不同農耕措施下耕層土壤重金屬鎘含量狀況分析

鐘文挺，孫 娟，謝麗紅，張 成，賴 佳，陳春霞

(成都市農業技術推廣總站，四川 成都 610041)

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不同農耕措施下耕層土壤重金屬鎘含量狀況分析

鐘文挺，孫 娟，謝麗紅，張 成，賴 佳，陳春霞

(成都市農業技術推廣總站，四川 成都 610041)

本文通過在成都市3個研究區開展小麥上的不同農耕措施小區試驗，對耕層土壤重金屬鎘含量狀況進行評價與分析，探索農耕措施對該污染狀況的影響。研究表明：耕層(0-20cm)土壤鎘含量高于亞耕層(20～40cm)土壤鎘含量的情況下，經過深翻土壤處理，在栽種一季小麥之后，0～20cm土壤的鎘含量明顯低于未深翻土壤的鎘含量，其中以深翻土壤+施用有機肥的農耕措施為最低。

農耕措施；土壤；重金屬；鎘

土壤是人類生存與農業生產所必需的物質條件，而不斷加劇的人類活動，使重金屬污染物通過各種途徑造成土壤污染[1-3]。土壤重金屬污染不僅會降低土壤質量，還會嚴重影響土壤生態功能，降低農產品品質，并通過食物鏈威脅人類健康以及社會的可持續發展[4-5]。因此，土壤重金屬污染狀況引起人們的高度重視，如何防控污染也成為熱議課題。根據2006～2009成都市耕地質量普查結果[6]，我站選取了3塊具有代表性的鎘污染農田，開展小麥上的不同農耕措施小區試驗，分析其耕層土壤鎘含量狀況，探索對減少耕層土壤鎘污染有益的農耕措施。

1 試驗概況

1.1 研究區地塊概況

3個研究區位于亞熱帶季風性濕潤氣候區，為成都市排灌方便、肥力均勻的農田。土壤類型分別為灰棕潮田(點位一)、沖積黃泥田(點位二)、紫潮田(點位三)。根據研究區試驗前土壤的采集化驗結果，試驗田耕層土壤鎘含量超標，其他重金屬元素含量均不超標，且耕層土壤鎘含量均明顯高于亞耕層土壤鎘含量(如表1所示)。

1.2 供試作物品種

供試作物品種為我市小麥大宗栽培品種川農25號。

1.3 供試肥料

供試肥料為硫鉀型三元復合肥(15-15-15)及以雞糞為主要原料的商品有機肥(N∶1.4%、P2O5:3.5%、K2O∶1.8%)，肥料質量均符合國家重金屬限量標準。

1.4 試驗設計

各試驗點均采用隨機區組排列，設置5個處理，3次重復。單個小區面積20m2，留足保護行。各處理的具體設置為：T1常規處理，不深翻土壤，秸稈還田300kg/667m2；T2深翻土壤+秸稈還田處理，播栽前深翻土壤40cm左右，秸稈還田300kg/667m2；T3深翻土壤+秸稈不還田處理，播栽前深翻土壤40cm左右；T4不深翻土壤+秸稈不還田處理；T5深翻土壤+施用有機肥處理，播栽前深翻土壤40cm左右，商品有機肥(雞糞為主要原料)450kg/667m2作底肥播栽前一次性施用。各處理在小麥播種前一次性施用50kg/667m2硫鉀型三元復合肥。

表1 試驗前研究區土壤鎘含量情況

1.5 試驗管理

作物生育期內按照當地生產習慣進行管理并及時防治病蟲害，成熟期采用單打單收方法進行收獲計產。各小區土壤樣品均采用多點法采集0～20cm的耕層土壤，并用四分法保留1kg裝入塑料袋，采樣時需避免金屬器具直接接觸土樣。

