贵州磷肥施用对耕地土壤重金属铅的影响

2017-01-05 08:09:02张珍明何腾兵林昌虎
耕作与栽培 2016年5期
关键词:施用量磷肥贵州省

方 慧,张珍明,2,何腾兵,3*,林昌虎,4

(1.贵州大学农学院,贵州 贵阳 550025;2.贵州省生物研究所,贵州 贵阳550002;3.贵州大学新农村发展研究院,贵州 贵阳 550025;4.贵州医科大学/贵州省中科院天然产物化学重点实验室,贵州 贵阳 550004)



贵州磷肥施用对耕地土壤重金属铅的影响

方 慧1,张珍明1,2,何腾兵1,3*,林昌虎1,4

(1.贵州大学农学院,贵州 贵阳 550025;2.贵州省生物研究所,贵州 贵阳550002;3.贵州大学新农村发展研究院,贵州 贵阳 550025;4.贵州医科大学/贵州省中科院天然产物化学重点实验室,贵州 贵阳 550004)

伴随工业发展和环境污染加剧,铅污染也越来越受关注。铅污染的土壤会直接影响农作物的产量和质量,而且可以通过食物链进入人体危害人类健康。文章较为全面的总结了贵州土壤重金属铅的研究现状,分析了贵州省近十年来磷肥施用及其对耕地土壤重金属铅的影响。结果表明:全省磷肥施用量整体呈上升趋势,耕地土壤铅属于清洁状态,但是局部的污染是存在的;磷肥的施用会增加耕地土壤铅含量,但是低贡献率不会使耕地土壤重金属铅短期内达到污染水平;磷肥的施用改变耕地土壤pH值,进而影响耕地土壤铅的生物有效性,pH值升高,铅的生物有效性降低;磷肥的施用还会降低非残渣态铅含量。研究可为深入探讨磷肥施用对耕地土壤重金属铅的影响和污染防治提供依据。

铅;磷肥;施用;土壤;污染

作为最宝贵的不可再生资源的耕地,是粮食生产的载体,是必要的资源和人类生存与发展的物质基础,是经济和社会发展的必要条件[1-3]。我国耕地面积有限,后备资源不足,人均占有量远远低于世界平均水平[4-8]。20世纪90年代以来,我国实行严格的耕地保护政策,有针对性的耕地保护措施也先后出台,但是效果并不理想[9],进入21世纪,耕地总量净减少[10],习近平总书记对耕地保护工作作出重要指示,他强调耕地是我国最为宝贵的资源,我们要像保护大熊猫一样保护耕地[11]。

目前,世界各国耕地均存在不同程度的污染[12-14],欧洲受重金属污染的农田有数百万公顷[15]。环保部和国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》表明我国耕地土壤重金属污染问题比较突出[16],目前我国耕地土壤受重金属污染比例已超过70%,相当于全国耕地土壤总面积的1/6[17]。铅作为土壤元素背景及重金属污染控制的主要成分,是我国《重金属污染综合防治“十二五”规划》5种优先控制污染物之一[18],具有隐蔽性、不可逆性和积累性等特点[19],在环境中比较稳定,其积累会导致被污染土壤中铅浓度升高,造成生态环境的破坏[20-22]。据统计,我国约有1.3×104hm2耕地受到铅等重金属污染,导致粮食减产达107t[23]。铅是重金属污染物中毒性比较大的一种金属,无论是对土壤,还是土壤上生长的植物与生活的人类都有极大的影响[24-28]。Patra[29]等研究表明,低浓度的铅能激活土壤微生物,加速土壤养分循环与转化,提高叶绿素的合成速度,促进植物的生长。铅作为植物生长的非必要元素,植物的根和叶子吸收后,打破了植物体内元素的平衡状态,造成营养胁迫,阻碍植物生长,花期被延长,抽穗期推迟,降低产量,影响质量等[30-32]。重金属铅还会通过食物链富集在人体,破坏身体系统,危害人类健康[21,25]。

