蔬菜專用功能復(fù)合肥鈍化土壤鎘的效果初探

胡 卉，戴金鵬，劉勝平

（1. 株洲市環(huán)境監(jiān)測中心站，湖南 株洲 412008；2. 長沙縣農(nóng)業(yè)局，湖南 長沙 410100；3. 株洲市農(nóng)業(yè)局，湖南 株洲 412000）

隨著經(jīng)濟快速發(fā)展和工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的不斷推進，我國土壤重金屬污染問題已引起了廣大民眾的普遍關(guān)注與各級政府的高度重視。土壤重金屬污染，直接導(dǎo)致了農(nóng)產(chǎn)品重金屬含量的超標(biāo)，嚴(yán)重威脅著人民群眾的身心健康。據(jù)相關(guān)資料報道，蔬菜尤其是葉類蔬菜比其他農(nóng)作物更易于富集重金屬[1-2]，而科學(xué)施肥，尤其是推廣應(yīng)用含土壤重金屬鈍化劑的功能性專用復(fù)合肥，可大幅降低輕度污染園地蔬菜鎘、鉛等重金屬的含量，使之成為符合食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)產(chǎn)品[3-6]。為此，開展了含重金屬鈍化劑的功能性蔬菜專用復(fù)合肥在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用效果研究。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2012年7至10月在株洲天元區(qū)馬家河鎮(zhèn)中路村草坪組已被鎘輕度污染的園地土壤上進行。設(shè)置習(xí)慣施肥（CK）和施用含重金屬鈍化劑的蔬菜專用復(fù)合肥（GN）兩個處理，3次重復(fù)。供試蔬菜為葉菜類的四月慢小白菜。CK處理，選用普通復(fù)合肥，其N、P2O5和K2O養(yǎng)分含量分別為18%、12%和10%；GN處理，選用葉類蔬菜專用復(fù)合肥，其N、P2O5和K2O養(yǎng)分含量分別為16%、10%和9%，其重金屬鈍化劑的質(zhì)量百分比為40%，主要成分包括海泡石、鈣鎂磷肥、高嶺土、膨潤土、電廠爐渣等，以海泡石為主，其含量約占鈍化劑總量的70%。兩種肥料均由湖南隆科農(nóng)資連鎖有限公司株洲復(fù)合肥廠生產(chǎn)，設(shè)計用量均為750 kg/hm2，全部用作基肥。

在同一塊地力均勻的園地上，設(shè)置田間試驗小區(qū)，每個小區(qū)的面積為15.0 m2（3.0 m×5.0 m），各小區(qū)之間用0.2 m寬、厚塑料農(nóng)膜包裹的田埂（埋深0.3 m）隔開，連續(xù)3次種植小白菜，其播種時間分別為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。試驗開始時，土壤的pH值為4.70，全鎘（以Cd計，下同）含量為0.48±0.045 mg/kg、活性態(tài)鎘（CaCl2提取）含量為0.31±0.029 mg/kg。

1.2 樣品采集與分析

在田間小區(qū)內(nèi)，采用“X”形狀取樣法，選取9個樣點采集小白菜樣品及其相應(yīng)的耕層（0～18 cm）土壤樣品。小白菜樣品控制在2.5 kg以內(nèi)，洗凈后帶回實驗室殺青、烘干，制樣；土壤樣品經(jīng)充分混合后，應(yīng)用四分法留取1.5 kg左右裝袋，送實驗室風(fēng)干，制樣。

小白菜樣品，分析其鎘含量；土壤樣品，分析其pH值和土壤活性態(tài)鎘（CaCl2提取）含量。相關(guān)分析的預(yù)處理，均嚴(yán)格按照劉光崧主編的《中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)觀測與分析標(biāo)準(zhǔn)方法》進行[7]；消煮液中的鎘含量采用AAS（GBC，Australia）測定；土壤樣品的pH值采用常規(guī)分析法測定[8]。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析采用Excel 2000以及SPSS 16.0軟件進行，處理間差異統(tǒng)計分析采用ANOVA法檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對小白菜產(chǎn)量與鎘含量的影響

2.1.1 小白菜產(chǎn)量 由表1可知，施用含土壤重金屬鈍化功能的蔬菜專用復(fù)合肥的處理（以下簡稱GN），連續(xù)3季的小白菜產(chǎn)量均比習(xí)慣施肥處理（以下簡稱CK）的低，但均未達到5%的顯著差異水平，其中GN處理第1、2、3季的小白菜產(chǎn)量分別比CK處理的低4.4%、2.0%與0.9%。這與試驗所用肥料的養(yǎng)分含量高低密切相關(guān)：GN處理的總養(yǎng)分含量僅為35%，而CK處理的高達40%。

表1 兩個處理的小白菜產(chǎn)量Table 1 Yield of Chinese cabbage in the two treatments（ kg/m2）

表1也表明，小白菜連續(xù)3季產(chǎn)量逐漸增加，表明含土壤重金屬鈍化功能的蔬菜專用復(fù)合肥具有一定的后續(xù)供肥能力。

2.1.2 小白菜中鎘含量 從圖1中可以看出，GN處理可極顯著降低小白菜可食部分的鎘含量（P＜0.01），與CK處理相比，GN處理第1、2、3季小白菜鎘的含量依次降低了13.6%、29.7%與33.6%。

