不同用量有機(jī)肥對(duì)梨園土壤環(huán)境和梨果質(zhì)量安全的影響

翁 穎 陸 宏 張維玲 （浙江省慈溪市農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)中心 315300）

馬軍偉 孫萬(wàn)春 （浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江省杭州市 310021）

不同用量有機(jī)肥對(duì)梨園土壤環(huán)境和梨果質(zhì)量安全的影響

翁 穎 陸 宏 張維玲 （浙江省慈溪市農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)中心 315300）

馬軍偉 孫萬(wàn)春 （浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江省杭州市 310021）

通過(guò)田間小區(qū)試驗(yàn)，研究了不施有機(jī)肥（CK）和每667 m2施合格有機(jī)肥500、1 000、1 500 kg及重金屬超標(biāo)有機(jī)肥1000kg對(duì)梨園土壤環(huán)境和梨果質(zhì)量安全的影響。結(jié)果表明，與對(duì)照相比，施用有機(jī)肥既能不同程度地增加梨的單果重，又能大幅提高土壤中的速效鉀含量；當(dāng)施入重金屬超標(biāo)有機(jī)肥時(shí)，土壤中Cu、Zn和Pb的含量及有效態(tài)Cu、Zn含量有明顯增加，且達(dá)顯著水平；每667 m2施合格有機(jī)肥1 000、1 500 kg處理能使土壤中Cu、Pb、As、Zn含量呈增加趨勢(shì)；施入不同用量合格有機(jī)肥均提高了梨的Cu、Zn含量。由此可見(jiàn)，施用合格有機(jī)肥對(duì)提高土壤肥力有一定作用，但從對(duì)土壤環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的角度來(lái)說(shuō)，不能盲目施用有機(jī)肥，其施用量應(yīng)控制在適宜范圍內(nèi)。

有機(jī)肥；土壤；梨；重金屬；土壤環(huán)境；農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全

商品有機(jī)肥是以禽畜糞便、動(dòng)植物殘?bào)w等富含有機(jī)質(zhì)的副產(chǎn)品資源為主要原料，經(jīng)發(fā)酵腐熟后制成，作為商品進(jìn)入流通的肥料。因有機(jī)肥含有大量有機(jī)質(zhì)及豐富的N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素，在改善土壤質(zhì)量、提高土壤生產(chǎn)能力、提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量等方面功不可沒(méi)，已逐漸成為綠色、有機(jī)農(nóng)業(yè)的必要生產(chǎn)資料。然而，近年來(lái)越來(lái)越多的調(diào)查研究表明，隨著現(xiàn)代規(guī)?；B(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展以及飼料添加劑和抗生素的大量使用，使畜禽糞便在成分、性質(zhì)等方面有了較大改變，甚至導(dǎo)致用其制成的有機(jī)肥質(zhì)量發(fā)生了根本性變化。有機(jī)肥不合理使用而造成的環(huán)境污染和對(duì)人類健康產(chǎn)生的負(fù)面影響已日趨嚴(yán)重，因此，有機(jī)肥施用并非多多益善。在有機(jī)肥施用時(shí)，其中的重金屬雖然可能不會(huì)影響當(dāng)季作物的質(zhì)量安全，但由于重金屬具有累積的特點(diǎn)，長(zhǎng)期施用有機(jī)肥會(huì)在土壤中積累重金屬，具有超過(guò)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB15618-1995）的風(fēng)險(xiǎn)。因此，使用以畜禽糞便為原料制成的有機(jī)肥，其安全性還值得進(jìn)一步深入研究。筆者研究了施用不同量的以養(yǎng)殖廢棄物為原料制成的有機(jī)肥對(duì)梨園土壤環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品（梨）中重金屬含量的影響，旨在當(dāng)前積極推廣應(yīng)用有機(jī)肥的同時(shí)，為有機(jī)肥的科學(xué)、安全使用提供一些依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn)

試驗(yàn)于2014年設(shè)在慈溪市橋頭涌森農(nóng)場(chǎng)梨園內(nèi)進(jìn)行，供試土壤為粉砂壤土。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與材料

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理：空白對(duì)照（不施用有機(jī)肥，CK）、3個(gè)合格有機(jī)肥施用量水平（T1、T2、T3）及1個(gè)重金屬超標(biāo)有機(jī)肥（T4）處理。每處理重復(fù)4次，每小區(qū)面積27 m2，每小區(qū)種3棵梨樹(shù)。各處理有機(jī)肥施用量（見(jiàn)表1）。

試驗(yàn)肥料及施用：T1、T2和T3處理的有機(jī)肥為中慈生態(tài)肥料有限公司生產(chǎn)的合格商品有機(jī)肥。T4處理的有機(jī)肥為重金屬含量超標(biāo)的有機(jī)肥，人為添加了硫酸銅、硫酸鉛和對(duì)氨苯砷酸（阿散酸）3種重金屬化合物。超標(biāo)有機(jī)肥的養(yǎng)分含量分別為N 1.6%、P2O52%、K2O 2%，重金屬含量分別為Cu 718.48 mg/kg、Zn 1 356.38 mg/kg、Pb 50.48 mg/kg、As 9.04 mg/kg。肥料在梨收獲后施入，有機(jī)肥均作基肥施入，呈環(huán)形均勻撒施，施肥位置視果樹(shù)大小而定，以樹(shù)冠下內(nèi)徑離樹(shù)干30-50 cm、外徑以樹(shù)冠滴水處之環(huán)形帶內(nèi)為好，施肥深度0-20 cm，施后覆土。按耕作習(xí)慣，各處理追肥施用相同的復(fù)合肥。

