施肥處理對黃瓜果實重金屬含量的影響

陳曼，陳坤，張慶社，高燕

（1.鄭州市蔬菜研究所鄭州450015；2.濟源市農業科學院河南濟源459002）

施肥處理對黃瓜果實重金屬含量的影響

陳曼1，陳坤2，張慶社2，高燕2

（1.鄭州市蔬菜研究所鄭州450015；2.濟源市農業科學院河南濟源459002）

以黃瓜為試驗對象，利用生石灰、生石灰＋有機肥、有機肥、有機肥+EM對土壤進行處理，測定不同施肥處理對黃瓜果實重金屬含量的影響。結果表明，施用生石灰和施用生石灰＋有機肥對黃瓜果實中As含量的抑制率分別為17.39%和26.09%，顯著高于空白對照，且施用生石灰＋有機肥對黃瓜果實中As含量的的抑制率顯著高于施用生石灰；施用有機肥和有機肥+EM對黃瓜果實中As含量的抑制率顯著低于對照，且施用有機肥、有機肥+EM之間差異不顯著。各處理與對照黃瓜果實中均未檢測到Pb、Cd、Cr、Hg。

黃瓜；施肥；重金屬

土壤是生物生存的必要條件，土壤環境的特性在一定程度上決定了人類和生物種群的生存與發展[1]。土壤重金屬污染來源[2]有多種，主要有工業污染、農業污染及人類生活污染幾種，其中工業生產造成土壤重金屬污染已是不可忽視的環境問題。重金屬是重要的土壤污染物，主要來自固體廢棄物、農藥、肥料、灌溉水特別是污灌，以及大氣沉降等。隨著工業的發展，土壤重金屬污染日益嚴重。蔬菜重金屬污染一般不會造成人體急性中毒，但可以通過食物鏈在人體中積累，從而危害人們的身體健康。據估計，人體中Cd有70%來自蔬菜，重金屬在土壤中不能被淋洗，不能被微生物分解，難于治理，嚴重影響農業生產中的布局[3]。國內對城郊菜地土壤和蔬菜中重金屬污染的研究較多。20世紀90年代初期對上海市蔬菜及菜區土壤的研究表明，上海市蔬菜受到重金屬污染，以Cd和Pb污染為甚，超標率分別為13.29%和12.0%。宗良綱等[4]1995年報道，廣州市約有9.5%的菜區土壤受重金屬污染，其中Cd、Pb和As的含量分別為廣東省土壤背景值的2.77、2.97、1.40倍。濟源市是一座新興的工業城市，工業的快速發展帶動了當地經濟的騰飛，工業污染也伴隨而來；隨著蔬菜生產面積的不斷擴大和人們生活水平的不斷提高，對蔬菜品質的要求也越來越嚴格。目前，為提高蔬菜產量，滿足市場需求，蔬菜設施栽培面積不斷增加，濫用有機肥和無機肥現象普遍存在，造成土壤硝態氮和蔬菜硝酸鹽含量以及重金屬元素累積，對農業環境和蔬菜食品安全構成潛在威脅。因此，采取不同的施肥措施降低菜田土壤硝態氮和蔬菜硝酸鹽以及重金屬元素含量，已成為保護農業環境和推動農業可持續發展的關鍵控制技術[5]。但是，通過不同施肥處理來改善土壤重金屬含量的研究很少，筆者以黃瓜為研究材料，通過施用不同配比的基肥來探索降低土壤內重金屬含量的方法，從源頭控制重金屬污染，為蔬菜產業可持續發展服務。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2015年秋季在濟源市農科院試驗地進行。供試黃瓜品種‘津春9號’，為天津科潤黃瓜研究所育成的黃瓜雜交1代新品種，苗期較耐熱，生長勢強，抗病、高產；生石灰為濟源市裴村石灰窯生產；有機肥來自濟源市罡頭村養殖場；EM菌為北京中科惠農技術服務中心的種植專用益生菌。

