沼肥施用對成都平原稻麥輪作土壤及作物養(yǎng)分和重金屬含量的影響

宋三多, 劉漢軍, 劉軼豪, 劉武, 譚淵, 董振寰, 唐雪, 余秀梅, 陳強(qiáng),* , 歐陽平

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沼肥施用對成都平原稻麥輪作土壤及作物養(yǎng)分和重金屬含量的影響

宋三多1, 劉漢軍1, 劉軼豪1, 劉武1, 譚淵1, 董振寰1, 唐雪1, 余秀梅1, 陳強(qiáng)1,*, 歐陽平2

1. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源學(xué)院, 四川, 成都 611130, 2. 四川省農(nóng)業(yè)廳成都土壤肥料測試中心, 四川, 成都 610041

為研究沼肥施用對成都平原稻麥輪作土壤及作物養(yǎng)分、重金屬含量的影響, 試驗(yàn)共設(shè)置6種不同施肥處理, 包括沼肥低量(BL)、沼肥中量(BM)、沼肥高量(BH)、沼氮混施(BN)、氮磷鉀肥(NPK)及不施肥(CK)處理, 分析了不同處理土壤養(yǎng)分和重金屬含量、作物秸稈、籽粒養(yǎng)分和重金屬含量。試驗(yàn)結(jié)果表明: 與不施肥相比, 沼肥顯著增加了土壤、作物養(yǎng)分含量。其中, 土壤全氮、有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、速效磷、速效鉀含量變幅分別為1.19—1.45 g·kg–1、17.65 g·kg–1—33.38 g·kg–1、24.69—50.87mg·kg–1、12.35—19.78 mg·kg–1、6.24—27.07 mg·kg–1、62.81—90.08 mg·kg–1; 同時(shí), 施沼肥顯著提高了作物秸稈全氮、全磷、全鉀含量。盡管施用沼肥土壤重金屬含量有所增加, 但未造成污染, 不同處理土壤Cd、Cr、Cu、Pb和Zn含量分別為0.191—0.334 mg·kg–1、34.128—89.850 mg·kg–1、11.071—17.148 mg·kg–1、31.342—46.658 mg·kg–1和99.808—145.475mg·kg–1, 符合《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995) 二級標(biāo)準(zhǔn)值; 小麥及水稻籽粒中未檢測出Cd, 其Cr、Cu、Pb和Zn含量變幅分別為0.151—0.392 mg·kg–1、3.206—5.181 mg·kg–1、0.078—0.144 mg·kg–1、22.242—41.825 mg·kg–1, 均低于《國家食品重金屬含量》(NY861-2004)限制標(biāo)準(zhǔn)值。綜上, 沼氮混施(BN)處理可增加作物產(chǎn)量, 提高土壤肥力, 且不會造成重金屬含量超標(biāo), 是成都平原稻麥輪作區(qū)適宜的施肥方案。

沼肥; 稻麥輪作; 土壤與作物養(yǎng)分; 重金屬

1 前言

稻麥輪作是我國南方常見耕作方式, 可有效提高耕地利用效率, 增加糧食產(chǎn)量。但稻麥輪作體系需氮量高[1-2], 長期施用化肥可導(dǎo)致土壤酸化、有機(jī)質(zhì)降低, 農(nóng)田生態(tài)環(huán)境污染[3]。沼渣沼液(沼肥)是畜禽養(yǎng)殖廢棄物沼氣發(fā)酵無害化處理后的產(chǎn)物, 是優(yōu)良的肥料。研究表明, 沼肥農(nóng)用可改良土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤養(yǎng)分和供肥能力, 改變微生物區(qū)系, 從而促進(jìn)作物生長發(fā)育, 提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[4-7]。由于沼氣發(fā)酵以畜禽糞便為主, 有研究認(rèn)為飼料中添加的Cu、Zn等營養(yǎng)元素進(jìn)入沼氣發(fā)酵池, 沼肥農(nóng)用易造成重金屬積累, 并經(jīng)生物富集進(jìn)入食物鏈危害人體健康[8]; 也有研究表明, 沼肥中重金屬含量遠(yuǎn)低于有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)的要求[9], 施用沼液不會造成土壤重金屬污染[10]。由于土壤供給能力及作物需求的差異, 造成了重金屬在農(nóng)產(chǎn)品中殘留的差異[11-3], 因而探明生產(chǎn)中適宜的沼肥用量極為重要。本研究探討了成都平原稻麥輪作制度下沼肥使用后土壤、作物秸稈養(yǎng)分和重金屬含量的變化, 以期為該區(qū)域沼肥合理施用提供科學(xué)依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 供試材料

