不同用量有机肥对梨园土壤环境和梨果质量安全的影响

2016-12-10张维玲浙江省慈溪市农业监测中心315300

上海农业科技 2016年3期

关键词：梨果土壤环境单果

翁颖陆宏张维玲（浙江省慈溪市农业监测中心 315300）

马军伟孙万春（浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所，浙江省杭州市 310021）

不同用量有机肥对梨园土壤环境和梨果质量安全的影响

翁颖陆宏张维玲（浙江省慈溪市农业监测中心 315300）

马军伟孙万春（浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所，浙江省杭州市 310021）

通过田间小区试验，研究了不施有机肥（CK）和每667 m2施合格有机肥500、1 000、1 500 kg及重金属超标有机肥1000kg对梨园土壤环境和梨果质量安全的影响。结果表明，与对照相比，施用有机肥既能不同程度地增加梨的单果重，又能大幅提高土壤中的速效钾含量；当施入重金属超标有机肥时，土壤中Cu、Zn和Pb的含量及有效态Cu、Zn含量有明显增加，且达显著水平；每667 m2施合格有机肥1 000、1 500 kg处理能使土壤中Cu、Pb、As、Zn含量呈增加趋势；施入不同用量合格有机肥均提高了梨的Cu、Zn含量。由此可见，施用合格有机肥对提高土壤肥力有一定作用，但从对土壤环境和农产品质量安全的角度来说，不能盲目施用有机肥，其施用量应控制在适宜范围内。

有机肥；土壤；梨；重金属；土壤环境；农产品质量安全

商品有机肥是以禽畜粪便、动植物残体等富含有机质的副产品资源为主要原料，经发酵腐熟后制成，作为商品进入流通的肥料。因有机肥含有大量有机质及丰富的N、P、K等营养元素，在改善土壤质量、提高土壤生产能力、提高农产品质量等方面功不可没，已逐渐成为绿色、有机农业的必要生产资料。然而，近年来越来越多的调查研究表明，随着现代规模化养殖业的发展以及饲料添加剂和抗生素的大量使用，使畜禽粪便在成分、性质等方面有了较大改变，甚至导致用其制成的有机肥质量发生了根本性变化。有机肥不合理使用而造成的环境污染和对人类健康产生的负面影响已日趋严重，因此，有机肥施用并非多多益善。在有机肥施用时，其中的重金属虽然可能不会影响当季作物的质量安全，但由于重金属具有累积的特点，长期施用有机肥会在土壤中积累重金属，具有超过土壤环境质量标准（GB15618-1995）的风险。因此，使用以畜禽粪便为原料制成的有机肥，其安全性还值得进一步深入研究。笔者研究了施用不同量的以养殖废弃物为原料制成的有机肥对梨园土壤环境及农产品（梨）中重金属含量的影响，旨在当前积极推广应用有机肥的同时，为有机肥的科学、安全使用提供一些依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

试验于2014年设在慈溪市桥头涌森农场梨园内进行，供试土壤为粉砂壤土。

1.2 试验设计与材料

试验设5个处理：空白对照（不施用有机肥，CK）、3个合格有机肥施用量水平（T1、T2、T3）及1个重金属超标有机肥（T4）处理。每处理重复4次，每小区面积27 m2，每小区种3棵梨树。各处理有机肥施用量（见表1）。

试验肥料及施用：T1、T2和T3处理的有机肥为中慈生态肥料有限公司生产的合格商品有机肥。T4处理的有机肥为重金属含量超标的有机肥，人为添加了硫酸铜、硫酸铅和对氨苯砷酸（阿散酸）3种重金属化合物。超标有机肥的养分含量分别为N 1.6%、P2O52%、K2O 2%，重金属含量分别为Cu 718.48 mg/kg、Zn 1 356.38 mg/kg、Pb 50.48 mg/kg、As 9.04 mg/kg。肥料在梨收获后施入，有机肥均作基肥施入，呈环形均匀撒施，施肥位置视果树大小而定，以树冠下内径离树干30-50 cm、外径以树冠滴水处之环形带内为好，施肥深度0-20 cm，施后覆土。按耕作习惯，各处理追肥施用相同的复合肥。