1.2 試驗設計

試驗設5個處理，即處理1：生石灰；處理2：生石灰＋有機肥；處理3：有機肥；處理4：有機肥+ EM；處理5：空白對照；施用量：生石灰1.05 kg，有機肥62 kg，EM菌10 mL。各處理設3次重復，隨機區組排列，小區面積7 m2，每個小區種植黃瓜24株，株距30 cm。第1茬黃瓜成熟時，6點取樣采收。采用HNO3-HClO3溶解，石墨爐原子吸收法測定Pb、Cd、Cr，原子熒光法測定As、Hg。不同處理對黃瓜Pb、As、Cd、Cr、Hg含量的改良效果，用抑制率來表示：抑制率/%=C0-C處理/C0×100。式中C處理為處理的黃瓜重金屬元素含量，C0為空白處理(CK)的黃瓜重金屬元素含量。黃瓜采用拱棚栽陪，前茬作物為豆角，土壤肥力均勻。

1.3 試驗方法

7月5日穴盤播種，在大棚外用遮陽網覆蓋穴盤育苗，基質配方為V草炭∶V珍珠巖∶V蛭石=1∶1∶1，用50孔穴盤育苗，每孔1粒種子。出苗后要保持穴盤見干見濕；在幼苗剛出現2片真葉和剛出現3片真葉時，分別用質量分數為200 mg·kg-1的乙烯利處理1次，3片真葉時定植。前茬作物收獲后，進行土壤消毒處理，采取高溫悶棚的方法，使棚室溫度保持在70℃持續1周的時間，然后根據試驗設計施底肥，深耕翻地，整平作畦，畦寬1.4 m，寬窄行定植，寬行80 cm，窄行60 cm，定植后及時澆定植水，常規管理，進入結瓜盛期，加大水分供應但不施肥。以“預防為主，綜合防治”為原則，采用物理、生態、生物防治方法，減少病蟲害的發生。

2 結果與分析

2.1 不同處理對黃瓜Pb、As、Cd、Cr、Hg含量的影響

從表1可以看出，處理1和處理2黃瓜果實中的As含量（ω）分別為0.038 mg·kg-1和0.034 mg·kg-1，顯著低于對照0.046 mg·kg-1，處理3和處理4黃瓜果實中的As含量與對照間差異不顯著；各處理與對照黃瓜果實中均未檢測到Pb、Cd、Cr、Hg。

表1 不同處理對黃瓜Pb、As、Cd、Cr、Hg含量的影響（mg·kg-1）

2.2 不同處理對黃瓜Pb、As、Cd、Cr、Hg含量的改良效果

表2中結果表明，處理1和處理2對黃瓜果實中As的抑制率分別為17.39%和26.09%，極顯著高于對照，且處理2對黃瓜果實中As的的抑制率極顯著高于處理1；處理3和處理4對黃瓜果實中As的抑制率極顯著低于對照，且處理3和處理4間差異不顯著。

表2 不同處理黃瓜Pb、As、Cd、Cr、Hg的抑制率%

土壤中施用生石灰不僅可以補充土壤中缺失的鈣，起到殺菌、調節土壤pH值的作用[3]，而且有研究表明，在單一鈍化材料試驗中，2%的生石灰在重金屬污染土壤原位鈍化穩定效果最好，腐殖質+石灰復合鈍化劑對重金屬的穩定效果優于單一生石灰處理[6]。該結果與本研究結果一致，生石灰和生石灰+有機肥對As的抑制率分別為17.39%、26.09%，生石灰+有機肥的抑制率顯著高于生石灰。在農田耕作土中施用生石灰，交換性Cd含量降低17.8%～21.7%[7]。在Cd污染水稻土中施用石灰，土壤有效態Cd含量降低，水稻中Cd的累積減少[8]。單施石灰可抑制大白菜對Cd、Pb和Zn的吸收，石灰的最佳施用量因土壤而異[9]。

楊振興等[10]通過對玉米籽粒長期施肥的研究表明，有機肥的施用與玉米籽粒Pb和As的含量有一定的相關性，且施用有機肥會增加玉米籽粒As的吸收量。該結果與本研究結果一致，施用有機肥對黃瓜果實中As的抑制率為-8.7%，增加了As在黃瓜果實中的含量。EM處理油菜中重金屬含量的降低不明顯[11]，本研究結果表明，有機肥+EM對黃瓜果實中As的抑制率為-8.7%，顯著高于對照。

