不同施肥方式对土壤重金属累积的影响

邵赛男，徐 君，顾万帆，夏再槿，蒋柱龙，张忠锡，蒋玉根*

（1.杭州市富阳区农业技术推广中心植保土肥站，浙江富阳 311400；2.杭州市富阳区银湖街道办事处综合服务中心，浙江富阳 311402；3.杭州市富阳区大源镇人民政府综合服务中心，浙江富阳 311413；4.杭州市富阳区东洲街道办事处，浙江富阳 311401）

不同施肥方式对土壤重金属累积的影响

邵赛男1，徐 君1，顾万帆1，夏再槿2，蒋柱龙3，张忠锡4，蒋玉根1*

（1.杭州市富阳区农业技术推广中心植保土肥站，浙江富阳 311400；2.杭州市富阳区银湖街道办事处综合服务中心，浙江富阳 311402；3.杭州市富阳区大源镇人民政府综合服务中心，浙江富阳 311413；4.杭州市富阳区东洲街道办事处，浙江富阳 311401）

通过长期定位试验，研究不同施肥方式（不施肥、常规施肥、配方肥、配方肥+有机肥）、无机肥与不同用量有机肥混施及不同用量有机肥施用对土壤重金属含量的影响。结果表明，不同的施肥方式对土壤重金属累积的影响不同，农民习惯施肥增加了土壤重金属污染的风险，而施用配方肥整体上可降低土壤重金属污染风险，但砷污染的风险有升高趋势。从短期来看，施用商品有机肥有降低土壤重金属污染的作用；但由于肥料中含有一定的重金属（Cd、As、Cu、Zn），尤其是As，从长期来看，土壤重金属污染风险有增加的趋势。

施肥；重金属；环境风险

农田土壤重金属污染治理不仅是环境问题，还直接关系着食品安全、人体健康及可持续发展，各级政府对此高度关注。土壤污染问题成因复杂，但农业生产中农药和肥料的影响不容忽略。一方面，长期不当施用有机肥、磷肥等，会造成土壤中铜、锌、镉、铅的累积［1］；另一方面，施入的肥料还会影响土壤中重金属的化学行为，并会通过对植物的影响而间接影响土壤环境质量［2］。商品有机肥的生产是农业废弃物无害化处理的有效手段，同时，施用商品有机肥也是应对农田土壤质量退化的重要措施。近年来，随着政府对商品有机肥使用补助力度的加大，商品有机肥使用面积不断扩大，但由于受有机肥生产企业投资规模、质量管理、生产技术等因素的限制及原料来源影响畜禽粪便等原材料也存在重金属超标风险，商品有机肥的质量参差不齐；因此，有必要对有机肥施用的环境风险问题进行研究，特别是高氮、磷、有机肥长期施入土壤所导致的土壤恶化（酸化、盐渍化）、固定的重金属重新活化、新的重金属积累等问题［1］。通过分析富阳区自2008年以来的田间长期定位试验的土壤分析数据，研究不同施肥方式及施用肥料对土壤重金属累积的影响。

1 材料与方法

1.1 处理设计

长期定位试验地点位于富阳区洞桥镇贤德村、新登镇湘主村、胥口镇下练村、渌渚镇新浦村，建立时间为2008年，均为油菜+水稻生产体系。各长期地力监测点试验设计4个处理：CK-1（不施任何肥料）；NPK-C，常规施肥；NPK-P，配方肥；NPK-M，配方肥加有机肥，即在配方肥基础上每667 m2增施400 kg商品有机肥。其中，氮、磷、钾肥分别为尿素、过磷酸钙及氯化钾，所用配方肥为水稻配方肥（N：P2O5：K2O为20：8：12）。具体地：洞桥镇贤德村，NPK-C处理每667 m2施氮、磷、钾13.0、4.3、12.4 kg，NPK-P处理每667 m2施氮、磷、钾26.7、9.5、18.6 kg；胥口镇下练村，NPK-C处理每667 m2施氮、磷、钾10.6、2.5、11.2 kg，NPK-P处理每667 m2施氮、磷、钾26.7、9.5、18.6 kg；新登镇湘村，NPK-C处理每667 m2施氮、磷、钾15.5、2.4、8.7 kg，NPK-P处理每667 m2施氮、磷、钾26.0、11.0、20.4 kg；渌渚镇新浦村，NPK-C处理每667 m2施氮、磷、钾13.8、0、4.8 kg，NPK-P处理每667 m2施氮、磷、钾26.7、9.5、18.6 kg。