表1 各处理有机肥施用量设计

1.3 样品的采集与测定方法

采收时分小区统计梨果产量，同时采集耕层土样用于养分、重金属含量测定，并对梨果中的重金属含量进行检测。

根据《土壤农业化学分析方法》测定土壤养分，主要测定pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾等含量。土壤重金属含量按照农业部颁发的《土壤质量重金属测定王水回流消解原子吸收法》（NY/T1613-2008)，用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）测定Pb、Cu、Zn含量；按照国家标准《土壤质量总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法》（GB/T22105.2-2008）测定总As含量。梨果中重金属含量采用微波消解，用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICPOES）进行测定。

2 结果与分析

2.1 不同用量有机肥对梨果产量和品质的影响

2.1.1 对梨果产量的影响

从表2可看出，与CK相比，T1-T4处理均对梨果产量没有明显影响。但就单果重来看，T2、T3和T4处理的梨单果重显著增加，分别比CK增加14.1%、16.6%和11.1%；T1

处理的梨单果重略有增加，但与CK间差异不显著，这与赵立敏等[7]的施用有机肥有利于增加梨单果重的结论相一致。

表2 不同用量有机肥对梨果产量的影响

2.1.2 对梨果品质的影响

从表3可看出，施用有机肥对梨果维生素C、可溶性糖及固形物含量均没有明显影响。这可能与梨果产量和品质受开花、座果率以及阳光、树形等因素影响更大，施用1次有机肥对其影响较小有关。

表3 不同用量有机肥对梨果品质的影响

2.2 不同用量有机肥对土壤养分的影响

从表4可看出，与CK相比，施用有机肥对土壤pH影响不明显；各处理的土壤有机质含量变化为T1＞T2＞CK＞T4＞T3；全氮含量变化T1＞T2＞CK=T3＞T4；碱解氮含量变化T1＞T2＞T3＞T4=CK；有效磷含量变化T1＞T2＞T3＞T4＞CK；速效钾含量变化T1＞T2=T3＞T4＞CK。由此可见，与CK相比，T1、T2处理的土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾等养分含量均有不同程度的增加，特别是以速效钾含量增加最为明显，增幅分别达25.3%和18.5%。这与宇万太等[8]研究的施用有机肥能显著提高土壤速效钾含量的结论相一致。本试验中大量施用有机肥（T3处理），并没有提高土壤中有机质含量，说明土壤有机质的提升不一定与有机肥的投入量成正比，这是否与土壤中原本的有机质含量及其矿化作用增强有关，还有待进一步研究。而土壤中90%以上的氮素以有机形态存在，一般情况下，全氮含量与有机质呈高度正相关。

表4 不同用量有机肥对土壤养分的影响

2.3 不同用量有机肥对土壤环境和梨果重金属含量的影响

2.3.1 对土壤重金属含量的影响

由于有机肥料中本身含有重金属，施入土壤后可能会产生土壤中重金属积累的风险。从表5和表6可看出，与CK相比，T4处理能显著提高土壤中Cu、Zn和Pb含量及有效态Cu、Zn含量；T2处理能显著提高土壤中Cu、As含量及有效态Zn含量；T3处理能显著提高土壤中Cu、Pb含量；T1处理对土壤中重金属As含量及有效态Pb含量均无显著影响；T2、T3、T4处理能使土壤中Cu、Pb、As、Zn含量呈现增长的趋势。

表5 不同用量有机肥对土壤重金属含量的影响

表6 不同用量有机肥对土壤有效态重金属含量的影响

2.3.2 对梨果重金属含量的影响

植物对土壤重金属的吸收受多方面因素的影响，包括土壤重金属含量、有效态重金属含量、土壤pH和有机质含量等。从表7可看出，与CK相比，T4处理显著提高了梨果中Cu、Pb含量，T2、T3处理显著提高了梨果中Cu含量，T1处理对梨果中各种重金属含量均无显著影响。但4个施有机肥处理均使梨果中Cu、Zn含量呈增加趋势。众所周知，Cu、Zn是植物生长所必需的微量元素，虽然食品安全国家标准《食品中污染物限量》（GB 2762-2012）没有对Cu、Zn的允许含量作明确规定，但过量的Cu、Zn也会对作物的产量和品质产生影响[3]。