蔬菜专用功能复合肥钝化土壤镉的效果初探

胡 卉，戴金鹏，刘胜平

（1. 株洲市环境监测中心站，湖南 株洲 412008；2. 长沙县农业局，湖南 长沙 410100；3. 株洲市农业局，湖南 株洲 412000）

随着经济快速发展和工业化、城镇化的不断推进，我国土壤重金属污染问题已引起了广大民众的普遍关注与各级政府的高度重视。土壤重金属污染，直接导致了农产品重金属含量的超标，严重威胁着人民群众的身心健康。据相关资料报道，蔬菜尤其是叶类蔬菜比其他农作物更易于富集重金属[1-2]，而科学施肥，尤其是推广应用含土壤重金属钝化剂的功能性专用复合肥，可大幅降低轻度污染园地蔬菜镉、铅等重金属的含量，使之成为符合食品安全国家标准的农产品[3-6]。为此，开展了含重金属钝化剂的功能性蔬菜专用复合肥在生产实践中的应用效果研究。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2012年7至10月在株洲天元区马家河镇中路村草坪组已被镉轻度污染的园地土壤上进行。设置习惯施肥（CK）和施用含重金属钝化剂的蔬菜专用复合肥（GN）两个处理，3次重复。供试蔬菜为叶菜类的四月慢小白菜。CK处理，选用普通复合肥，其N、P2O5和K2O养分含量分别为18%、12%和10%；GN处理，选用叶类蔬菜专用复合肥，其N、P2O5和K2O养分含量分别为16%、10%和9%，其重金属钝化剂的质量百分比为40%，主要成分包括海泡石、钙镁磷肥、高岭土、膨润土、电厂炉渣等，以海泡石为主，其含量约占钝化剂总量的70%。两种肥料均由湖南隆科农资连锁有限公司株洲复合肥厂生产，设计用量均为750 kg/hm2，全部用作基肥。

在同一块地力均匀的园地上，设置田间试验小区，每个小区的面积为15.0 m2（3.0 m×5.0 m），各小区之间用0.2 m宽、厚塑料农膜包裹的田埂（埋深0.3 m）隔开，连续3次种植小白菜，其播种时间分别为7月15日、8月16日和9月18日，3季小白菜的生育期均控制在30 d。试验开始时，土壤的pH值为4.70，全镉（以Cd计，下同）含量为0.48±0.045 mg/kg、活性态镉（CaCl2提取）含量为0.31±0.029 mg/kg。

1.2 样品采集与分析

在田间小区内，采用“X”形状取样法，选取9个样点采集小白菜样品及其相应的耕层（0～18 cm）土壤样品。小白菜样品控制在2.5 kg以内，洗净后带回实验室杀青、烘干，制样；土壤样品经充分混合后，应用四分法留取1.5 kg左右装袋，送实验室风干，制样。

小白菜样品，分析其镉含量；土壤样品，分析其pH值和土壤活性态镉（CaCl2提取）含量。相关分析的预处理，均严格按照刘光崧主编的《中国生态系统研究网络观测与分析标准方法》进行[7]；消煮液中的镉含量采用AAS（GBC，Australia）测定；土壤样品的pH值采用常规分析法测定[8]。

数据统计与分析采用Excel 2000以及SPSS 16.0软件进行，处理间差异统计分析采用ANOVA法检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理对小白菜产量与镉含量的影响

2.1.1 小白菜产量 由表1可知，施用含土壤重金属钝化功能的蔬菜专用复合肥的处理（以下简称GN），连续3季的小白菜产量均比习惯施肥处理（以下简称CK）的低，但均未达到5%的显著差异水平，其中GN处理第1、2、3季的小白菜产量分别比CK处理的低4.4%、2.0%与0.9%。这与试验所用肥料的养分含量高低密切相关：GN处理的总养分含量仅为35%，而CK处理的高达40%。

表1 两个处理的小白菜产量Table 1 Yield of Chinese cabbage in the two treatments（ kg/m2）

表1也表明，小白菜连续3季产量逐渐增加，表明含土壤重金属钝化功能的蔬菜专用复合肥具有一定的后续供肥能力。

2.1.2 小白菜中镉含量 从图1中可以看出，GN处理可极显著降低小白菜可食部分的镉含量（P＜0.01），与CK处理相比，GN处理第1、2、3季小白菜镉的含量依次降低了13.6%、29.7%与33.6%。

