施用餐廚有機(jī)肥對(duì)設(shè)施菜地土壤重金屬含量的影響

徐四新 諸海燾 蔡樹美 張德閃

（上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，上海 201403）*為通信作者

有機(jī)肥作為綠色、生態(tài)農(nóng)業(yè)的重要養(yǎng)分來源，越來越受到人們的重視，在很多發(fā)達(dá)國(guó)家，有機(jī)肥用量占肥料總用量的比例已超過50%[1]。近年來，我國(guó)有機(jī)肥用量也呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)[2]。有機(jī)肥可以提供全面的無機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[3]，其營(yíng)養(yǎng)作用持久，對(duì)于土壤有機(jī)質(zhì)累積、土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)改善、土壤有益微生物群落形成、農(nóng)作物品質(zhì)提升十分重要[4]。然而，有機(jī)肥原輔料來源廣泛且復(fù)雜，其中可能含有重金屬等有害物質(zhì)，被施入土壤后具有累積風(fēng)險(xiǎn)，重金屬如果被植物吸收利用，則可能會(huì)通過食物鏈進(jìn)入人體，危害人體健康[5]。

目前，隨著我國(guó)垃圾分類工作不斷推進(jìn)，濕垃圾的終端處置問題日益突出。據(jù)報(bào)道，2015年我國(guó)城市垃圾產(chǎn)生量達(dá)1.86 ×109t，其中餐廚垃圾占37%～62%[6]。餐廚垃圾具有產(chǎn)生量大、含水量高、有機(jī)物和養(yǎng)分含量豐富等特點(diǎn)[7]，是一種寶貴的可資源化利用資源。利用餐廚垃圾堆肥生產(chǎn)有機(jī)肥料，能最大限度地將餐廚垃圾無害化、資源化，目前這種生態(tài)環(huán)保方式備受人們的青睞[8]。本文將探討餐廚有機(jī)肥對(duì)設(shè)施菜地土壤重金屬含量的影響，為餐廚有機(jī)廢棄物在農(nóng)業(yè)上的資源化利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)田位于上海市嘉定區(qū)緣菊糧食果蔬專業(yè)合作社內(nèi)，田塊土壤肥力為中等水平，肥力均勻。試驗(yàn)田土壤的基礎(chǔ)理化性狀見表1。

表1 試驗(yàn)田土壤的基礎(chǔ)理化性狀

1.2 試驗(yàn)材料

供試作物為青菜，品種為‘艷春’。供試的餐廚有機(jī)肥由有機(jī)肥料生產(chǎn)企業(yè)提供，肥料各項(xiàng)指標(biāo)均符合NY/T 525 —2021 的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)；商品有機(jī)肥和復(fù)合肥（N∶P∶K=15%∶15%∶15%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）均在市場(chǎng)采購(gòu)。供試有機(jī)肥的養(yǎng)分含量見表2。

表2 供試有機(jī)肥的養(yǎng)分含量

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)依據(jù)施肥情況設(shè)5個(gè)處理，處理(1)為無肥處理，不施用任何肥料；處理(2)為化肥對(duì)照，每667 m2施用復(fù)合肥40 kg；處理(3)為商品有機(jī)肥處理，每667 m2施用復(fù)合肥40 kg 和商品有機(jī)肥1 t；處理(4)為餐廚有機(jī)肥處理，每667 m2施用復(fù)合肥40 kg和餐廚有機(jī)肥1 t；處理(5)為高量餐廚有機(jī)肥處理，每667 m2施用復(fù)合肥40 kg 和餐廚有機(jī)肥3 t。本試驗(yàn)各處理的復(fù)合肥商品有機(jī)肥和餐廚有機(jī)肥均作基肥一次性施入。每處理重復(fù)3 次，隨機(jī)區(qū)組排列，每小區(qū)面積為18 m2。

本試驗(yàn)青菜于2022年2月11日進(jìn)行播種，每667 m2播種量為0.5 kg；青菜于2022年3月24日進(jìn)行采收，采收前各小區(qū)隨機(jī)選擇3 塊面積為1 m2區(qū)域進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。