從產(chǎn)品實際的鎘含量來看（圖1），CK處理各季小白菜的鎘含量均超過食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的葉類蔬菜的標(biāo)準(zhǔn)（＜0.2 mg/kg）[9]，且含量呈較明顯上升的趨勢；而GN處理各季小白菜的鎘含量則呈極顯著下降的趨勢（P＜0.01），除第1季的鎘含量超過了國家安全標(biāo)準(zhǔn)外，后兩季的鎘含量均控制在國家規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，表明連續(xù)施用含土壤重金屬鈍化功能的蔬菜專用復(fù)合肥，可持續(xù)并顯著降低小白菜中的鎘含量。

2.2 不同處理對土壤pH值和活性態(tài)鎘含量的影響

2.2.1 土壤pH值 研究結(jié)果表明（圖2），CK處理的土壤pH值呈下降趨勢，而GN處理則呈增加趨勢，但兩個處理各季間的差異均未達顯著水平，表明習(xí)慣施肥加劇土壤酸化的潛在威脅，施用含土壤重金屬鈍化功能的蔬菜專用復(fù)合肥，能在一定程度上遏制土壤酸化的進程。

對比分析土壤的pH值，GN處理第1季的pH值較CK處理的pH值增加了0.09，而第2、3季的則分別增加了0.19與0.27，增速明顯；兩個處理間的土壤pH值，在第1季種植后，差異不顯著，而第3季種植后，其差異達到了極顯著水平（P＜0.01）。

2.2.2 土壤活性態(tài)鎘含量 從圖3中的結(jié)果可以看出，GN處理可顯著降低土壤中活性態(tài)鎘的含量（P＜0.01）。與CK處理相比，GN處理第1、2、3季土壤活性態(tài)鎘含量依次降低了16.2%、31.3%與34.0%。

有研究表明，在酸性鎘污染土壤上施用海泡石等鈍化劑，可迅速提高土壤的pH值、降低土壤中活性態(tài)鎘的含量，使農(nóng)產(chǎn)品中的鎘含量大幅降低[10-11]。而含土壤重金屬鈍化功能的蔬菜專用復(fù)合肥，含有40%的海泡石、鈣鎂磷肥、高嶺土、膨潤土、電廠爐渣等重金屬鈍化劑（其中海泡石的含量為28%）。因此，施用含土壤重金屬鈍化功能的蔬菜專用復(fù)合肥，可有效降低小白菜鎘的含量。

2.3 不同處理對園地環(huán)境的影響

根據(jù)試驗設(shè)計方案，施用含土壤重金屬鈍化功能的蔬菜專用復(fù)合肥，比習(xí)慣施肥減少N 30 kg/hm2（減少11.1%）、P2O515 kg/hm2（減少16.7%）和K2O 7.5 kg/hm2（減少10.0%）的使用量，不僅節(jié)約了有限的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，還可有效防控農(nóng)業(yè)面源污染。

3 結(jié) 論

習(xí)慣施肥與施用蔬菜專用重金屬鈍化復(fù)合肥兩個處理第1、2、3季小白菜的產(chǎn)量無顯著差異，但小白菜中鎘含量差異極顯著，后者比前者分別降低了13.6%、29.7%與33.6%，降鎘效果明顯。其原因是施用含重金屬鈍化劑的蔬菜專用復(fù)合肥，可迅速提高土壤的pH值（較習(xí)慣施肥處理第1、2、3季土壤pH值分別提高0.09、0.19與0.27），使土壤活性態(tài)鎘含量大幅降低（較習(xí)慣施肥處理第1、2、3季土壤活性態(tài)鎘含量分別降低了16.2%、31.3%與34.0%）。這表明施用含重金屬鈍化劑的蔬菜專用復(fù)合肥，是降低輕度污染園地小白菜鎘含量的經(jīng)濟、有效途徑之一。

[1]郭朝暉，肖細元，陳同斌，等. 湘江中下游農(nóng)田土壤和蔬菜的重金屬污染[J]. 地理學(xué)報，2008，63（1）：3-11.

[2]楊 暉，梁巧玲，趙 鸝. 7種蔬菜型作物重金屬積累效應(yīng)及雞眼草對其重金屬吸收的影響[J]. 水土保持學(xué)報，2012，26（6）：211-216.

[3]李明德，湯海濤，湯 睿. 長沙市郊蔬菜土壤和蔬菜重金屬污染狀況調(diào)查及評價[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，（3）：34-36.

[4]吳金水. 城郊環(huán)境保育農(nóng)業(yè)理論與實踐[M]. 北京：科學(xué)出版社，2010. 103-129.

[5]中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，湖南省土壤肥料研究所. 一種降低輕度污染菜地蔬菜鎘鉛含量的復(fù)混肥及制備方法[P]. 中國：ZL201110051598.3，2012.

[6]張曉平，劉勝平. 城郊老菜園土壤的肥力演變特征與障礙因素分析[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，（1）：43-55.?

[7]劉光崧. 中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)觀測與分析標(biāo)準(zhǔn)方法[M]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1998. 204-284.

[8]鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000. 81-83.

[9]GB 2762-2012. 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量[S].

[10]朱奇宏，黃道友，劉國勝，等. 石灰和海泡石對鎘污染土壤的修復(fù)效應(yīng)與機理研究[J]. 水土保持學(xué)報，2009，23（1）：111-116.

[11]朱奇宏，黃道友，劉國勝，等. 改良劑對鎘污染酸性水稻土的修復(fù)效應(yīng)與機理研究[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2010，18（4）：847-851.