研究基地位于四川省崇州市榿泉鎮(zhèn)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研發(fā)基地。供試土壤為潴育性水稻土, 種植制度為稻麥輪作。土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分為全氮1.14 g·kg–1, 有機(jī)質(zhì)18.7 g·kg–1, 速效磷12.29 mg·kg–1, 速效鉀51.35 mg·kg–1, 硝態(tài)氮13.79 mg·kg–1, 銨態(tài)氮17.67 mg·kg–1, pH7.8。

田間試驗(yàn)所用沼肥為崇州市榿泉鎮(zhèn)養(yǎng)殖場豬糞尿經(jīng)沼氣發(fā)酵完成后的沼渣沼液混合物, 小麥季沼肥的肥力特征為全氮0.15%, 全磷0.20%, 全鉀0.40%, Cd、Cr(III)、Cu、Pb和Zn濃度分別為 0.076 mg·kg–1、1.22 mg·kg–1、1.19 mg·kg–1、2.39 mg·kg–1和29.85 mg·kg–1; 水稻季所用沼肥, 全氮0.075%, 全磷0.12%, 全鉀0.29%, Cd、Cr(III)、Cu、Pb和Zn濃度分別為 0.084 mg·kg–1、1.19 mg·kg–1、1.22 mg·kg–1、2.11 mg·kg–1和32.34 mg·kg–1。

實(shí)驗(yàn)所用化肥均為市售, 氮肥為尿素(含氮46%); 鉀肥為氯化鉀(含K2O 60%); 磷肥為過磷酸鈣(含P2O512%)。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

稻麥輪作施肥試驗(yàn)始于2013年10月, 冬季種小麥, 夏季種水稻; (2014-2015年連續(xù)開展同樣試驗(yàn)。采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方案共設(shè)置6種施肥處理: 沼肥低量(BL)、沼肥中量(BM)、沼肥高量(BH)、沼氮混施(BN)、單施化肥(NPK)以及不施肥(CK)處理。設(shè)置6個處理, 小區(qū)面積20 m2, 每種處理設(shè)3次重復(fù), 共18個小區(qū)。施肥量根據(jù)沼肥養(yǎng)分、小麥和水稻需肥特點(diǎn)確定。2014年11月7日播種小麥同時(shí)施底肥, 2015年1月４日追肥, 沼肥底、追肥比為1.2:1, 化肥一道清, 小麥其余生長過程中不施肥; 水稻于2015年5月18日移苗栽植, 5月25日施底肥, 7月6日追肥, 沼肥底、追肥比為1:1, 化肥一道清, 水稻其余生長過程中不施肥。試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及施肥量

Tab.1 Fertilization treatments and dose rate

2.3 樣品采集

分別于2015年5月18日小麥?zhǔn)斋@期(簡稱小麥季), 9月15日水稻收獲期(簡稱水稻季)采集樣品, 按五點(diǎn)法S形采集整株作物連同根系及0—20cm土壤, 用無菌PET樹脂袋封裝低溫保藏帶回實(shí)驗(yàn)室, 同時(shí)收集小麥、水稻植株和種子。小麥和水稻植株105 ℃殺青0.5 h, 80 ℃烘干48 h后粉碎過篩; 種子去皮后磨細(xì)過篩測定重金屬含量; 土樣風(fēng)干后磨細(xì)過篩, 用于測定養(yǎng)分和重金屬離子含量。

2.4 樣品中養(yǎng)分和重金屬含量測定

沼肥、秸稈樣品分別測定有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀含量, 土壤樣品測定有機(jī)質(zhì), 全氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、速效磷和速效鉀含量。有機(jī)質(zhì)測定采用重Cr酸鉀外加熱法, 全氮測定采用凱氏定氮法, 銨態(tài)氮采用奈氏試劑比色法, 硝態(tài)氮采用雙波長比色法, 速效磷采用鉬銻抗比色法, 速效鉀采用火焰光度計(jì)法, pH采用pH計(jì)(上海, 雷磁PHSJ-3F)測定[14-15]。

樣品重金屬離子Cu和Zn含量采用原子發(fā)射光譜儀(ICP)測定, Cd、Cr與Pb含量采用火焰原子吸收儀測定。

2.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010及SPSS 17.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及統(tǒng)計(jì)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤及植株養(yǎng)分含量

