施用餐厨有机肥对设施菜地土壤重金属含量的影响

徐四新 诸海焘 蔡树美 张德闪

（上海市农业科学院，上海 201403）*为通信作者

有机肥作为绿色、生态农业的重要养分来源，越来越受到人们的重视，在很多发达国家，有机肥用量占肥料总用量的比例已超过50%[1]。近年来，我国有机肥用量也呈现逐年上升的趋势[2]。有机肥可以提供全面的无机营养物质和有机营养物质[3]，其营养作用持久，对于土壤有机质累积、土壤团粒结构改善、土壤有益微生物群落形成、农作物品质提升十分重要[4]。然而，有机肥原辅料来源广泛且复杂，其中可能含有重金属等有害物质，被施入土壤后具有累积风险，重金属如果被植物吸收利用，则可能会通过食物链进入人体，危害人体健康[5]。

目前，随着我国垃圾分类工作不断推进，湿垃圾的终端处置问题日益突出。据报道，2015年我国城市垃圾产生量达1.86 ×109t，其中餐厨垃圾占37%～62%[6]。餐厨垃圾具有产生量大、含水量高、有机物和养分含量丰富等特点[7]，是一种宝贵的可资源化利用资源。利用餐厨垃圾堆肥生产有机肥料，能最大限度地将餐厨垃圾无害化、资源化，目前这种生态环保方式备受人们的青睐[8]。本文将探讨餐厨有机肥对设施菜地土壤重金属含量的影响，为餐厨有机废弃物在农业上的资源化利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验田位于上海市嘉定区缘菊粮食果蔬专业合作社内，田块土壤肥力为中等水平，肥力均匀。试验田土壤的基础理化性状见表1。

表1 试验田土壤的基础理化性状

1.2 试验材料

供试作物为青菜，品种为‘艳春’。供试的餐厨有机肥由有机肥料生产企业提供，肥料各项指标均符合NY/T 525 —2021 的各项标准；商品有机肥和复合肥（N∶P∶K=15%∶15%∶15%，质量分数，下同）均在市场采购。供试有机肥的养分含量见表2。

表2 供试有机肥的养分含量

1.3 试验设计

试验依据施肥情况设5个处理，处理(1)为无肥处理，不施用任何肥料；处理(2)为化肥对照，每667 m2施用复合肥40 kg；处理(3)为商品有机肥处理，每667 m2施用复合肥40 kg 和商品有机肥1 t；处理(4)为餐厨有机肥处理，每667 m2施用复合肥40 kg和餐厨有机肥1 t；处理(5)为高量餐厨有机肥处理，每667 m2施用复合肥40 kg 和餐厨有机肥3 t。本试验各处理的复合肥商品有机肥和餐厨有机肥均作基肥一次性施入。每处理重复3 次，随机区组排列，每小区面积为18 m2。

本试验青菜于2022年2月11日进行播种，每667 m2播种量为0.5 kg；青菜于2022年3月24日进行采收，采收前各小区随机选择3 块面积为1 m2区域进行测产。

1.4 检测项目和方法

土壤有机质含量的测定采用重铬酸钾容量法，土壤全氮含量的测定采用半微量凯氏法，土壤有效磷含量的测定采用碳酸氢钠浸提- 钼锑抗比色法，速效钾含量的测定采用乙酸铵浸提- 火焰光度法，土壤pH 的测定采用pH 计法，土壤重金属含量（Hg、As、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni）分别采用GB/T 17141—1997、GB/T 22105.1—2008、NY/T 1613—2008 方法测定。有机肥料养分含量的测定参照NY/T 5 2 5 —2 0 2 1 方法。植株中P b 含量的检测采用G B 5 0 0 9.1 2 方法，植株中C d 含量的检测采用G B 5 0 0 9.1 5 方法，植株中H g 含量的检测采用G B 5 0 0 9.1 7 方法，植株中A s 含量的检测采用G B 5 0 0 9.1 1 方法，植株中C r 含量的检测采用GB5009.123 方法。

1.5 统计分析

试验数据用Excel 2016 软件进行初步处理，用SPSS19.0 软件进行统计分析，并用最小显著性差异法（LSD）比较处理间数据的差异显著性（显著性水平为P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同处理对青菜产量的影响

由表3 可知，无肥处理的青菜平均产量最低，每667 m2为1 885.3 kg；高量餐厨有机肥处理的青菜平均产量最高，每667 m2为2 186.2 kg，显著高于无肥处理的平均产量。化肥对照、商品有机肥、餐厨有机肥、高量餐厨有机肥处理的青菜平均产量分别比无肥处理增产6.5%、9.0%、10.8%、16.0%；与化肥对照相比，施用餐厨有机肥后青菜的平均产量提高4.03%～8.86%。商品有机肥处理和餐厨有机肥处理的青菜平均产量虽然高于无肥处理的平均产量，但是差异未达到显著水平，说明施用有机肥具有提高青菜产量的趋势，且商品有机肥处理和餐厨有机肥处理对于提高青菜产量的效果基本一致。

表3 不同处理的每667 m2 青菜产量

2.2 不同处理对土壤重金属含量的影响

由表4可知，与无肥处理相比，施用餐厨有机肥后，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 含量上下波动，餐厨有机肥处理的土壤Cu含量显著高于无肥处理的土壤Cu 含量。商品有机肥处理的土壤Cd 含量显著低于化肥对照的土壤Cd含量。与商品有机肥处理相比，施用餐厨有机肥后，土壤中Cd含量略有增加，Cr、Hg、Zn 含量小幅下降，Pb、As、Cu、Ni含量小幅上下波动，但3 个有机肥处理之间的土壤重金属含量无显著差异。总而言之，施用餐厨有机肥、商品有机肥对设施菜地土壤重金属含量的影响基本类似。与无肥处理、化肥对照相比，施用餐厨有机肥虽然会引起设施菜地土壤重金属含量的上下小幅波动，但是对设施菜地土壤重金属的累积无明显影响。

表4 不同处理的土壤重金属含量

2.3 不同处理对青菜样品中重金属含量的影响

由表5 可知，青菜样品中Pb、Cd、Cr、Hg、As的平均含量分别为0.069 0、0.000 8、0.303 2、0.001 6、0.288 0 mg/kg，各处理青菜样品的重金属含量均符合国家规定的相关标准（GB/T 2762—2017）。

表5 不同处理的青菜样品重金属含量

3 结论与讨论

试验结果表明，施用有机肥具有提高青菜产量的趋势，且施用商品有机肥和餐厨有机肥对于提高青菜产量的效果基本一致。施用高量餐厨有机肥处理的青菜产量最高，显著高于无肥处理的青菜产量，但与其他施肥处理的青菜产量无显著差异。餐厨有机肥和商品有机肥对设施菜地土壤重金属含量的影响基本类似，与无肥处理、化肥对照相比，施用餐厨有机肥虽然会造成设施菜地土壤重金属含量的上下小幅波动，但是对设施菜地土壤重金属的累积无明显影响，各处理青菜样品中的重金属含量均符合国家规定的相关标准（GB/T 2762 —2017）。