有机肥对农产品产量和品质及土壤环境质量的影响

2016-03-31张维玲陈国海马军伟孙万春

浙江农业科学 2016年2期

关键词：有机肥重金属农产品

陆宏，翁颖，张维玲，陈国海，马军伟，孙万春

(1.慈溪市农业监测中心,浙江慈溪 315300; 2.慈溪市掌起镇农办,浙江慈溪 315313; 3.浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所,浙江杭州 310021)

有机肥对农产品产量和品质及土壤环境质量的影响

陆宏1，翁颖1，张维玲1，陈国海2，马军伟3，孙万春3

(1.慈溪市农业监测中心,浙江慈溪 315300; 2.慈溪市掌起镇农办,浙江慈溪 315313; 3.浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所,浙江杭州 310021)

摘要：不同有机肥施用量在2茬作物上的连续施用表明,有机肥能提高结球甘蓝和糯玉米的产量,并改善糯玉米的品质;重金属元素超标有机肥明显提高土壤重金属元素的含量,而商品有机肥只有在高用量时才会提高土壤重金属元素的含量;对作物可食部分重金属元素积累无明显影响。

关键词：有机肥;土壤;农产品;重金属

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20160244

禽畜粪便含有丰富的有机质及氮、磷、钾等营养物质,在改良土壤、提高土壤生产力和改善农产品品质等方面有着显著的作用。然而,近年来越来越多的调查研究表明［1-3］,现代规模化养殖业的发展,饲料添加剂和抗生素的大量使用,规模化养殖的畜禽粪便与传统分散养殖的在成分、性质等方面都有了较大的改变,对农产品和土壤环境质量影响也越来越受到人们的关注。为探索这一问题,进行了试验研究,现将部分结果报道如下。

1　材料与方法

1.1材料

试验在慈溪市掌起镇绿佳果蔬农场进行,土壤为潮土土类、灰潮土亚类、淡涂泥土属、黄泥翘土种［4］,土壤质地属粉砂壤土。试验地土壤pH值8.04,有机质10.07 g·kg-1,全氮1.10 g·kg-1,有效磷15.61 mg·kg-1,速效钾73.0 mg·kg-1,Pb 5.60 mg·kg-1,Cr 21.10 mg·kg-1,Cd未检出,Cu 11.10 mg·kg-1,Zn 47.95 mg·kg-1,As 9.51 mg·kg-1,Hg 0.15 mg·kg-1。

试验作物第1季为结球甘蓝,第2季为糯玉米。试验用的有机肥为慈溪市中慈生态肥料有限公司生产的商品有机肥,及以猪粪或鸡粪为肥源自行堆制的、重金属元素含量超标的有机肥(Cu 718.48 mg·kg-1,Zn 1 356.38 mg·kg-1,Pb 50.48 mg·kg-1,As 9.04 mg·kg-1)。

1.2处理设计

试验设5个处理:空白对照,不施用有机肥为对照(CK); T1,T2,T3处理商品有机肥施用量水平分别为3.75,7.50和15.0 t·hm-2; T4处理重金属元素超标有机肥7.50 t·hm-2。小区面积20 m2,随机区组排列,重复3次。2季试验小区设置保持不变。每季作物种植前,施入肥料,所有有机肥均作基肥施用,先撒施于土表,再耙地,使有机肥均匀分布在耕作层(0～20 cm)。试验期间按照当地施肥习惯和作物生长情况,追施无机肥。

1.3样品采集及测定

在每季作物收获时,分别按小区计算产量,并采集土样和农产品(结球甘蓝和糯玉米)样品,用于土壤和作物可食部分重金属元素含量的测定。

土壤养分根据《土壤农业化学分析方法》测定［5］。土壤重金属元素全量按农业部《土壤质量重金属测定王水回流消解原子吸收法》［6］,用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定Pb、Cu、Zn总量。按国家标准《土壤质量总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法》［7］测定As总量。植株的重金属元素全量采用微波消解,用电感耦合等离子体发射光谱仪测定。

1.4数据处理

利用Excel软件进行数据统计,采用SPSS 17进行方差和显著性分析［8］。

2　结果与分析

2.1对结球甘蓝和糯玉米产量与品质的影响

表1表明,第1季作物结球甘蓝施用不同有机肥的产量及单球重与对照比较均有不同程度的增产,产量增加4.8%～10.3%,单球重增加0.7%～10.2%。第2季糯玉米施用不同有机肥的产量与对照比较差异不显著,但单穗重不同处理间有明显差异,以T3处理的产量和单穗重最高,分别比对照增加8.1%和6.2%。表明施用有机肥对作物具有一定的增产效果。表2表明,施用有机肥能显著提高糯玉米Vc和可溶性糖含量,降低粗纤维含量,有助于提高糯玉米的口感和营养。

