其防治［J］.干旱區資源與環境，2005，19（2）：101-104.

［4］ 李靜，謝正苗，徐建明，等.杭州市郊蔬菜地土壤重金屬環境質量評價［J］.生態環境學報，2003，12（3）：277-280.

（責任編輯：高 峻）

S147.2

A

0528-9017（2017）01-0180-03

文獻著錄格式：邵賽男，徐君，顧萬帆，等.不同施肥方式對土壤重金屬累積的影響［J］.浙江農業科學，2017，58（1）：180-182.

10.16178/j.issn.0528-9017.20170156

2016-07-05

富陽區科技發展計劃項目（2014NK005）

邵賽男（1987-），女，浙江富陽人，助理農藝師，從事土肥技術研究、推廣工作，E-mail：aoteman19870701@126.com。

蔣玉根（1964-），男，浙江富陽人，推廣研究員，從事土肥技術研究、推廣工作，E-mail：nyjtfz@163.com。