有机、无机肥配合施用监测点建立于2014年，安排在新桐油乡新桐村，种植布局为水稻-油菜。试验设计4个处理：CK-2，无肥区；NPK-M1，纯化肥+低量商品有机肥（每667 m2300 kg）；NPKM2，纯化肥+中量商品有机肥（每667 m2500 kg）；NPK-M3，纯化肥+高量商品有机肥（每667 m2700 kg）。各处理中纯化肥用量均为667 m2施氮、磷、钾30.65、7.6、18.9 kg。

商品有机肥施用监测点建立于2012年，安排在春江街道中沙村蔬菜区，主要是叶菜（空心菜）和番茄轮作。试验设计4个处理，CK-3，无肥区；M1，低量有机肥，每季每677 m2施1 t有机肥；M2，中量有机肥，每季每677 m2施2 t有机肥；M3，高量有机肥，每季每677 m2施3 t有机肥。

1.2 样品采集与测定

土壤样本在作物成熟收割后采集，每小区取耕层（0～20 cm）土壤，以S型采样法采集样点，并混匀为一个样本。土样经自然风干后研磨过100目筛，供土壤重金属全量分析。

土壤样本经强酸消解后，用ICP-MS测定Cu、Zn、Ni、Cr、Cd含量，原子荧光法测定Hg、As、Pb含量。

1.3 数据处理

所有数据用SPSS v19.0软件分析处理。

2 结果与分析

2.1 土壤重金属污染总体评价

为全面反映各污染物对土壤的不同作用，突出高浓度污染物对环境质量的影响，采用内梅罗综合污染指数法评价土样重金属污染状况。土壤污染水平分级标准采用国家土壤环境二级标准（GB 15618-1995），分级标准为：综合污染指数＞3为重度污染，2～3为中度污染，1～2为轻污染，0.7～1为警戒级，≤0.7为安全级［3-4］。

2.1.1 长期地力监测点土壤重金属污染评价

从综合内梅罗指数来看（表1），CK-1处理组污染主因为镉及铅，经过处理，内梅罗综合污染指数由轻污染级降至警戒级，特别是PCd降幅明显；NPK-C处理组内梅罗污染指数升高，接近轻污染级，污染指数升高的主因是汞和砷；NPK-P处理组污染指数一直保持在轻污染级，处理后污染指数有所下降，其中PCd降幅较大，PAs则有所升高；NPK-M处理组污染评级接近轻污染级，试验后污染指数上升，其中PCu和PAs升高是污染指数上升的主要原因。由上可知：不使用肥料，正常种植作物后，通过自然修复可有效改善土壤污染情况；相比较用单质肥料，施用配方肥可以减轻污染，但砷的污染风险在增加；施用有机肥则会加重土壤铜污染的风险。

表1 长期地力监测点试验前后土壤重金属污染评价

2.1.2 有机肥+无机肥配合施用土壤重金属污染评价

经1 a有机、无机肥监测试验后，4个试验组内梅罗污染指数除NPK-M 1组外，都有所下降，其中NPK-M3组降幅最大，污染评级从中度污染降为轻污染。从表2可知，当商品有机肥施用量少时（NPK-M 1），对土壤各项重金属指标的影响非常有限。PCd值下降是添加中、高用量商品有机肥组（NPK-M 2、NPK-M 3）综合污染指数下降的主要原因。随着有机肥施用量的升高，PCd降低，而PCu和PAs上升。CK-2组试验后PCd下降、PCr不变，而其他重金属Pi指数均上升，但由于PCd大幅下降，使得该组综合内梅罗指数下降。