磷是植物生长的必需营养元素,但我国74%的耕地土壤缺磷[33]。磷肥的当季利用率一般只有10%~20%[34],这是因为施入土壤中的磷肥只有极少一部分被农作物吸收利用, 绝大部分以不同的形存在土壤中和转入地下水,即使存在于土壤中的磷素也会被淋溶,汇入径流,造成水体面源污染[35]。近年来大量学者着眼于贵州磷肥生产的技术可行性、磷肥在农业增产上的作用、各个地区土壤与植物体内铅含量的测定和重金属铅染水平的评价,而对于贵州磷肥施用与耕地土壤重金属铅之间的联系尚未有学者做出分析,本文主要在分析贵州磷肥施用状况以及土壤铅含量与污染现状的基础上,探究磷肥施用对土壤重金属铅的影响,为今后贵州省合理施用磷肥、土壤重金属铅污染的防治与修复、绿色生态农业发展提供理论支撑。

1 贵州土壤重金属铅研究现状

耕地土壤重金属污染问题日益严重,目前已成为土壤污染研究的重点,为全面了解贵州土壤重金属铅的研究力度与不足,本文以中国知网为检索数据库,以“土壤重金属”为主题词,在其检索结果中再以“贵州”为主题词,剔除不涉及铅的文献,共检索出72篇目标文献;同时通过web of science数据库,以“soil heavy metal”为主题词,在其检索结果中分别再以“Guizhou”和“karst”为主题词,去除不相关的文献,2006~2015近十年间我国学者共发表14篇外文文献。对上述86篇文献进行统计分析,相对全面地了解近期国内有关贵州土壤重金属铅的研究现状和研究成果。

从图1可知,2006~2015年十年间我国学者对贵州土壤重金属铅的研究取得了相当大的成果,发表的论文数量整体呈增长趋势,中文文献的数量一直远远多于英文文献的数量。就中文文献而言,从2010年开始,波动增长的趋势明显增大,2010年以前每年发表的论文数量比较稳定,除了2007年只有2篇外,其他年份均为3篇。而对于英文文献,从2009年起,才有少量学者开始进行研究,但总体也算实现了从无到有,并呈现增长的趋势。

图1 2006-2015年我国作者发表的有关贵州土壤重金属铅的论文统计Fig.1 Statistics of the research papers published by Chinese scholars in 2006-2015

备注:A:安全或风险评价;B:污染现状;C:污染源;D:含量或分布特征;E:动植物富集;F:污染防治;G:积累或浸出图2 2006-2015 年贵州土壤重金属铅研究方向统计Fig.2 Statistical analysis of the research directions of Guizhou from the years of 2006-2015

1.1 近期贵州土壤重金属铅的主要研究方向

对我国近十年的贵州土壤重金属铅发表的论文进一步分析,可得相关领域研究方向(如图2),主要有安全或风险评价、污染现状、污染源、含量或分布特征、动植物富集、污染防治以及积累或浸出7个研究方向。7个方向的研究力度不均匀,中文文献主要集中在对土壤中重金属铅的含量与分布的研究,并在此基础上进行大量安全或风险评价以及污染现状的分析,英文文献同样集中于对含量与分布的研究,此外对重金属铅的积累或浸出研究较多,其他方向的研究极少,甚至没有污染防治方面的探究。

1.2 贵州耕地土壤重金属铅的现状

1.2.1 铅的含量

铅在地壳岩石中的平均丰度为16mg/kg,土壤中铅的含量为2~200mg/kg,我国土壤中铅的平均背景值为(26.0±12.4)mg/kg,贵州省土壤铅的背景值为24.7mg/kg[36]。宋春然[37]等人在对贵州土壤重金属含量分布规律的研究中测出铅的平均含量为45.0mg/kg,与以前研究的贵州省土壤背景值差异在-30%~20%。不同土壤类型铅含量存在差异,贵州省石灰土铅的背景值是56mg/kg。