1.4 檢測(cè)項(xiàng)目和方法

土壤有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法，土壤全氮含量的測(cè)定采用半微量凱氏法，土壤有效磷含量的測(cè)定采用碳酸氫鈉浸提- 鉬銻抗比色法，速效鉀含量的測(cè)定采用乙酸銨浸提- 火焰光度法，土壤pH 的測(cè)定采用pH 計(jì)法，土壤重金屬含量（Hg、As、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni）分別采用GB/T 17141—1997、GB/T 22105.1—2008、NY/T 1613—2008 方法測(cè)定。有機(jī)肥料養(yǎng)分含量的測(cè)定參照NY/T 5 2 5 —2 0 2 1 方法。植株中P b 含量的檢測(cè)采用G B 5 0 0 9.1 2 方法，植株中C d 含量的檢測(cè)采用G B 5 0 0 9.1 5 方法，植株中H g 含量的檢測(cè)采用G B 5 0 0 9.1 7 方法，植株中A s 含量的檢測(cè)采用G B 5 0 0 9.1 1 方法，植株中C r 含量的檢測(cè)采用GB5009.123 方法。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2016 軟件進(jìn)行初步處理，用SPSS19.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并用最小顯著性差異法（LSD）比較處理間數(shù)據(jù)的差異顯著性（顯著性水平為P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)青菜產(chǎn)量的影響

由表3 可知，無肥處理的青菜平均產(chǎn)量最低，每667 m2為1 885.3 kg；高量餐廚有機(jī)肥處理的青菜平均產(chǎn)量最高，每667 m2為2 186.2 kg，顯著高于無肥處理的平均產(chǎn)量。化肥對(duì)照、商品有機(jī)肥、餐廚有機(jī)肥、高量餐廚有機(jī)肥處理的青菜平均產(chǎn)量分別比無肥處理增產(chǎn)6.5%、9.0%、10.8%、16.0%；與化肥對(duì)照相比，施用餐廚有機(jī)肥后青菜的平均產(chǎn)量提高4.03%～8.86%。商品有機(jī)肥處理和餐廚有機(jī)肥處理的青菜平均產(chǎn)量雖然高于無肥處理的平均產(chǎn)量，但是差異未達(dá)到顯著水平，說明施用有機(jī)肥具有提高青菜產(chǎn)量的趨勢(shì)，且商品有機(jī)肥處理和餐廚有機(jī)肥處理對(duì)于提高青菜產(chǎn)量的效果基本一致。

表3 不同處理的每667 m2 青菜產(chǎn)量

2.2 不同處理對(duì)土壤重金屬含量的影響

由表4可知，與無肥處理相比，施用餐廚有機(jī)肥后，土壤中Cd、Cr、Cu、Zn 含量略有增加，土壤Hg 含量小幅下降，土壤中Pb、As、Ni 含量上下波動(dòng)，餐廚有機(jī)肥處理的土壤Cu含量顯著高于無肥處理的土壤Cu 含量。商品有機(jī)肥處理的土壤Cd 含量顯著低于化肥對(duì)照的土壤Cd含量。與商品有機(jī)肥處理相比，施用餐廚有機(jī)肥后，土壤中Cd含量略有增加，Cr、Hg、Zn 含量小幅下降，Pb、As、Cu、Ni含量小幅上下波動(dòng)，但3 個(gè)有機(jī)肥處理之間的土壤重金屬含量無顯著差異。總而言之，施用餐廚有機(jī)肥、商品有機(jī)肥對(duì)設(shè)施菜地土壤重金屬含量的影響基本類似。與無肥處理、化肥對(duì)照相比，施用餐廚有機(jī)肥雖然會(huì)引起設(shè)施菜地土壤重金屬含量的上下小幅波動(dòng)，但是對(duì)設(shè)施菜地土壤重金屬的累積無明顯影響。

表4 不同處理的土壤重金屬含量

2.3 不同處理對(duì)青菜樣品中重金屬含量的影響

由表5 可知，青菜樣品中Pb、Cd、Cr、Hg、As的平均含量分別為0.069 0、0.000 8、0.303 2、0.001 6、0.288 0 mg/kg，各處理青菜樣品的重金屬含量均符合國(guó)家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 2762—2017）。

表5 不同處理的青菜樣品重金屬含量

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，施用有機(jī)肥具有提高青菜產(chǎn)量的趨勢(shì)，且施用商品有機(jī)肥和餐廚有機(jī)肥對(duì)于提高青菜產(chǎn)量的效果基本一致。施用高量餐廚有機(jī)肥處理的青菜產(chǎn)量最高，顯著高于無肥處理的青菜產(chǎn)量，但與其他施肥處理的青菜產(chǎn)量無顯著差異。餐廚有機(jī)肥和商品有機(jī)肥對(duì)設(shè)施菜地土壤重金屬含量的影響基本類似，與無肥處理、化肥對(duì)照相比，施用餐廚有機(jī)肥雖然會(huì)造成設(shè)施菜地土壤重金屬含量的上下小幅波動(dòng)，但是對(duì)設(shè)施菜地土壤重金屬的累積無明顯影響，各處理青菜樣品中的重金屬含量均符合國(guó)家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 2762 —2017）。