3.1.1 不同施肥處理土壤養(yǎng)分變化

分別測定了小麥季及水稻季土壤有機(jī)質(zhì), 氮、磷、鉀等元素含量, 結(jié)果表明(表2), 施沼肥可有效提高土壤有機(jī)質(zhì)含量, 小麥季以BH最高, 土壤有機(jī)質(zhì)含量為33.38 g·kg–1, 比CK 提高了76.05%, BN為25.03 g·kg–1, 比CK 提高了32.01%, 差異達(dá)到顯著水平(<0.05); 水稻季土壤有機(jī)質(zhì)含量以BH處理最高, 為30.08 g·kg–1, BN為24.85 g·kg–1, 分別較CK提高了70.37%和40.74%。

表 2 稻麥輪作不同施肥處理土壤養(yǎng)分含量

Tab.2 Soil nutrient content under different fertilizer treatments in rice-wheat rotation system

注: 平均值±標(biāo)準(zhǔn)差, 不同小寫字母表示在5%水平上差異顯著(<0.05)。

同樣, 沼肥施用可有效增加土壤氮素含量, 均以BH含量最高, 其次為BN, 分別比CK增加了15.84%和13.66%, 13.17%和10.35%。小麥季土壤銨態(tài)氮以BN最高(32.47mg·kg–1), CK最低(24.69 mg·kg–1); 水稻季以BH最高(50.87 mg·kg–1), 其次為BN(50.72 mg·kg–1)。小麥季和水稻季土壤硝態(tài)氮含量均以NPK處理最高, 分別為19.78 mg·kg–1和14.27 mg·kg–1。

各施肥處理土壤速效磷含量顯著高于CK (< 0.05), 小麥季以BH最高(27.07 mg·kg–1), 水稻季以BN處理最高(24.70 mg·kg–1)。小麥季和水稻季土壤速效鉀均以NPK處理最高, 分別為 90.08 mg·kg–1和85.61 mg·kg–1, 施肥處理顯著高于CK(<0.05)。可見, 沼肥施用可有效提高土壤養(yǎng)分含量, 以BH及BN效果較好。

3.1.2 小麥和水稻產(chǎn)量及秸稈養(yǎng)分含量

表3為不同處理小麥和水稻產(chǎn)量及秸稈氮磷鉀含量。結(jié)果表明, 與CK相比, 沼肥處理顯著增加了作物產(chǎn)量(<0.05), 小麥增幅為39.00%—97.14%, 水稻增幅為19.14%-73.05%, 小麥及水稻產(chǎn)量均以BN處理最高, 分別為4176.797 kg·hm–2、7554.521 kg·hm–2, 較CK分別增加了97.14%和73.05%。

不同處理小麥秸稈氮磷鉀養(yǎng)分含量存在差異, 其中, 全氮、全磷含量均以BN處理最高, 分別為0.136%、0.082%, 顯著高于NPK、CK處理(<0.05), 分別增加了17.59%、36.00%和12.33%、22.68%; 全鉀含量以BM處理最高, 與CK差異顯著(<0.05)。從水稻秸稈養(yǎng)分看, 全氮以BH最高, BM次之, 較CK分別增加了48.06%和39.50%, 差異顯著(<0.05); 全磷含量顯著高于其他施肥處理(<0.05), 以BH最高, 其次為BM, 分別比CK增加了23.42%和21.08%; 秸稈全鉀含量以BN最高, NPK次之, 各施肥處理間差異不顯著, 但除BL外均顯著高于CK(<0.05)。

3.2 不同處理土壤、植株及籽粒中重金屬含量變化

3.2.1 不同處理土壤重金屬含量

表4為土壤重金屬含量測定結(jié)果, 由表可見, 小麥季土壤 Cd、Cr、Cu、Pb、Zn含量均以BH處理最高, 分別較CK增加了18.76%、146.42%、51.24%、17.89%和25.43%; BN處理土壤Cd、Cr、Cu、Pb含量分別較CK增加了3.24%、126.69%、48.39%、10.46%, 其中Cd、Cr含量低于NPK處理, 而Zn含量較CK降低了6.42%。