1.2.2 土壤铅的污染状况

贵州省作为一个高背景值省份,土壤重金属含量高,但主客观因素的叠加导致局部污染。2000年,根据贵州大学及贵州省理化测试分析研究中心研究结果表明,铅污染较轻,不是贵州省的主要污染物[38],罗文敏之后的研究得出贵州省铅污染指数0.91,没有达到污染水平,属尚清洁程度[39],铅污染主要集中在黔南州和安顺市[38-40]。就贵阳市蔬菜地土壤重金属综合污染状况而言,铅对土壤重金属污染贡献不大,肖厚军[41]等人的研究也得出相同的结论,余菲、肖玲等[42]在对贵阳市中心城区土壤重金属污染现状进行研究时,并未将铅列入研究范围。周涛[43]以贵阳市白云区、花溪区、惠水县、清镇市等城郊菜地土壤为研究对象时发现,从单项污染指数看,铅为安全级,污染水平为清洁,同时刘元生等人研究得出贵阳市乌当区耕地中铅的综合污染指数没有超过0.7的,说明全区耕地土壤几乎没有铅污染[44]。铅在草海流域各个村区的单因子污染指数均在0.7以下,研究区域耕地土壤也未受到铅元素的污染[45]。吴迪[46]等采用土壤重金属单因子污染指数和综合污染指数评价方法,对织金县规划的7个无公害农产品生产基地土壤中重金属铅综合污染指数均小1。

以贵州省土壤重金属背景值为评价标准,本省9个土地整治项目区耕地均存在以铅和其他重金属为主的复合污染[47],贵州典型农业园区耕地中铅虽未在国家土壤二级标准上表现出污染性,但由于其在各园区中存在普遍或局部的积累,说明其在外来污染源的作用下,表现出针对贵州省土壤背景值的污染[48]。张清海[49]等对贵州农业土壤样品进行检测,发现铅是贵州农业非点源重金属主要污染物之一,且从污染程度来看,铅在贵州省农业非点源污染土壤中重金属累积污染程度中排第二,再次印证了污染的局部性。

2 贵州磷肥施用情况

施肥是农业生产中必不可少的农业措施,科学合理的施用化学肥料不仅能培肥地力,保护生态平衡,协调土壤养分,而且能提高作物品质,促进作物增产、增收[50]。但是施肥措施不恰当不仅对农业生产不利,而且还会造成环境的污染。贵州省属于喀斯特地貌,地形崎岖、土壤十分贫瘠,贵州省70至80年代全省第二次土壤普查结果表明,磷素含量偏低,缺磷面积大,因此,全省提出了重磷的施肥措施。进人80年代后期,特别是90年代以来,由于全省复种指数的提高,磷肥用量倍增[51],总体上说贵州省磷肥的施用与当时农作物生产水平是相适应的[52]。

图3 贵州省各市(州)磷肥施用情况(2005-2014)Fig.3 Application of phosphate fertilizer in Guizhou province(2005-2014)

根据贵州省近10年统计年鉴,贵州省9个市(州)磷肥施用情况存在差异(图3),遵义市每年的磷肥施用量遥遥领先于其他各市(州),其次是毕节市,遵义与毕节农业人口比重大,地方经济发展比较快,农业发展过程中肥料施用量大[53],再者毕节土壤比较瘦薄,磷素缺乏,对土壤中增施一定数量的磷肥能达到增产稳产的效果[54]。2010年以前六盘水市的磷肥施用量最少,2010年以后(含2010年),贵阳市的磷肥施用量一直屈居最后,贵州省平均每年磷肥施用量为332.51kg/667m2。

图4 贵州省磷肥施用情况(2005-2014) Fig.4 Application of phosphate fertilizer in Guizhou Province

2005~2014年(图4),近十年来贵州磷肥施用量整体呈增长趋势,2014年磷肥施用量为11.87万t(纯量),相比2005年增长了17.78%,这是因为贵州农业土壤磷养分欠缺,但是磷肥的施用量在贵州全省肥料施用量中所占比例有所下降,说明其他肥料施用量增长幅度比磷肥大。

贵州农业生产施肥以化肥为主,磷肥主要是重过磷酸钙、普通过磷酸钙、钙镁磷肥,它们在全省的施用比例占磷肥的总量分别为43.32%、27.38%、29.31%[55]。