表1　有机肥施用对结球甘蓝和糯玉米产量的影响

表2　有机肥施用对糯玉米品质的影响

2.2对土壤与作物重金属元素含量的影响

2.2.1对土壤重金属元素含量的影响

表3表明,第1季结球甘蓝收获后土壤中各重金属元素总量有不同程度的提高,T2,T3和T4处理与对照比较都有显著差异,T1处理除Zn外对土壤中重金属元素含量影响不明显,T4处理的重金属元素总量提高最明显,也显著高于等用量的商品有机肥T2处理。T4处理能显著提高土壤中有效态重金属元素的含量; T2和T3处理也能显著提高土壤中有效态Zn和Pb的含量,但显著低于T4处理; T1处理对有效态重金属元素含量影响不明显。

第2季糯玉米收获后,T3,T4处理能显著提高土壤中Cu的总量,而T4更甚;土壤中Zn的总量T4处理与对照和T1比较差异显著,但与T2,T3比较差异不明显; Pb和As的总量各处理间无明显差异。从有效态含量看,T4处理显著提高各有效态重金属元素的含量;其他处理与对照比较有效态铜差异不明显,有效锌、有效铅都有明显差异。

表3　第1季结球甘蓝收获后土壤的重金属　含量mg·kg-1

表4　第2季糯玉米收获后土壤重金属含量　mg·kg-1

施用有机肥后土壤中重金属元素含量虽有上升趋势,但都符合土壤环境质量标准［9］和绿色食品产地环境质量［10］标准。因此,一般商品有机肥的合理施用对土壤环境质量影响不大。

2.2.2对农产品可食部分重金属元素含量的影响

表5可知,结球甘蓝T2,T3和T4处理的Zn含量显著高于T1和对照,其他重金属元素含量无明显差异。糯玉米仅有T3处理显著提高了其果穗中的Pb含量,其余处理对糯玉米中各重金属元素含量都没有显著影响。表明作物中重金属元素含量的高低与有机肥的施入量多少有关,也与作物本身对重金属的富集和选择性吸收有关［11-13］。

表5　施用有机肥对结球甘蓝与糯玉米重金属含量的影响　mg·kg-1

3　小结

试验结果表明,有机肥的施用对作物具有一定

的增产作用,并能提高农产品的品质。重金属元素超标有机肥的施用能显著提高土壤中重金属元素的含量,而只有高用量的商品有机肥才会使个别重金属元素有累积作用。因此,每季施用3.75～7.5 t· hm-2的商品有机肥对土壤环境质量不会有明显影响。1年2茬的有机肥施用,对作物的重金属元素积累影响不明显,都在食品安全标准范围内［14］。

有机肥的长期施用是否会造成土壤和农产品重金属元素累积,有待进一步监测、研究。

参考文献:

［1］程旭艳,王定美,乔玉辉,等.中国商品有机肥重金属分析［J］.环境污染与防治,2012,34 (2):72-76.

［2］钟杭,娄烽.浙江省商品有机肥重金属含量调查与分析［J］.浙江农业学报,2013,25 (5):1092-1095.

［3］刘荣乐,李书田,王秀斌,等.我国商品有机肥料和有机废弃物中重金属的含量状况与分析［J］.农业环境科学学报,2005,24 (2):392-397.

［4］陆宏,厉仁安.慈溪市土壤系统分类研究［J］.土壤,2006,38 (4):499-502.

［5］鲁如坤.土壤农业化学分析方法［M］.北京:中国农业科技出版社,2000.

［6］中华人民共和国农业部.土壤质量:重金属测定王水回流消解原子吸收法:NY/T 1613—2008［S］.北京:中国农业出版社,2008.

［7］中华人民共和国农业部.土壤质量总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法:第2部分土壤中总砷的测定:GB/T 22105.2—2008［S］.北京:中国农业出版社,2008.

［8］贾丽艳,杜强.SPSS统计分析标准教程［M］.北京:人民邮电出版社,2010.

［9］国家环境保护局南京环境科学研究所.土壤环境质量标准:GB 15618—1995［S］.北京:中国标准出版社,1995.

［10］中华人民共和国农业部.绿色食品:产地环境质量:NY/T 391—2013［S］.北京:中国标准出版社,2012.