2.2 施肥对土壤中重金属含量的影响

2.2.1 长期施肥对土壤重金属含量的影响

图1反映的是长期定位监测点建立后，土壤中重金属含量的年均变化情况。该结果与内梅罗综合污染指数反映的结果一致。施用配方肥（NPK-P）会加重土壤砷污染的风险；在施用配方肥的同时施用有机肥（NPK-M），则会使土壤铬及铜污染的风险加大。

表2 有机+无机肥配合施用试验前后土壤重金属污染评价

图1 长期施肥试验土壤中重金属含量的年均变化

2.2.2 有机肥+无机肥配合施用对土壤重金属含量的影响

图2反映了经1 a监测后各试验组土壤重金属含量的变化。不施用肥料的试验组（CK），土壤中的重金属除Cu、Pb、As外含量减少。随着商品有机肥施用量的加大，Cr含量的年均减少量增加，Ni、Cu、Zn含量的年均减少量变小，甚至在高量有机肥条件下，Cu、Zn含量增加。在施用商品肥的各处理中，土壤Pb含量均减少，而As含量均增加，但无明显变化规律。

图2 商品有机肥+无机施配合施用土壤中重金属含量的年均变化

2.2.3 不同商品有机肥施用量对土壤重金属含量的影响

图3反映了经4 a监测后各试验组土壤重金属含量的变化。不施用肥料的试验组（CK），其土壤中的重金属除As外均含量下降。施用有机肥后，土壤中Cr含量上升，且随着有机肥用量增加，变化量增大，而Pb、Hg含量降低。在中、高用量有机肥处理下，土壤中As含量上升，但低有机肥用量条件下，土壤中As含量降低。

图3 商品有机肥不同施用量土壤中重金属含量的年均变化

3 小结

本研究表明，土壤自然修复可有效改善土壤污染情况。不同的施肥方式对土壤重金属累积的影响不同，农民习惯施肥增加了土壤污染的风险，施用配方肥整体上可降低土壤重金属污染风险，但砷污染的风险有升高趋势。从短期来看，施用商品有机肥有降低土壤重金属污染的作用；但由于肥料中含有一定的重金属（Cd、As、Cu、Zn），尤其是As，从长期来看，土壤重金属污染风险有增加的趋势。

［1］ 徐明岗，曾希柏，周世伟，等.施肥与土壤重金属污染修复［M］.北京：科学出版社，2014：51-54.

［2］ 骆永明，吴龙华，胡鹏杰，等.锌镉污染土壤的超积累植物修复研究［M］.北京：科学出版社，2015：143-144.

［3］ 刘哲民.宝鸡土壤重金属污染及其防治［J］.干旱区资源与环境，2005，19（2）：101-104.

［4］ 李静，谢正苗，徐建明，等.杭州市郊蔬菜地土壤重金属环境质量评价［J］.生态环境学报，2003，12（3）：277-280.

（责任编辑：高 峻）

S147.2

A

0528-9017（2017）01-0180-03

文献著录格式：邵赛男，徐君，顾万帆，等.不同施肥方式对土壤重金属累积的影响［J］.浙江农业科学，2017，58（1）：180-182.

10.16178/j.issn.0528-9017.20170156

2016-07-05

富阳区科技发展计划项目（2014NK005）

邵赛男（1987-），女，浙江富阳人，助理农艺师，从事土肥技术研究、推广工作，E-mail：aoteman19870701@126.com。

蒋玉根（1964-），男，浙江富阳人，推广研究员，从事土肥技术研究、推广工作，E-mail：nyjtfz@163.com。