3 贵州磷肥施用对耕地土壤中铅的影响

3.1 增加土壤中铅的含量

大量研究表明化肥的不合理施用会造成土壤污染[56-58],土壤化肥污染最主要的就是增加土壤重金属[40]。土壤铅污染一部分来自化肥的施用[55],黄丽[59]等人在与贵州地形气候、地形非常相似的三峡库区开展的农田径流监测工作,发现磷肥在土壤中的平均残留率为13.2%。磷肥的生产从原材料磷矿石等到加工成产品,都会带进一些重金属元素,其含量的高低与原材料及生产技术密切相关,磷肥生产所用的原料磷矿石、硫铁矿等含有一定量的铅等有害重金属元素,对土壤环境影响很大,通过实验分析得出贵州施用的普通过磷酸钙和钙镁磷肥铅含量的范围分别为0.81~16.40mg/kg、2.75~9.98mg/kg[60],含有铅的磷肥施入土壤会将铅也一起带入土壤,更多Ca2+、Mg2+进入土壤,与铅发生拮抗作用,被滞留在土壤中[55]。Cao[61]、陈世宝[62]研究表明,磷矿粉和过磷酸钙都能促进磷酸铅盐沉淀,降低土壤铅的迁移。

表1 磷肥对土壤铅的贡献量Table 1 The contribution of phosphate fertilizer to soil lead

根据贵州省2014年农作物总播种面积、磷肥施用量以及三种磷肥的施用比例计算当年磷肥对土壤铅的贡献率,普通过磷酸钙、钙镁磷肥、重过磷酸钙分别铅含量平均值8.35mg/kg、6.20mg/kg、176.4mg/kg[60]计算,耕层土壤重量353510kg/667m2[63],贵州省2014年磷肥施用量为11.87万t(折纯量),农作物总播种面积为36.78万亩,2014年作为10年以来磷肥施用量最高的年份,对耕地土壤铅的贡献率仅9.278*10-6ug/kg、7.374*10-6ug/kg、3.101*10-4ug/kg,除去进入作物体内以及流失的部分,残留在土壤中的铅含量就更少了。根据土壤环境质量评价指标极限值,磷肥的施用对土壤铅的贡献率很小,这与张青梅[63]对湖南省磷肥施用对土壤重金属的贡献率研究结果一致。

表2 土壤环境质量评价指标极限值Table 2 Limiting value of soil environmental quality assessment index

童倩倩[64]在重金属匀速累积模式下,预测重金属铅含量超国家土壤Ⅱ级标准限值的年限大于50年;但在加速累积模式下,磷肥施用不采取相应措施,表层土壤在30年内会有遭受铅的污染的可能,未来污染情况令人担忧,必须开展土壤污染治理工作。

3.2 通过土壤pH值影响铅的生物有效性

不同磷肥施用对土壤的pH影响比较大,并且不同形态肥料之间的差异也比较明显。钙镁磷肥能使土壤pH值升高,过磷酸钙能使土壤pH值降低。钙镁磷肥中含有部分的氧化钙、氧化镁,水溶液呈碱性,因此钙镁磷肥的施用可以提高土壤的pH,而过磷酸钙含有的游离硫酸和磷酸,使过磷酸钙呈酸性,过磷酸钙能使土壤pH下降1.5左右[36]。pH值的变化可以影响到土壤铅的生物有效性,一般认为是土壤pH升高,铅生物有效性降低,通过选择能提高土壤pH值的化学肥料来调控土壤铅的生物有效性是一种比较好的方法。Fang[65]等指出,重过磷酸钙和磷矿粉处理均可以显著降低复合污染土壤中的铅的生物有效性,铅污染的土壤中加入不同的磷化合物能通过改变土壤酸碱性而不同程度地影响土壤中铅的植物有效性,影响植株茎叶和组织中铅的含量[66]。