表 3 小麥、水稻產(chǎn)量及秸稈氮磷鉀含量

Tab.3 Yields of wheat and rice and nutrient content of wheat and rice straws

注: 平均值±標(biāo)準(zhǔn)差, 不同小寫字母表示在5%水平上差異顯著(<0.05)。

表 4 稻麥輪作不同施肥處理土壤重金屬含量變化

Tab.4 Heavy metal content of soil under different fertilizer treatments in rice-wheat rotation system

注: 平均值±標(biāo)準(zhǔn)差, 不同小寫字母表示在5%水平上差異顯著(<0.05)。

水稻季土壤 Cd、Cr含量以NPK處理最高, 分別較CK增加了39.18%和66.27%; Cu、Pb、Zn含量以BH處理最高, 分別較CK增加了11.69%、30.52%和45.75%; BN處理土壤Cd、Cr、Cu、Pb、Zn含量分別較CK增加了13.75%、42.08%、3.93%、6.97%、21.32%。

盡管施肥后土壤重金屬含量有所增加, 但總體看, 其總量并未出現(xiàn)逐年增加的趨勢, 且含量均低于國家《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)二級標(biāo)準(zhǔn)值。與BH或NPK處理相比, BN處理重金屬含量增加較少, 說明合理施肥不會帶來稻麥輪作土壤重金屬污染。

3.2.2 不同處理小麥和水稻秸稈重金屬含量

表5結(jié)果顯示, 小麥秸稈中未檢測Cd; Cr(III)、Zn含量以NPK處理最高, 分別比CK增加了3.42%和29.76%, Cu、Pb含量以BH處理最高, 較CK增加了16.01%和31.20%。BN處理Cr、Cu含量均低于CK處理, 而Pb與Zn含量較CK增加了30.16%和27.01%。

水稻秸稈中Cr(III)、Cu含量以BH處理最高, 分別較CK增加12倍和13.32%, Cd、Pb含量以NPK處理最高, 較CK增加了46.13%和92.17%, Zn含量以BM處理最高, 較CK增加56.41%。BN處理Cd、Cr、Cu、Pb、Zn含量分別較CK增加了9.83倍、35.97%、3.97%、23.47%和56.51%。以上結(jié)果表明, 與BH或NPK處理相比, BN處理作物秸稈中重金屬含量增加較少。

3.2.3 不同處理小麥和水稻籽粒重金屬含量

對小麥籽粒(面粉)重金屬分析結(jié)果(表6)表明, 面粉中均未檢測出Cd, Cr、Cu、Pb、Zn含量均以BH處理最高, 分別較CK增加了84.64%、46.39%、76.49%、68.45%; BN處理面粉中Cr、Cu、Pb、Zn含量較CK增加了23.29%、28.73%、51.10%和4.71%。

同樣, 所有處理糙米均未檢測出Cd, Cr、Pb、Zn含量均以BH處理最高, 分別較CK增加了71.22%、66.08%和5.55%, Cu含量以NPK處理最高, 較CK增加了6.66%; BN處理糙米中Cr、Cu、Pb、Zn含量較CK分別增加了63.08%、3.99%、66.09%和5.55%。

表 5 不同處理小麥及水稻秸稈重金屬含量

Tab.5 Heavy metal content in wheat and rice straw

注: 平均值±標(biāo)準(zhǔn)差, 不同小寫字母表示在5%水平上差異顯著(<0.05)。

表6 面粉及糙米重金屬含量

Tab.6 Heavy metal content inflour and brown rice

注: 平均值±標(biāo)準(zhǔn)差, 不同小寫字母表示在5%水平上差異顯著(<0.05)。

盡管多數(shù)施肥處理小麥面粉和水稻糙米中重金屬含量高于CK(除Cd外), 但均低于《國家食品重金屬含量》限制標(biāo)準(zhǔn)值(NY861-2004)。而且籽粒中重金屬含量以BN處理低于NPK處理, 說明沼氮混施有利于降低籽粒中重金屬含量。

4 討論

4.1 沼肥對土壤及作物養(yǎng)分含量影響

沼肥富含有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分, 施用后可提高土壤和作物養(yǎng)分, 并可增強(qiáng)微生物活性, 促進(jìn)土壤難溶性礦質(zhì)元素轉(zhuǎn)化, 提高養(yǎng)分有效性, 促進(jìn)作物吸收[16-17]。本試驗(yàn)中, 施肥顯著提高了土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量, 尤其以施用沼肥(BH)處理最佳, 土壤有機(jī)質(zhì)達(dá)到30.08—33.38 g·kg–1, 表現(xiàn)出了良好的提升土壤有機(jī)質(zhì)效果。有機(jī)肥配施氮肥能夠平衡作物不同生長階段養(yǎng)分供給, 增強(qiáng)氮素吸收, 提高產(chǎn)量[18], 與BH、NPK處理相比, BN處理增產(chǎn)效果顯著。

