長期定位施肥對菜園土壤砷累積和分布的影響

孫仲秀 周崇峻 姜熒熒等

摘要：為了解長期施肥對菜園土壤中砷累積和分布的影響，采集了沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜長期定位施肥試驗(yàn)基地5年的土壤樣品（跨年份）進(jìn)行分析。結(jié)果表明，1998-2009年，土壤砷含量只施有機(jī)肥的處理（A）比不施肥處理（B）高4.43%。2009年不同施肥處理不同土層土壤中砷的平均含量為0～20 cm 11.73 mg/kg、20～40 cm 8.28 mg/kg、40～60 cm 8.50 mg/kg；20～40 cm土層中As的平均含量比耕層中減少29.41%，40～60 cm土層中As的平均含量比耕層中減少27.54%；施用有機(jī)肥或化肥后土壤的砷含量多數(shù)有所提高，可見施肥是土壤中砷的主要來源；不施肥處理土壤中砷的含量呈逐年遞增的趨勢，說明土壤中的砷不僅僅是由施肥造成的，與小區(qū)的地理位置和環(huán)境也有很大的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：土壤；長期施肥；砷；累積和分布

中圖分類號：X592 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）09-2021-03

肥料在我國農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用歷史悠久，合理施肥對提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量起到了很大的作用， 然而，肥料本身以及施用方式不當(dāng)對環(huán)境和人類所造成的影響也日益嚴(yán)峻[1]。其中，越來越受人們關(guān)注的土壤化學(xué)污染問題主要就是肥料污染[2]。施肥會向農(nóng)田土壤中帶入少量重金屬，長期施用會造成土壤中砷等重金屬的日漸積累，給農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)和人畜健康帶來隱患[3-5]。

關(guān)于長期施肥、不同施肥方式對土壤質(zhì)量和作物品質(zhì)影響的研究很多[1-8]，尤其長期施肥或不同施肥方式對土壤和作物中微量元素的含量及有效性變化的研究日益受到重視。近年來砷公害事件促使人們開展環(huán)境中砷的分布、行為、污染的生態(tài)效應(yīng)及其控制措施等方面的研究，特別是對土壤砷污染的研究[3]。但目前長期定位施肥對菜園土壤砷含量影響的研究鮮見報(bào)道，而通過研究不同施肥方式下土壤中砷的累積和分布規(guī)律，進(jìn)而采取相應(yīng)的施肥措施，達(dá)到既保證農(nóng)作物品質(zhì)又不污染環(huán)境的目的。為此，以沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜保護(hù)地長期施肥試驗(yàn)基地土壤為基礎(chǔ)，就長期施用不同肥料對土壤中砷含量的影響情況進(jìn)行了研究，以期更準(zhǔn)確地了解長期不同施肥情況下土壤中砷的富集狀況，為蔬菜作物平衡施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2 測定項(xiàng)目及方法

試驗(yàn)測定1998、2002、2005、2006、2009年5年的0～20 cm表層土樣及2009年A區(qū)和B區(qū)不同深度（0～20、20～40、40～60 cm）土樣，采樣時間為每年的10月5日，在各小區(qū)選取具代表性的5點(diǎn)取樣混合備用。自然風(fēng)干后磨細(xì)過100目篩，分析土壤中As的含量。

土壤砷含量用氫化物-原子熒光光譜法測定。數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel、DPS V3.01軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同年份不同施肥處理對土壤砷含量的影響

2.2 不同施肥條件下土壤砷的累積

綜上所述，土壤中As的含量隨不同的施肥處理而有所變化。其中，BNP處理12年土壤As平均含量最高，AN和ANPK處理最低。絕大多數(shù)處理土壤中As的含量都有隨年份變化而增加的趨勢，且近年來土壤As的富集速度有明顯加快的趨勢。這可能與近年來大氣污染速度加快有關(guān)。就可控制的方式來說，提高作物產(chǎn)量及降低土壤中As富集速度的較好途徑為有機(jī)肥與氮磷鉀肥配施。

2.3 2009年不同施肥處理土壤中砷的剖面分布

一般As在土壤剖面中的分布主要集中在0～20 cm土層[10]。在研究中，As在剖面中的分布并沒有完全呈現(xiàn)從表層開始逐漸降低的趨勢，而是20～40 cm及40～60 cm土層中各處理土壤As含量的變化幅度不大。由圖1可見，在研究中大部分處理As的含量顯示隨土層的加深其含量先減小后略有增加。土壤中As的平均含量0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土層中分別為11.73、8.28、8.50 mg/kg；20～40 cm土層中As的含量比耕層（0～20 cm）中減少29.41%；40～60 cm土層中As的含量比耕層中減少27.54%。耕層土壤中BNP處理的As含量最高。

3 小結(jié)

土壤中砷含量在2006-2009年的年平均增長量達(dá)到了0.57 mg/kg。照這樣的增長速度，以2009年土壤中重金屬As含量為基礎(chǔ)值，估計(jì)As的含量在BNP處理的土壤中兩年后將超過國家環(huán)境質(zhì)量一級標(biāo)準(zhǔn)，而在不施肥的土壤中8年后也會超過此標(biāo)準(zhǔn)。

不施肥處理小區(qū)的砷含量呈逐年遞增的趨勢，說明土壤中的砷不僅僅是由施肥造成的，與小區(qū)的地理位置和環(huán)境也有很大的關(guān)系。大氣的沉降和汽車尾氣等也會給土壤帶來一定量的砷污染。

土壤中砷的累積和分布是由多方面因素引起的，這里僅從施用肥料角度研究了土壤中砷的累積和分布，研究發(fā)現(xiàn)大氣環(huán)境對土壤中砷的累積和分布有一定的影響，需要進(jìn)一步結(jié)合環(huán)境生態(tài)理論來研究土壤中砷的變化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所.中國肥料[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1994.

[2] 崔 鍵，馬友華，趙艷萍，等.農(nóng)業(yè)面源污染的特性及防治對策[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2006，22（1）：335-340.

[3] 李 強(qiáng)，莫大倫. 土壤環(huán)境中砷污染的危害及其研究進(jìn)展[J].熱帶亞熱帶土壤科學(xué)，1997，6（4）：291-295.

[4] 胡 偉，王興祥，黃國勤，等.不同施肥方式對菜園土壤環(huán)境質(zhì)量及作物產(chǎn)量的影響[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2006，18（2）：80-83.

[5] 陳 芳，董元華，安 瓊，等.長期肥料定位試驗(yàn)條件下土壤中重金屬的含量變化[J].土壤，2005，37（3）：308-311.

[6] 馬智宏，李吉進(jìn)，潘立剛，等.不同有機(jī)肥處理對土壤及芹菜中重金屬殘留的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（21）：9181-9183.

[7] 楊麗娟，李天來，付時豐，等. 長期施肥對菜田土壤微量元素有效性的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2006，12（4）：549-553.

[8] 王開峰，彭 娜，王凱榮，等. 長期施用有機(jī)肥對稻田土壤重金屬含量及其有效性的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2008，22（1）：105-108.

[9] GB 15618—1995，土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[10] 陶 澍，鄧寶山，陳偉元.深圳地區(qū)土壤汞含量分布及污染[J].中國環(huán)境科學(xué)，1993，13（1）：35-38.