3.3 影响土壤中铅的形态

钙镁磷肥、过磷酸钙以及磷矿粉这三种磷肥都具有显著降低铅的各种非残渣形态含量的作用[66-68],同时使残渣态铅含量增加[69],非残渣形态铅能被降低15%~89%[68]。不同形态磷肥能改变土壤胶体的表面性质和土壤pH等一系列性质的不同变化,导致不同磷肥对铅在土壤中的行为不同,钙镁磷肥增加土壤磷酸根和硅酸根,促进了铅离子与磷酸根、硅酸根、氢氧根结合,增强了土壤氧化物对铅的吸附能力,减少了土壤交换态和碳酸盐结合态铅的含量,增加了有机结合态和残渣态的含量。因此不同磷肥由于本身的性质不同导致了施用下土壤铅形态所占比的变化[36]。

4 结语与展望

贵州高原山地居多,素有“八山一水一分田”之说,耕地受地形地貌的限制,面积有限,由于非农业用地增多,污染的加剧,耕地面积不断缩小。对于贫瘠的土壤,施用化肥是提高土壤养分,增加粮食单产的重要途径,统计数据表明贵州全省近十年磷肥施用量整体呈上升趋势,遵义和毕节一直都是磷肥施用量较大的区域。贵州省重金属铅处于一种高背景状态,但污染是局部的,铅污染主要集中在黔南州和安顺市。磷肥的施用增加了土壤中铅的含量,但总体而言尚不构成重金属污染;磷肥施用通过pH值影响铅的生物有效性,pH值升高,铅的生物有效性降低;同时还可以降低铅的非残渣形态。

贵州省肥料研究大多学者集中于针对某种作物肥料利用率的分析、不同施肥水平对作物产量的影响、以及有机肥微肥的应用,但对于磷肥大多还停留在生产技术研究方面。对于贵州省各个地区土壤重金属铅含量、污染现状以及安全与风险评价的研究已比较完善,但是其他方向的研究力度不够。鉴于此,今后对于贵州磷肥施用以及耕地土壤重金属铅的研究应从以下几个方面加以完善:(1)针对贵州大型磷矿厂生产的各种磷肥进行成分监测,合理的成分比例是高质量肥料的关键因素,为达到快速、多元素同步分析的目的,可以使用激光诱导击穿光谱等新技术;(2)针对单一重金属铅开展实验,探究不同磷肥施用量、施用方式以及不同种类磷肥施用对其产生的影响,包括直接的含量影响与间接的化学性质的影响,确定对土壤重金属铅污染贡献量最小的磷肥种类、用量以及有针对性的施肥方式;(3)贵州耕地土壤重金属铅的污染源到底有哪些,一直缺乏系统的分析,今后应该在明确污染来源的基础上打破“先污染后治理”的错误模式,从源头防治污染;(4)动植物富集是土壤重金属污染修复的重要措施,目前已发现的超富集重金属铅的动植物种类有很多,但如果贸然引进这些品种,势必造成生长不适应或无天敌的严重后果,挑选何种生物品种以及如何防范不良后果是开展动植物修复的首要任务,其次如何在进行动植物修复的同时保证农业收入是必须考虑的问题。

总之,不仅仅要控制磷肥施用对耕地土壤重金属铅造成的影响,而且要明确其他污染源,进而有针对性的开展源头防治工作,同时合理开展动植物污染修复工作。

[1] 伍继林,粟苑.农村耕地保护的有效措施[J].中国农业信息,2015,11:135.

[2] 俞舒挺.我国耕地保护的重要性及财政成本的理论分析[J].中国农业信息,2015,01:105.

[3] 仲怀月,宫叶红.浅谈耕地保护的重要性与面临形势[J].吉林农业,2012,09:65.

[4] 樊凌洁.对我国耕地保护现状与对策的研究[J].华北国土资源,2014,03:100-101.

[5] 郑昶.建设社会主义新农村与耕地的保护[J].经营管理者,2014,18:263.

[6] 杨雪.如何切实有效的保护耕地[J].北京农业,2013,24:238.

[7] 李维新,高飞.我国耕地保护现状及对策探讨[J].经济研究导刊,2012,32:39-40.

