肥料中氮磷和有机质对土壤重金属的影响及治污中的应用

胡庆文 林英 刘诗煜

（贵州省毕节市七星关区农牧局 贵州毕节 551700）

肥料中氮磷和有机质对土壤重金属的影响及治污中的应用

胡庆文 林英 刘诗煜

（贵州省毕节市七星关区农牧局 贵州毕节 551700）

如今，由于人们对于农作物产量的需求越来越高，因而施用的肥料的数量也就逐渐增多，但在实际施肥中，由于未随施肥量进行合理的规划，或者使用的方法不当，导致环境污染问题日益突出。本文就简单对肥料中的氮磷以及有机物对于土壤重金属的影响进行了简要的分析，并提出了相应的防治土壤重金属污染的有效措施。

肥料；氮磷有机质；土壤重金属；治污应用

1 引言

人口的不断增长，耕地的逐渐减少以及人们生活水平的不断提高，使得人们对于粮食等相关农作物产量以及品质的要求也在不断提高，而为了有效的提高农作物的产量，不得不施加更多的农药、化肥以及农膜等一系列的农用化学品，经实践表明，粮食增产中，肥料所起到的作用不容忽视，但由于肥料的过量使用，以及用法上存在着各种各样的问题，导致土壤中的有机物质遭到破坏，无机化程度越来越高，利用率也不断下降，环境污染日益严重，对农作物以及人体的健康产生了严重的影响。

2 N、P肥以及有机物对土壤重金属形态的影响

在土壤中所存有的重金属的形态一般都比较的复杂，通常呈现出物种状态，分别为：①碳酸盐结合态；②铁锰氧化物结合态；③有机结合态；④水溶交换态；⑤残留态，重金属的稳定性越强，植物的有效性则相对越弱，会不断降低。并且植物很容易就能够利用到水溶交换态，因此这种状态下的土壤具有较强的毒性。将氮磷肥施入到土壤中后，土壤的性质会发生改变，pH和表面电荷或与重金属离子会发生之间的反应，时的重金属的形态有所变化，最终会对重金属的活性产生影响。经相关研究表明，施用NH4-+氮肥会对土壤的pH值造成影响，使其有所下降，而施用磷肥则会使得土壤的负荷以及CEC有所增强，从而使得土壤对于重金属离子稳定吸附能力有所增强。

2.1 氮肥

施用尿素能够使得红壤中的Pb以及Cd水溶交换态的含量有所增强，从而也有效增强了碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态的量，究其原因再约施用尿素会导致pH上升0.02～0.53个单位。此外，还有研究表明，施用硫酸铵、硝酸铵以及尿素能使得微酸性土壤中水溶交换态的增加微酸性土壤中水溶交换态的Zn和Cd的含量，因而这三种含有氮肥的肥料都会对土壤的酸碱度造成影响，使其有所降低。

2.2 磷肥

施用磷酸二氢钾水指的酸性土壤中的Pb以及Cd的水溶性和可交换态的量有所降低，尽管减少了Pb的碳酸盐结合态，但却增加了Cd含量。磷酸二氢钾能够有效促进微酸性土壤中的锌以及铜元素从有机态、晶形氧化铁结合态、残留态向可交换态进行转化。施用的磷酸二氢钾越多，碱性土壤中的晶形氧化铁结合态、有机态以及碳酸盐结合态的Zn、Cd含量就会有所降低，而无法定形的氧化铁结合态、水溶态和交换态的锌以及Cd含量将会有所上升，但不会影响到残留态Zn和Cd，还会使得土壤中的铜发生变化，转变为易溶、易交换态，并且增加了65～90%。

2.3 有机肥

有机质则能够有效的吸附在重金属上，一旦在土壤中施入有机肥后，土壤中存在的腐殖质中所具有的官能团会释放出氢离子，并且带有负电荷，在吸附重金属时会跟土壤中的离子发生交换，从而有效提高土壤吸附Hgz+的能力。

3 氮肥、磷肥以及有机质对土壤中重金属植物有效性的影响

氮磷肥会对土壤中离子的吸附解吸、形态转变以及迁移大小产生一定的影响，因此会影响到金属的植物有效性。并且由于作物的种类繁多，肥料对于重金属植物产生的有效性作用也会变得更为复杂。

3.1 氮肥

实用氮肥能够有效增强土壤中Cd的活性，使得植物能够更好的吸收 Cd。促进的顺序是其发生作用的主要原理在于盐基阳离子能够置换Cd的溶解度。形态不同的化肥在施肥量相同的情况下不会影响菜心的产量，但会影响菜心中Cd的含量。而对于那些形态不同的氮肥，则施用硫酸铵明显要比尿素、以及硝酸铵效果更高。基于此，不难得知，种类不同的氮肥会对重金属的植物的有效性产生不同的影响。这主要是由于被研究的作物以及相关条件存在差异，即使使用的是相同的肥料，也会产生不同的影响。

3.2 磷肥

对于植物在被施入磷肥后吸收重金属的作用也是说法不一。其在某种程度上能够有效的促进植物的活性，但在某种程度上也能够对植物的活性产生一定的抑制作用。这些主要跟磷肥的种类有关。例如，有关研究层表明磷肥能够有效降低菠菜、胡萝卜、燕麦以及黑麦草等植物吸收和积累Cd的能力，而钙镁磷肥则能够对植物吸收Cd形成一定的抑制作用。而有关报道也指出，当土壤中的含铜量较高时，施以磷酸钙能够有效降低植物地上部的含铜量。而四种磷肥中，施以钙镁磷肥的菜心中含有较少的Cd量，而磷酸二氢钙则相对次之，施用过磷酸钙和磷矿粉的菜心中含有的Cd量则会显著的提高。然而也有研究报道显示增施磷肥并不能够减少植物体内Cd的含量，反而会增加。Singh试验得出将磷肥施入本身含有Cd的土壤中，施肥量较高时，能够有效提高油菜以及燕麦吸收Cd的能力，但在正常供磷水平下不会产生较大的影响。