土壤硝態(tài)氮是作物直接吸收的氮素形式, 本研究結(jié)果表明, 小麥季土壤硝態(tài)氮含量高于水稻季, 說明旱田有利于硝態(tài)氮累積, 但若硝態(tài)氮?dú)埩暨^多, 淋溶后可造成地下水污染。國際標(biāo)準(zhǔn)旱田施氮量上限為225 kg·hm–2[19], 稻田施氮量150 kg·hm–2為宜[20], 以避免氮素淋失。本研究中, BH、BN處理施氮量分別為130 kg·hm–2和137 kg·hm–2, 屬于安全施肥范圍。

4.2 沼肥施用對土壤及作物重金屬含量影響

本研究試驗(yàn)區(qū)土壤和所用沼肥重金屬含量符合要求, 盡管施肥后土壤重金屬含量有所增加, 如沼肥高量(BH)與NPK處理土壤重金屬含量顯著高于CK, 但各處理重金屬含量均遠(yuǎn)低于國家《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)二級標(biāo)準(zhǔn)值。由于在沼氣厭氧發(fā)酵時(shí), 硫化物及磷酸鹽可與Cd、Pb等重金屬形成沉淀, 沼肥中重金屬主要存在于沼渣[21-23], 因而沼肥合理配施化肥, 既可增加土壤養(yǎng)分含量, 又能降低重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。本研究中, 沼氮混施(BN)處理土壤重金屬含量低于BH處理, 部分重金屬甚至低于NPK處理, 這可能由于過磷酸鈣富含Cu、Zn、Cd、Pb等重金屬所致[24-25]。

有研究指出, 土壤中的Cd遷移能力較強(qiáng), 易與Zn, Ni, Cu等呈現(xiàn)協(xié)同累積效應(yīng)[26], 但本研究所有處理小麥和水稻籽粒中并未檢測出Cd, 其余重金屬含量以BH處理最高, BN處理低于BH處理。從研究結(jié)果看, 施肥后小麥和水稻秸稈、籽粒中的大部分重金屬的含量有所上升, 但均未超過《國家糧食衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(NY861-2004)限值, 說明合理施用沼肥不會造成重金屬超標(biāo)[27]。本研究結(jié)果還表明, 土壤、秸稈與籽粒中重金屬含量逐漸降低, 說明未出現(xiàn)生物富集, 與相關(guān)研究相似[28]。

5 結(jié)論

(1)施用沼肥可有效提高土壤養(yǎng)分含量, BH與BN處理效果顯著。土壤有機(jī)質(zhì)與全氮含量以BH處理最高, 小麥季分別為33.38 g·kg–1和1.45 g·kg–1, 水稻季分別為30.08 g·kg–1和1.34 g·kg–1; 銨態(tài)氮含量在小麥季以BN處理最高, 為32.47 mg·kg–1, 水稻季以BH處理最高, 為50.87 mg·kg–1; 硝態(tài)氮含量以NPK處理最高, 小麥季和水稻季分別為19.78 mg·kg–1和14.27 mg·kg–1; 速效磷含量在小麥季以BH處理最高, 為27.07 mg·kg–1, 水稻季以BN處理最高, 為24.70 mg·kg–1; 速效鉀含量雖以NPK處理最高, 但與BH處理間差異不顯著, 小麥季和水稻季BH處理分別為88.04 mg·kg–1和85.32 mg·kg–1; 同時(shí)施用沼肥能夠顯著提高秸稈全氮、全磷、全鉀含量, 稻、麥產(chǎn)量均以BN處理最高, 分別為7564 kg·hm–2和4176kg·hm–2。

(2)施用沼肥處理會增加土壤和作物中重金屬含量, 但其總量并無明顯上升; 且土壤中Cd、Cr、Pb、Cu和Zn含量符合《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618- 1995)二級標(biāo)準(zhǔn)值; 作物籽粒中重金屬含量符合《國家糧食衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(NY861-2004)要求。(3)沼氮混施(BN)處理, 即小麥季用肥: 沼肥5.49× 104kg·hm–2+氮肥179.91 kg·hm–2, 水稻季用肥: 沼肥7.30×105kg·hm–2+氮肥176.91 kg·hm–2, 既可增加土壤及作物養(yǎng)分含量, 提高肥料利用率, 又能夠降低氮素淋失, 同時(shí)重金屬含量增加較少, , 是該區(qū)域一種較好的施肥方案。本研究為稻麥輪作連續(xù)兩年的結(jié)果, 沼肥長期施用對土壤重金屬有效性及其累積效應(yīng)有待進(jìn)一步研究。