[8] 李燕.浅析耕地保护的重要性[J].华北国土资源,2010,01:18-19.

[9] 柯新利.我国耕地保护目标责任及区域补偿研究进展[J].华中农业大学学报(社会科学版),2014,01:117-123.

[10] 赵晓丽,张增祥,汪潇,等.中国近30a耕地变化时空特征及其主要原因分析[J].农业工程学报,2014,03:1-11.

[11] 胡能灿.新形势下耕地保护问题的研究[J].国土资源导刊,2015,04:54-59.

[12] 吴大放,刘艳艳,刘毅华,等..耕地生态安全评价研究展望[J].中国生态农业学报,2015,03:257-267.

[13] BUSCA G,LIETTI,RAMISA G,et al.Chemical and mechanistic aspects of the selective catalytic reduction of NOx by ammonia over oxide catalysts:A review[J].A ppl,Catal.B:Environ,1998,18:1-36.

[14] 李法云,臧树良,罗义.污染土壤生物修复技术研究[J].生态学杂志,2003,01:35-39.

[16] 蔡美芳,李开明,谢丹平,等.我国耕地土壤重金属污染现状与防治对策研究[J].环境科学与技术,2014,S2:223-230.

[17] 张稚妍.我国耕地土壤重金属污染现状研究[J].资源节约与环保,2015,06:161.

[18] Needleman H.Lead poisoning[J].Annual Review of Medicine,2004,55(1);209-222.

[19] Singh O V,Labana S,Pandey G.Phytore-mediation:An overview of metallic ion decontaminatin from soil[J].Applied Microbiology and Biotechnology,2003,61(6):405-412.

[20] 李兵.土壤中重金属的污染与危害[J].金属世界,2005,(5):43-45.

[21] 桂连彩,王宝山.土壤铅污染对农作物的伤害以及防治[J].潍坊学院学报,2005,5(6):75-80.

[22] 谢修鸿,梁运江.公路两侧旱田土壤中铅分布规律初报[J].湖北农业学,2007,46(5):716-718.

[23] 张从.污染土壤生物修复技术[M].北京:中国环境科学出版杜,2000:1-42.

[24] 徐慧,陈明.土壤铅、镉污染及其微生物修复研究进展[J].安徽农业科学,2015,01:65-67.

[25] 马东兵,高志敏,马青,等.土壤铅污染及其植物修复研究[J].四川林勘设计,2014,04:32-36.

[26] 刘舒.铅污染土壤修复工艺技术研究[J].环境与发展,2014,03:185-186.

[27] Oyedele D J,Obioh I B,Adejumo J.A,et al.Lead contamination of soils and vegetation in the vicinity of a lead smelter in Nigeria[J].The Science of the Total Environment,1995,172(2-3):189-195.

[28] Sauvé S,Manna S,Turmel M C,et al.Solid-solution partitioning of Cd, Cu, Ni, Pb, and Zn in the organic horizons of a forest soil.Environmental Science&Technology,2003,3(22):5191-5196.

[29] Patra J,et al.Tolerance and co-tolerance of the grass Chloris barlata Sw to tercury cadmium and zinc[J].New Phytologist,1994,128:165-171.

[30] 刘秋香,张沐,杨程.土壤铅污染及其超富集植物研究进展[J].江苏科技信息,2016,05:71-74.

[31] 杜连彩,王宝山.土壤铅污染对农作物的伤害及防治[J].潍坊学院学报,2005,06:75-80.

[32] 佟亚欧,金兰淑.土壤铅污染现状及钝化修复技术探讨[J].农业科技与装备,2010,06:31-32.

[33] 胡莹莹,张民,宋付朋.控释复肥中磷素在马铃薯上的效应研究.植物营养与肥料学报,2003,9(2):174-177.

[34] 尹飞虎,康金花,黄子蔚,等.棉花滴灌随水施滴灌专用肥中磷素的移动和利用率的32P研究.西北农业学报, 2005,14(6):199-204.

[35] 王京.磷肥施用造成的面源污染研究[J].广西轻工业,2007,(8):102-103.

