长期定位施肥对菜园土壤砷累积和分布的影响

2013-04-29孙仲秀周崇峻姜荧荧等

湖北农业科学 2013年9期

关键词：土壤

孙仲秀周崇峻姜荧荧等

摘要：为了解长期施肥对菜园土壤中砷累积和分布的影响，采集了沈阳农业大学蔬菜长期定位施肥试验基地5年的土壤样品（跨年份）进行分析。结果表明，1998-2009年，土壤砷含量只施有机肥的处理（A）比不施肥处理（B）高4.43%。2009年不同施肥处理不同土层土壤中砷的平均含量为0～20 cm 11.73 mg/kg、20～40 cm 8.28 mg/kg、40～60 cm 8.50 mg/kg；20～40 cm土层中As的平均含量比耕层中减少29.41%，40～60 cm土层中As的平均含量比耕层中减少27.54%；施用有机肥或化肥后土壤的砷含量多数有所提高，可见施肥是土壤中砷的主要来源；不施肥处理土壤中砷的含量呈逐年递增的趋势，说明土壤中的砷不仅仅是由施肥造成的，与小区的地理位置和环境也有很大的关系。

关键词：土壤；长期施肥；砷；累积和分布

中图分类号：X592 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）09-2021-03

肥料在我国农业上的应用历史悠久，合理施肥对提高农作物的产量和质量起到了很大的作用，然而，肥料本身以及施用方式不当对环境和人类所造成的影响也日益严峻[1]。其中，越来越受人们关注的土壤化学污染问题主要就是肥料污染[2]。施肥会向农田土壤中带入少量重金属，长期施用会造成土壤中砷等重金属的日渐积累，给农业安全生产和人畜健康带来隐患[3-5]。

关于长期施肥、不同施肥方式对土壤质量和作物品质影响的研究很多[1-8]，尤其长期施肥或不同施肥方式对土壤和作物中微量元素的含量及有效性变化的研究日益受到重视。近年来砷公害事件促使人们开展环境中砷的分布、行为、污染的生态效应及其控制措施等方面的研究，特别是对土壤砷污染的研究[3]。但目前长期定位施肥对菜园土壤砷含量影响的研究鲜见报道，而通过研究不同施肥方式下土壤中砷的累积和分布规律，进而采取相应的施肥措施，达到既保证农作物品质又不污染环境的目的。为此，以沈阳农业大学蔬菜保护地长期施肥试验基地土壤为基础，就长期施用不同肥料对土壤中砷含量的影响情况进行了研究，以期更准确地了解长期不同施肥情况下土壤中砷的富集状况，为蔬菜作物平衡施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

1.2 测定项目及方法

试验测定1998、2002、2005、2006、2009年5年的0～20 cm表层土样及2009年A区和B区不同深度（0～20、20～40、40～60 cm）土样，采样时间为每年的10月5日，在各小区选取具代表性的5点取样混合备用。自然风干后磨细过100目筛，分析土壤中As的含量。

土壤砷含量用氢化物-原子荧光光谱法测定。数据采用Microsoft Excel、DPS V3.01软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同年份不同施肥处理对土壤砷含量的影响

2.2 不同施肥条件下土壤砷的累积

综上所述，土壤中As的含量随不同的施肥处理而有所变化。其中，BNP处理12年土壤As平均含量最高，AN和ANPK处理最低。绝大多数处理土壤中As的含量都有随年份变化而增加的趋势，且近年来土壤As的富集速度有明显加快的趋势。这可能与近年来大气污染速度加快有关。就可控制的方式来说，提高作物产量及降低土壤中As富集速度的较好途径为有机肥与氮磷钾肥配施。

2.3 2009年不同施肥处理土壤中砷的剖面分布

一般As在土壤剖面中的分布主要集中在0～20 cm土层[10]。在研究中，As在剖面中的分布并没有完全呈现从表层开始逐渐降低的趋势，而是20～40 cm及40～60 cm土层中各处理土壤As含量的变化幅度不大。由图1可见，在研究中大部分处理As的含量显示随土层的加深其含量先减小后略有增加。土壤中As的平均含量0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层中分别为11.73、8.28、8.50 mg/kg；20～40 cm土层中As的含量比耕层（0～20 cm）中减少29.41%；40～60 cm土层中As的含量比耕层中减少27.54%。耕层土壤中BNP处理的As含量最高。

3 小结

土壤中砷含量在2006-2009年的年平均增长量达到了0.57 mg/kg。照这样的增长速度，以2009年土壤中重金属As含量为基础值，估计As的含量在BNP处理的土壤中两年后将超过国家环境质量一级标准，而在不施肥的土壤中8年后也会超过此标准。

不施肥处理小区的砷含量呈逐年递增的趋势，说明土壤中的砷不仅仅是由施肥造成的，与小区的地理位置和环境也有很大的关系。大气的沉降和汽车尾气等也会给土壤带来一定量的砷污染。

土壤中砷的累积和分布是由多方面因素引起的，这里仅从施用肥料角度研究了土壤中砷的累积和分布，研究发现大气环境对土壤中砷的累积和分布有一定的影响，需要进一步结合环境生态理论来研究土壤中砷的变化。

参考文献：

[1] 中国农业科学院土壤肥料研究所.中国肥料[M].上海：上海科学技术出版社，1994.

[2] 崔键，马友华，赵艳萍，等.农业面源污染的特性及防治对策[J].中国农学通报，2006，22（1）：335-340.

[3] 李强，莫大伦. 土壤环境中砷污染的危害及其研究进展[J].热带亚热带土壤科学，1997，6（4）：291-295.

[4] 胡伟，王兴祥，黄国勤，等.不同施肥方式对菜园土壤环境质量及作物产量的影响[J].江西农业学报，2006，18（2）：80-83.

[5] 陈芳，董元华，安琼，等.长期肥料定位试验条件下土壤中重金属的含量变化[J].土壤，2005，37（3）：308-311.

[6] 马智宏，李吉进，潘立刚，等.不同有机肥处理对土壤及芹菜中重金属残留的影响[J].安徽农业科学，2008，36（21）：9181-9183.

[7] 杨丽娟，李天来，付时丰，等. 长期施肥对菜田土壤微量元素有效性的影响[J].植物营养与肥料学报，2006，12（4）：549-553.