而大田试验发现马铃薯块茎中的Cd含量与土壤施P量（本身含Cd）呈现出极为明显的正相关关系，这说明磷肥能够有效提高马铃薯吸收Cd的能力。水稻吸收Cd也随施磷肥量的增加而增加。又有相关人士指出，施磷肥的量需要达到一定的水平才能够有效减少植物体内含有的重金属的含量。基于此，不难看出，施用钙镁磷肥以及磷酸二氢钙能够有效降低作物对Cd的吸收。施用过磷酸钙则能够减少植株吸收铜的能力，然而由于自身是酸性肥料，并且含有一定的Cd，所以此类肥料使用过多时，反而会增加植物吸收Cd的量。

3.3 有机肥

土壤中最为重要的一种整合或者络合剂就是腐殖质，其含有的梭基（-COOH），经基（-OH），拨基（-C=O）和氨基（-NHZ）等都能够重金属进行整合或者络合，导致土壤溶液中的重金属失去活性。土壤施以有机肥，能够有效减少土壤中锌、锡的水溶态和交换态，增加有机结合态，而碳酸盐态、铁锰氧化态无明显变化。此外，还有研究表明，腐殖质中的胡敏酸和胡敏素能够跟重金属离子形成稳定不易被植物吸收的络合产物，但富里酸部分却能与土壤重金属形成易溶物，因此，腐殖质的

4 氮、磷肥和有机肥在土壤重金属污染治理的应用

基于上述阐述不难发现，肥料中含有的不同离子以及有机质都会对植物吸收重金属产生一定的促进或者抑制作用，对土壤中重金属发生的化学行为产生不同程度的影响。在对试验进行总结后，可以为调控或者治理土壤金属污染提供一定的参考，具体建议如下：

4.1 按照土壤的特性选择肥料的种类

对于那些已经被汞污染的土壤，如果土壤呈现出酸性的特制，则在施以氮肥前，要优先考虑 Ca（NO3）2，因 Ca＜NO3，呈现出弱碱性，其不会造成土壤酸化，钙离子能够跟微量的汞离子共同争夺植物根际表面的交换位，而硝酸盐则能够有效减弱土壤内汞化合物发生甲基化的程度，减轻汞对土壤的危害。而对于那些长期渍水的水稻田，一旦被汞锡等重金属所污染，则可以在插秧前一个月左右，施用硫酸铵，由于土壤处于还原的状态下，硫酸铵（NH4）SO4中的会发生土壤中含有的Cd，Hg离子能迅速结合并形成难溶的硫化物，防止土壤中的重金属向植物中进行转移。

4.2 结合改良剂，施用不同种类的肥料

由于石灰能够提高土壤的pH，当土壤被锡污染后，在土壤上施以钙镁磷肥配施石灰，能够有效增强钙镁磷肥沉淀锡的能力，但如果未配施石灰，则难以收获这样的效果。究其原因主要在于石灰能够有效降低水溶态锅。此外，为了促进土壤的专性吸附，则可以在施用磷肥时，配合使用一些具有可变电荷的粘粒矿物或腐殖质。

4.3 增施有机肥，提高环境容量

对已受污染的土壤可增施有机肥，使土壤缓冲力加强。有关专家多年以前就提出以土壤腐殖质性质为基础的土壤环保容量（EPC），其表达方式为EPC+Dx·Hz·K。式中Dx～腐殖质的厚度，H=腐殖质的含量，K=10oNaF提取的腐殖质消光值与0.5%NaOH提取的腐殖质的消光值之比，表征腐殖质质量常数。EPC随有机肥用量增加而加大，反映了抑制土壤重金属有效性的能力加强。但在实际施用有机肥时，务必要注意到腐殖质的性质以及种类。同时还必须注意陪伴离子造成的影响，若长期施用人粪尿，不但会造土壤板结，并且其中的C1-可络合汞，造成被汞污染的土壤汞活性增强。

4.4 选用恰当性质和形态的化肥

氮磷化肥中由于离子的形态和自身溶解性会改变土壤重金属溶解能力，特别是在根际中表现的十分明显。现如今，国内外早已有学者着手研究土壤重金属受肥料中阴、阳离子的影响，并且对它们之间可能会发生的交互作用进行了研究，但缺乏对于如何合理应用肥料中的一些阴阳离子有机肥与重金属的交互作用抑制和免除重金属危害，特别是在农田生态系统中，各因素之间的作用机制更是少有报道，所以有必要从系统观的角度深人该领域。

5 结语

总而言之，肥料中的氮磷以及有机物主要会对土壤重金属产生两种影响，不但能够活化重金属，有效的对金属离子进行置换，增强金属的有效性，而且还能够钝化重金属，使得物质的结合态发生变化，针对上文所述的问题，今后要加强对N、P肥以及有机物对重金属元素的作用机理研究，以期为农业的发展做出一定的贡献，为环境保护增添一份力。

[1]曲 弈.有机肥料对土壤理化性质的影响[J].湖北林业科技，2015，44（1）：31～33.

[2]李萍萍，林永锋，胡永光.有机肥与化肥配施对茶叶生长和土壤养分的影响[J].农业机械学报，2015，46（2）：64～69.

[3]王阳，赵兰坡，朱孟龙，等.长期单施化肥对土壤有机质的影响[J].吉林农业科学，2015（1）：89.

X53

A

1004-7344（2016）10-0228-02

2016-3-18

胡庆文（1966-），贵州毕节人，高级农艺师，本科，主要从事农技土肥推广工作。