[36] 邵代兴.黄壤菜地重金属铅生物有效性调控措施研究[D].贵州大学土壤学硕士论文,2007.

[37] 宋春然,何锦林,谭红,等.贵州省农业土壤重金属污染的初步评价[J].贵州农业科学,2005,33(2):13-16.

[38] 张明亮,王海霞.煤矿区矸石山周边土壤重金属污染特征与规律[J].水土保持学报,2007,21(4):189-19.

[39] 罗文敏.贵州农业非点源污染负荷区域差异性研究[D].贵州大学环境科学硕士论文,2009.

[40] 张建江,杨胜元,王林.贵州土壤环境污染现状及其防治建议[J].贵州地质,2008,25(4):292-296.

[41] 肖厚军,李剑,闫献芳.贵阳郊区菜地土壤铅含量及影响因素研究[J].农业环境科学学报,2008,27(1):174-177.

[42] 余菲,肖玲,康苗苗,等.贵阳市中心城区土壤重金属污染现状及其评价[J].城市环境与城市生态,2011,24(3):5-8.

[43] 周涛.贵阳市城郊菜地土壤重金属污染状况及其对蔬菜安全的影响评价[D].贵州大学环境科学硕士论文,2006.

[44] 刘元生,何腾兵,罗海波,等.贵阳市乌当区耕地土壤重金属污染现状及其评价[J].2003,25(10):42-45.

[45] 卫四涛.草海流域耕地土壤环境与主要农产品质量安全评价[D].贵州大学环境科学硕士论文,2013.

[46] 吴迪,秦樊鑫,邓琴,等.织金县无公害农产品基地土壤重金属含量分析与评价[J].贵州师范大学学报,2011,29(1):24-27.

[47] 何娇.贵州典型土地整治项目区耕地土壤重金属污染的评价[D].贵州大学土壤学硕士论文,2015.

[48] 钟正.贵州典型农业园区耕地土壤重金属特征研究[D].贵州大学环境科学硕士论文,2015.

[49] 张清海,林绍霞,林昌虎.贵州农业非点源污染土壤重金属含量特征及区域差异性研究[J].中国环境监测,2011,27(1):88-91.

[50] 孙时银,程扶旗.农作物合理施肥的作用和方法[J].现代农业科,2011,4(20):284-285.

[51] 贵州省土肥总站.贵州化肥施用的历史回顾与评价[C].中国化肥100年回眸---化肥在中国应用100年纪念,2002.

[52] 陈旭晖.贵州土壤养分含量的变化与施肥管理[J].植物营养与肥料学报,2001,7(2):121-128.

[53] 席路瑶,赵翠薇.贵州省化肥施用量的空间自相关分析[J].广东农业科学,2014,7(2):79-82.

[54] 贵州省毕节专区农业技术推广站.土壤通报[J].1964.

[55] 林绍霞.贵州区域土壤农业非点源污染物特征研究[D].贵州大学环境科学硕士论文,2009.[56] 施朋来.我国耕地资源现状及肥料施用探讨[J].现代农业科技,2015,24:214-227.

[57] NZIGUHEBA G,SMOLDERS E.Inputs of trace elements in agricultural soils via phosphate fertilizers in European countries[J].Science of the Total Environment,2008,390(1):53-57.

[58] CARBONELL G,DE IMPERIAL R M,TORRIJOS M,et al.Effects of municipal solid waste compost and mineral fertilizer amendments on soil properties and heavy metals distribution in maize plants(Zea mays L.)[J].Chemosphere,2011,85 (10):1614-1623.

[59] 黄丽,项雅玲,袁锦方.三峡库区农田的化肥面源污染状况研究[J].农业环境科学学报,2007,26:362-367.

[60] 陈海燕,高雪,韩峰.贵州省常用化肥重金属含量分析及评价[J].耕作与栽培,2006,(4):18-19.

[61] Cao XD,Wahbi A,Ma L,Li B,Yang YL.Immobilization of Zn, Cu, and Pb in contaminated soils using phosphate rock and phosphoric acid.J Hazard Mater,2009,164(2-3):555-564.