1.6 檢測方法

土壤重金屬鎘含量檢測參照國家標準《土壤質量鉛、鎘的測定石墨爐原子吸收分光光度法》(GB/T 17141～1997)測定。

1.7 評價方法

本試驗土壤重金屬污染評價參照《土壤環境質量標準》(GB15618～1995)Ⅱ類土壤環境質量標準，采用單因子指數法對研究區耕層土壤鎘含量進行污染評價。

1.8 數據分析

本試驗數據使用SPSS統計分析軟件進行處理。

2 結果分析

不同農耕措施耕層土壤鎘含量如表2所示：

表2 不同農耕措施下耕層土壤重金屬含量 單位：mg/kg

根據表2結果，采用單因子指數法對研究區土壤鎘總量進行污染評價，如表3所示：鎘的Pi值在3個點位的常規處理中均偏高，存在鎘污染，而在3個點位的深翻土壤+施用有機肥處理與深翻土壤+秸稈不還田處理中均沒有鎘污染。

表3 單因子指數法鎘污染評價結果

根據上述評價結果，本文對不同農耕措施下耕層土壤鎘含量的差異性進行了方差分析(如表4、表5所示)。

通過方差分析可以看到，3個點位耕層土壤區組間鎘含量差異性不顯著，點位一、二耕層土壤處理間鎘含量差異性極顯著。

通過LSD法多重比較分析(見表4)可以看到，點位一與點位二呈現出相同的規律，均為常規處理鎘含量最高，與深翻土壤+施用有機肥處理、深翻土壤+秸稈不還田處理、深翻土壤+秸稈還田處理相比差異性極顯著。不深翻土壤+秸稈不還田處理與常規處理相比，雖然不具有顯著差異，但在降低耕層土壤鎘含量上也能夠起到一定的作用。

3 小結

上述研究結果表明，在試驗前研究區耕層土壤鎘含量高于亞耕層土壤鎘含量的前提下，深翻土壤+施用有機肥、深翻土壤+秸稈還田、深翻土壤+秸稈不還田、不深翻土壤+秸稈不還田等4種農耕措施處理的耕層土壤鎘含量均低于常規處理(不深翻土壤+秸稈還田)，同時，經過深翻土壤的處理的耕層土壤鎘含量又低于不深翻土壤+秸稈不還田處理，其中以深翻土壤+施用有機肥處理為最低。這種現象可能與土壤重金屬的表聚特征有關，因為鎘主要富集在0～20cm的耕層土壤中，在20cm以下深度土層的含量大大減小[7～8]，而深翻土壤能夠使土壤表層的鎘向深層移動，達到降低土壤表層鎘含量的效果。

表4 不同農耕措施下耕層土壤鎘含量方差分析

表5 不同農耕措施下耕層土壤鎘含量LSD法多重比較分析

[1]盧雨蓓.無錫市農地土壤重金屬污染空間分異研究[J].四川農業科技,2015(6):45-47.

[2]白玲玉,曾希柏,李蓮芳,等.不同農業利用方式對土壤重金屬累積的影響及原因分析[J].中國農業科學,2010,43(1):96-104.

[3]孟飛,劉敏,史同廣.上海農田土壤重金屬的環境質量評價[J].環境科學,2008,29(2):428-433.

[4]李玲,吳克寧,張雷,等.鄭州市郊區土壤重金屬污染評價分析[J].土壤通報,2008,39(5):1164-1167.

[5]張汪濤,李曉秀,黃文江,等.不同土地利用條件下土壤質量綜合評價方法[J].農業工程學報,2010,26(12):311-318.

[6]曾必榮,李浩.成都耕地[M].成都:四川科學技術出版社,2009.

[7]劉慶,王靜,史衍璽,等.綠色食品產地土壤重金屬空間分布與污染評價[J].水土保持學報,2007,21(3):90-94.

[8]付華,吳雁華,魏立華,等.北京南部地區農業土壤重金屬分布特征與評價[J].農業環境科學學報,2006,25(1):181-185.

2016-10-11

鐘文挺(1984.5-)，男，四川成都人，農藝師，碩士，主要從事土壤及肥料方面的研究。E-mail: 158921696@qq.com。