从产品实际的镉含量来看（图1），CK处理各季小白菜的镉含量均超过食品安全国家标准中规定的叶类蔬菜的标准（＜0.2 mg/kg）[9]，且含量呈较明显上升的趋势；而GN处理各季小白菜的镉含量则呈极显著下降的趋势（P＜0.01），除第1季的镉含量超过了国家安全标准外，后两季的镉含量均控制在国家规定的安全标准以内，表明连续施用含土壤重金属钝化功能的蔬菜专用复合肥，可持续并显著降低小白菜中的镉含量。

2.2 不同处理对土壤pH值和活性态镉含量的影响

2.2.1 土壤pH值 研究结果表明（图2），CK处理的土壤pH值呈下降趋势，而GN处理则呈增加趋势，但两个处理各季间的差异均未达显著水平，表明习惯施肥加剧土壤酸化的潜在威胁，施用含土壤重金属钝化功能的蔬菜专用复合肥，能在一定程度上遏制土壤酸化的进程。

对比分析土壤的pH值，GN处理第1季的pH值较CK处理的pH值增加了0.09，而第2、3季的则分别增加了0.19与0.27，增速明显；两个处理间的土壤pH值，在第1季种植后，差异不显著，而第3季种植后，其差异达到了极显著水平（P＜0.01）。

2.2.2 土壤活性态镉含量 从图3中的结果可以看出，GN处理可显著降低土壤中活性态镉的含量（P＜0.01）。与CK处理相比，GN处理第1、2、3季土壤活性态镉含量依次降低了16.2%、31.3%与34.0%。

有研究表明，在酸性镉污染土壤上施用海泡石等钝化剂，可迅速提高土壤的pH值、降低土壤中活性态镉的含量，使农产品中的镉含量大幅降低[10-11]。而含土壤重金属钝化功能的蔬菜专用复合肥，含有40%的海泡石、钙镁磷肥、高岭土、膨润土、电厂炉渣等重金属钝化剂（其中海泡石的含量为28%）。因此，施用含土壤重金属钝化功能的蔬菜专用复合肥，可有效降低小白菜镉的含量。

2.3 不同处理对园地环境的影响

根据试验设计方案，施用含土壤重金属钝化功能的蔬菜专用复合肥，比习惯施肥减少N 30 kg/hm2（减少11.1%）、P2O515 kg/hm2（减少16.7%）和K2O 7.5 kg/hm2（减少10.0%）的使用量，不仅节约了有限的农业生产资料，还可有效防控农业面源污染。

3 结 论

习惯施肥与施用蔬菜专用重金属钝化复合肥两个处理第1、2、3季小白菜的产量无显著差异，但小白菜中镉含量差异极显著，后者比前者分别降低了13.6%、29.7%与33.6%，降镉效果明显。其原因是施用含重金属钝化剂的蔬菜专用复合肥，可迅速提高土壤的pH值（较习惯施肥处理第1、2、3季土壤pH值分别提高0.09、0.19与0.27），使土壤活性态镉含量大幅降低（较习惯施肥处理第1、2、3季土壤活性态镉含量分别降低了16.2%、31.3%与34.0%）。这表明施用含重金属钝化剂的蔬菜专用复合肥，是降低轻度污染园地小白菜镉含量的经济、有效途径之一。

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[3]李明德，汤海涛，汤 睿. 长沙市郊蔬菜土壤和蔬菜重金属污染状况调查及评价[J]. 湖南农业科学，2005，（3）：34-36.

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[7]刘光崧. 中国生态系统研究网络观测与分析标准方法[M]. 北京：中国标准出版社，1998. 204-284.

[8]鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京：中国农业出版社，2000. 81-83.

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[11]朱奇宏，黄道友，刘国胜，等. 改良剂对镉污染酸性水稻土的修复效应与机理研究[J]. 中国生态农业学报，2010，18（4）：847-851.