[62] 陈世宝,朱永官.不同磷化合物对中国芥菜铅吸收特性的影响[J].环境科学学报,2004,24(4):707-712.

[63] 张青梅,向仁军,刘湛,等.湖南省磷肥中重金属含量及形态特征[J].有色金属科学与工程,2015.

[64] 童倩倩.贵州石灰性耕地土壤主要重金属污染状况及预测研究[D].贵州大学环境科学硕士论文,2011.

[65] Fang YY,Cao XD,Zhao L.Effects of phosphorus amendments and plant growth on the mobility of Pb, Cu, and Zn in a multi-metal contaminated soil.Environment Sci Pollution Res,2012,19:1659-1667.

[66] 王碧玲,谢正苗,孙叶芳,等.磷肥对铅锌矿污染土壤中铅毒的修复作用[J].环境科学学报,2005,25(9):1189-1194.

[67] 苏小娟.有机酸和含磷物质对土壤铅的固定效果及其机理[D].华中农业大学博士学位论文,2015.

[68] 谢正苗,王碧玲,孙叶芳,等.含磷物质修复铅污染土壤[C].第三届全国环境化学学术大会论文集,2005.

[69] 田毅,张玉龙.过磷酸钙对土壤中铅的形态及其生物有效性的影响[J].沈阳农业大学学报,2007,38(3):327-330.

Effects of Phosphate Fertilizer Application on Soil Heavy Metal Lead in Cultivated Land in Guizhou

FANF Hui1, ZHANG Zhen-ming1,2, HE Teng-bing1,3*, LIN Chang-hu1,4

(1.CollegeofAgriculture,GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou550025,China; 2.BiologyinstituteofGuizhouprovince,Guiyang,Guizhou550002,China;3.NewRuralDevelopmentResearchInstitute,Guiyang,Guizhou550025,China;4.GuizhouMedicalUniversity,GuizhouKeyLaboratoryofNaturalProductChemistry,ChineseAcademyofSciencesGuiyang,Guizhou550004,China)

With the development of industry and aggravating environmental pollution,much attention has been paid to lead pollution.Soil polluted by lead affects yield and quality of crops directly,and endangers human health through the food chain indirectly.In this paper,research status of soil heavy metal Pb in Guizhou was summarized comprehensively,phosphate fertilizer application in recent ten years and its effects to arable soil heavy metal lead in Guizhou province was analyzed.Results indicated that phosphate fertilizer application in whole province has shown an upward trend and lead in arable soil has been clean,but local pollution has existed actually,lead content in arable soil has been increased by phosphate fertilizer,though low contribution rate will not drive arable soil heavy metal lead to pollution level in the short term,application of phosphate fertilizer can change the values of soil pH,thereby affecting the bio-availability of soil lead,increased pH can reduce the bio-availability of lead,non-residual Pb content has been reduced by phosphate fertilizer application.This study can provide a basis for further study on the impact of phosphorus fertilizer application on the heavy metal lead in arable soil and lead pollution's prevention and control.

lead;phosphate fertilizer;application;soil;pollution

2016-7-11

贵州省科技创新人才团队建设计划项目“贵州省土壤水肥调控与农业环境污染防治科技创新人才团队”(黔科合人才团队[2013]4020);贵州省教育厅科技项目“望谟县石屯镇油茶测土配方施肥技术应用与示范”(黔教合KY字(2015)517号)。

方慧(1992-),女,在读硕士,研究方向:土壤资源利用与保护。

何腾兵(1963-),男,教授,硕士生导师,主要从事土壤学和环境科学的教学与科研工作。

猜你喜欢
施用量磷肥贵州省
贵州省种公牛站
印度磷肥需求提升
印度磷肥采购量增加
春大豆施钼条件下最适氮磷肥施用量研究
全球磷肥价格上涨
不动产登记地方立法的思考——以贵州省为例
印度磷肥需求提升
贵州省党代会开得最成功
复合微生物菌剂施用量对烤烟产量和质量的影响
贵州省高速公路养护管理信息系统