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Effects of biogas manure application on nutrient and heavy metal content in soil and crop under rice-wheat rotation in Chengdu plain

SONG Sanduo1, LIU Hanjun1, LIU Yihao1, LIU Wu1, TAN Yuan1, DONG Zhenhuan1, TANG Xue1, YU Xiumei1, CHEN Qiang1,*, OU Yangping2

1. College of Resource, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China . Sichuan Agricultural Environmental Monitoring Center, Chengdu 610041, China 2. Sichuan Agricultural Environmental Monitoring Center, Chengdu 610041, China

In order to reveal the effects of biogas manure application on soil and crop nutrient and heavy metal content of rice-wheat rotation system in Chengdu plain, the field experiment included six fertilizer treatments, i.e., low amount of biogas manure (BL), medium quantity of biogas manure(BM), high quantity of biogas manure(BH), biogas manure combined with chemical nitrogen fertilizer(BN), chemical fertilizer(NPK), and no fertilizer treatment (CK) were carried out; and the soil total nitrogen, available P, available K, organic matter, Cd, Cr(III), Pb, Cu and Zn in soil, crop and grain were determined respectively. The results showed that the addition of biogas manure and fertilizer significantly increased the soil organic matter, total nitrogen, nitrate nitrogen, ammonium nitrogen, available phosphorus, and available potassium, and the content ranged from 1.19-1.45 g·kg–1, 17.65 g·kg–1-33.38 g·kg–1, 24.69-50.87 mg·kg–1, 12.35-19.73 mg·kg–1, 6.24-27.07 mg·kg–1and 62.81-90.08 mg·kg–1, respectively. Meanwhile, application of biogas manure could improve the total nitrogen, total phosphorus, and total potassium of wheat and rice straw. Application of fertilizer, including biogas manure, increased the content of heavy metal, which did not result in the heavy metal pollution. The soil Cd, Cr, Cu, Pb and Zn contents ranged from 0.191-0.334 mg·kg–1, 34.128-89.850 mg·kg–1, 11.071-17.148 mg·kg–1, 31.342-46.658 mg·kg–1and 99.808-145.475 mg·kg–1, respectively, which were lower than the second level of soil environment quality standard (GB15618-1995). Simultaneously, Cd was not detected in wheat or rice grains, and the contents of Cr, Cu, Pb and Zn ranged from 0.151-0.392 mg·kg–1, 3.206-5.181 mg·kg–1, 0.078-0.144 mg·kg–1and 22.242-41.825 mg·kg–1, respectively, which were lower than the state food and heavy metal content restrict standard for grain (NY861-2004). In conclusion, fertilizer treatment of biogas manure combined with chemical nitrogen fertilizer (BN) could increase crop yield, improve the soil fertility, and wouldresult in heavy metal content exceeding the national standard, hence, BN was a proper fertilization measurement for rice and wheat rotation system in Chengdu plain.

biogas manure; rice-wheat rotation system; soil and crop nutrient content; heavy metal

X833

A

1008-8873(2018)01-035-07

2017-02-23;

2017-04-11

國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD14B18); 四川省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目 (2014NZ0044)

宋三多(1986—), 男, 吉林遼源人, 博士, 主要從事微生物學(xué)研究, E-mail: ssanduo2015@hotmail.com

陳強(qiáng), 男, 博士, 教授, 主要從事微生物學(xué)研究, E-mail: cqiang @sicau.edu.cn

10.14108/j.cnki.1008-8873.2018.01.005

宋三多, 劉漢軍, 劉軼豪, 等. 沼肥施用對成都平原稻麥輪作土壤及作物養(yǎng)分和重金屬含量的影響[J]. 生態(tài)科學(xué), 2018, 37(1): 35-41.

SONG Sanduo, LIU Hanjun, LIU Yihao, et al. Effects of biogas manure application on nutrient and heavy metal content in soil and crop under rice-wheat rotation in Chengdu plain[J]. Ecological Science, 2018, 37(1): 35-41.