施用生石灰和生石灰+有機肥可以有效抑制As在黃瓜果實中的積累，但是石灰為堿性物質，影響土壤pH值，持效性較短，例如連續施用石灰可使玉米籽粒中Cd、Pb、Zn和Cu的含量顯著降低，但是其效應只能持續一年半左右，而且連續施用石灰容易破壞土壤團粒結構，造成土壤板結[12]。4個處理和對照黃瓜果實中Pb、Cd、Cr、Hg的含量均在檢測限以下，4種處理對黃瓜果實中Pb、Cd、Cr、Hg含量的影響有待進一步研究。

[1]何盈，熊文，何春梅，等．土壤污染及治理措施[J]．江西農業學報，2006，18（3）：159-161．

[2]羅強，任永波，鄭傳剛．土壤重金屬污染及防治措施[J]．世界科技研究與發展，2004，26（2）：42-45．

[3]徐明飛，鄭紀慈，阮美穎．不同類型蔬菜重金屬積累量的比較[J]．浙江農業學報，2008，20（1）：29-34．

[4]宗良綱，丁園．土壤重金屬（CuZnCd)復合污染的研究現狀[J]．農業環境保護，2001，20（2）：126-128．

[5]趙明，蔡葵，趙征宇，等．不同施肥處理對大棚黃瓜產量品質及重金屬含量的影響[C]∥中國農業生態環境保護協會.第三屆農業環境科學學術研討會論文集，2009：80-86.

[6]吳烈善，曾東梅，莫小榮，等．不同鈍化劑對重金屬污染土壤穩定化效應的研究[J]．環境科學，2015，36（1）：309-313.

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[8]劉昭兵，紀雄輝，田發祥，等．石灰氮對鎘污染土壤中鎘生物有效性的影響[J]．生態環境學報，2011，20（10）：1513-1517．

[9]杜彩艷，祖艷群，李元．石灰配施豬糞對Cd、Pb和Zn污染土壤中重金屬形態和植物有效性的影響[J]．植物科學學報，2008，26（2）：170-174．

[10]楊振興，周懷平，解文艷，等．長期施肥對土壤及玉米籽粒中Pb、As的影響[J]．中國農業科學，2015，48（23）：4827-4836．

[11]劉瑞偉，皇傳華，王磊．EM發酵有機肥對油菜生物性狀及重金屬含量的影響[J]．北方園藝，2010（17）：36-38.

[12]寧皎瑩，周根娣，周春兒，等．農田土壤重金屬污染鈍化修復技術研究進展[J]．杭州師范大學學報（自然科學版)，2016，15（2）：156-162．

Effect of fertilization on the content of heavy metals in cucumber

CHEN Man1,CHEN Kun2,ZHANG Qingshe2,GAO Yan2
（1.Zhengzhou Vegetable Research Institute,Zhengzhou 450015，Henan，China;2.Jiyuan Academy of Agricultural Sciences，Jiyuan 459002，Henan，China）

In this experiment,cucumber was used as materal to study the effects of different fertilization on heavy metal content in cucumber fruit after treated by quicklime and quicklime+organic fertilizer,organic fertilizer,organic fertilizer+ EM on soil.The results showed that the inhibition rate of As content in cucumber fruit were 17.39%and 26.09%when treated by quicklime and quicklime+organic fertilizer,which were significantly higher than the control,inhibition rate of the application of quicklime+organic fertilizer was significantly higher than that of quicklime application.The inhibition rate of As content in cucumber fruit were significantly lower than the control after applied organic fertilizer and organic fertilizer+EM,and the inhibition rate showed no significant difference between these two application.Pb,Cd,Cr and Hg were not detected in cucumber fruits.

Cucumber;Fertilization;Heavy metals

2016-08-29；

：2017-03-26

鄭州市科技專項新興產業研究“陽臺園藝（蔬菜）技術研究與示范推廣”（153pxxcy182）

陳曼，女，助理研究員，研究方向為蔬菜育種栽培。E-mail：707559755@qq.com