松江區種養結合家庭農場土壤養分和環境質量現狀分析

陳麗娟 戴慧峰 李 紅 張 晨 （上海市松江區食用農產品安全監督檢測中心 201611）

種養結合家庭農場是實現農業生態循環、可持續發展的一種新模式，該模式通過豬糞尿資源化利用，將其作為有機肥就地生態還田，既能解決養豬對農田環境的污染，又可改善土壤理化性狀。為掌握種養結合家庭農場的土壤養分及環境質量變化狀況，松江區從2011年開始連續6年抽取3個鎮的5家種養結合家庭農場，開展了土壤養分和環境質量跟蹤監測。現將相關監測結果報道如下。

1 布點采樣狀況

根據種養結合家庭農場建場時間、養豬規模、種植面積、糞尿還田方式，設置5個家庭農場監測點、5個周圍農戶對照田監測點，每年分2次取土壤樣本，第1次于5月（麥子收獲后水稻施肥種植前）、第2次于10月底11月初（水稻收獲后麥子施肥種植前）取樣，采取“S形”多點采樣法，采集15～20個小樣點的土壤并充分混合，土樣經自然風干后采用四分法留取檢測分析土樣。土壤理化性狀主要檢測pH、容重、比重、孔隙度4項指標；土壤養分主要檢測有機質、水解氮、有效磷、速效鉀的含量；土壤環境質量主要檢測銅、鋅、鉛、鎘、鉻、砷、汞7個重金屬的含量。

2 結果與分析

2.1 土壤理化性狀

2011～2016年的檢測結果表明，相比對照點，監測點的土壤容重減少、孔隙度增加，而土壤pH及比重變化不明顯。

2.1.1 土壤容重

由圖1可知，5個家庭農場監測點的土壤容重范圍在0.93～1.26g/cm3，平均為1.08g/cm3，比5個對照點的平均值（1.12g/cm3）低0.04g/cm3。說明豬尿糞還田能使土壤熟化程度變高、土壤結構變好。

圖1 2011～2016年種養結合家庭農場和對照點的土壤容重

2.1.2 土壤孔隙度

孔隙度可反映土壤孔隙狀況和松緊程度，土壤團粒結構好，則孔隙度高。由圖2可知，種養結合農場監測點的孔隙度高于對照點孔隙度，5個家庭農場監測點的土壤孔隙度范圍在49.39%～62.65%，平均為56.31%，比5個對照點的平均值（54.89%）多1.42%。

圖2 2011～2016年種養結合家庭農場和對照點的土壤孔隙度

2.1.3 土壤比重

土壤比重是指單位體積固體土粒的重量與同體積水的重量之比，其大小決定于土粒的礦物組成和有機質含量。由圖3可知，5個家庭農場監測點的土壤比重范圍在2.36～2.57g/cm3，平均為2.48g/cm3，與5個對照點的平均值（2.49g/cm3）差異不大。

圖3 2011～2016年種養結合家庭農場和對照點的土壤比重

2.1.4 土壤pH

由圖4可知，5個家庭農場監測點的土壤pH范圍在5.47～7.83，平均為6.93，與5個對照點的平均值（6.88）接近。

圖4 2011～2016年種養結合家庭農場和對照點的土壤pH

2.2 土壤養分狀況

2011～2016年的檢測結果表明，種養結合家庭農場監測點的土壤有機質、有效磷、水解氮、速效鉀含量均高于對照點，其中速效鉀含量差異最為明顯；且種養結合家庭農場的土壤有效磷含量逐年增加明顯。

2.2.1 土壤有機質含量

由圖5可知，5個家庭農場監測點的土壤有機質含量范圍在26.8～61.1g/kg，平均為38.9g/kg，比5個對照點的平均值（35.1g/kg）高3.8g/kg。

圖5 2011～2016年種養結合家庭農場和對照點的土壤有機質含量

2.2.2 土壤水解氮含量

由圖6可知，5個家庭農場監測點的土壤水解氮含量范圍在101～239mg/kg，平均為179mg/kg，比5個對照點的平均值（165mg/kg）高14mg/kg。

圖6 2011～2016年種養結合家庭農場和對照點的土壤年均水解氮含量

2.2.3 土壤有效磷含量

由圖7可知，5個家庭農場監測點的土壤有效磷含量范圍在3.6～100.3mg/kg，平均為23.1mg/kg，比5個對照點的平均值（13.2mg/kg）高9.9mg/kg，且種養結合家庭農場的土壤有效磷含量呈明顯的逐年增長趨勢。

圖7 2011～2016年種養結合家庭農場和對照點的土壤年均有效磷含量

2.2.4 土壤速效鉀含量

由圖8可知，5個家庭農場監測點的土壤速效鉀含量范圍在77～458mg/kg，平均為185mg/kg，比5個對照點的平均值（135mg/kg）高50mg/kg。

圖8 2011～2016年種養結合家庭農場和對照點的土壤年均速效鉀含量

2.3 土壤環境質量

由圖9～15可知，（1）6年中共檢測420份土壤樣品，從整體上看，種養結合家庭農場監測點的土壤中7個重金屬含量指標歷年變化不明顯，均符合土壤環境質量(GB 15618-1995) 一級、二級標準，對作物和環境不造成危害和污染。（2）土壤中鋅、鉻、砷含量全部符合土壤環境質量一級標準，土壤質量基本上保持自然背景水平；土壤銅、鉛、鎘、汞含量在二級標準范圍內。（3）分析土壤中7個重金屬的最低含量和最高含量，最低含量均達到一級標準，最高含量均達到二級標準。（4）分析2016年土壤樣品檢測結果，5個監測點的土壤中7個重金屬含量都符合土壤環境質量一級、二級標準，且無明顯增加趨勢。見表1。

圖9 2011～2016年種養結合家庭農場和對照點土壤銅含量

圖10 2011～2016年種養結合家庭農場和對照點土壤鋅含量

圖11 2011～2016年種養結合家庭農場和對照點土壤鉛含量

圖12 2011～2016年種養結合家庭農場和對照點土壤鎘含量

圖13 2011～2016年種養結合家庭農場和對照點土壤鉻含量

圖14 2011～2016年種養結合家庭農場和對照點土壤砷含量

圖15 2011～2016年種養結合家庭農場和對照點土壤汞含量

表1 種養結合家庭農場土壤重金屬含量對比（單位：mg/kg）

3 結論與討論

通過連續6年的跟蹤監測，種養結合家庭農場將豬糞尿作為有機肥就地生態還田，與周邊對照農田相比：（1）土壤孔隙度、容重有所改善，土壤容重減少、孔隙度增加，但變化幅度小，表明土壤物理性狀的改良進程緩慢，將是一個長期過程，要增加對土壤物理性狀的監測，從而真正掌握其改變狀況。（2）種養結合家庭農場監測點的土壤有效磷、速效鉀和有機質的平均含量呈上升趨勢；土壤養分含量均高于周圍農戶對照田，其中差異最明顯的是速效鉀含量。根據種養結合家庭農場目前土壤養分狀況，建議按實際所需，合理調整氮、磷、鉀肥施用比例，即合理使用氮肥、增施磷肥，以提高肥料利用率。（3）種養結合家庭農場監測點的土壤中7個重金屬含量歷年變化不明顯，與2002年松江區土壤普查時重金屬平均含量相比差異不顯著，與對照點相比差異也不顯著，均符合土壤環境質量(GB 15618-1995) 一級、二級標準。綜上所述，種養結合家庭農場將豬糞尿還田，基本上解決了養豬污染問題。