表1 各處理有機(jī)肥施用量設(shè)計(jì)

1.3 樣品的采集與測(cè)定方法

采收時(shí)分小區(qū)統(tǒng)計(jì)梨果產(chǎn)量，同時(shí)采集耕層土樣用于養(yǎng)分、重金屬含量測(cè)定，并對(duì)梨果中的重金屬含量進(jìn)行檢測(cè)。

根據(jù)《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》測(cè)定土壤養(yǎng)分，主要測(cè)定pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀等含量。土壤重金屬含量按照農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的《土壤質(zhì)量 重金屬測(cè)定 王水回流消解原子吸收法》（NY/T1613-2008)，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES）測(cè)定Pb、Cu、Zn含量；按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《土壤質(zhì)量總汞、總砷、總鉛的測(cè)定 原子熒光法》（GB/T22105.2-2008）測(cè)定總As含量。梨果中重金屬含量采用微波消解，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICPOES）進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同用量有機(jī)肥對(duì)梨果產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2.1.1 對(duì)梨果產(chǎn)量的影響

從表2可看出，與CK相比，T1-T4處理均對(duì)梨果產(chǎn)量沒(méi)有明顯影響。但就單果重來(lái)看，T2、T3和T4處理的梨單果重顯著增加，分別比CK增加14.1%、16.6%和11.1%；T1

處理的梨單果重略有增加，但與CK間差異不顯著，這與趙立敏等[7]的施用有機(jī)肥有利于增加梨單果重的結(jié)論相一致。

表2 不同用量有機(jī)肥對(duì)梨果產(chǎn)量的影響

2.1.2 對(duì)梨果品質(zhì)的影響

從表3可看出，施用有機(jī)肥對(duì)梨果維生素C、可溶性糖及固形物含量均沒(méi)有明顯影響。這可能與梨果產(chǎn)量和品質(zhì)受開(kāi)花、座果率以及陽(yáng)光、樹(shù)形等因素影響更大，施用1次有機(jī)肥對(duì)其影響較小有關(guān)。

表3 不同用量有機(jī)肥對(duì)梨果品質(zhì)的影響

2.2 不同用量有機(jī)肥對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

從表4可看出，與CK相比，施用有機(jī)肥對(duì)土壤pH影響不明顯；各處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量變化為T1＞T2＞CK＞T4＞T3；全氮含量變化T1＞T2＞CK=T3＞T4；堿解氮含量變化T1＞T2＞T3＞T4=CK；有效磷含量變化T1＞T2＞T3＞T4＞CK；速效鉀含量變化T1＞T2=T3＞T4＞CK。由此可見(jiàn)，與CK相比，T1、T2處理的土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀等養(yǎng)分含量均有不同程度的增加，特別是以速效鉀含量增加最為明顯，增幅分別達(dá)25.3%和18.5%。這與宇萬(wàn)太等[8]研究的施用有機(jī)肥能顯著提高土壤速效鉀含量的結(jié)論相一致。本試驗(yàn)中大量施用有機(jī)肥（T3處理），并沒(méi)有提高土壤中有機(jī)質(zhì)含量，說(shuō)明土壤有機(jī)質(zhì)的提升不一定與有機(jī)肥的投入量成正比，這是否與土壤中原本的有機(jī)質(zhì)含量及其礦化作用增強(qiáng)有關(guān)，還有待進(jìn)一步研究。而土壤中90%以上的氮素以有機(jī)形態(tài)存在，一般情況下，全氮含量與有機(jī)質(zhì)呈高度正相關(guān)。

表4 不同用量有機(jī)肥對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

2.3 不同用量有機(jī)肥對(duì)土壤環(huán)境和梨果重金屬含量的影響

2.3.1 對(duì)土壤重金屬含量的影響

由于有機(jī)肥料中本身含有重金屬，施入土壤后可能會(huì)產(chǎn)生土壤中重金屬積累的風(fēng)險(xiǎn)。從表5和表6可看出，與CK相比，T4處理能顯著提高土壤中Cu、Zn和Pb含量及有效態(tài)Cu、Zn含量；T2處理能顯著提高土壤中Cu、As含量及有效態(tài)Zn含量；T3處理能顯著提高土壤中Cu、Pb含量；T1處理對(duì)土壤中重金屬As含量及有效態(tài)Pb含量均無(wú)顯著影響；T2、T3、T4處理能使土壤中Cu、Pb、As、Zn含量呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

表5 不同用量有機(jī)肥對(duì)土壤重金屬含量的影響

表6 不同用量有機(jī)肥對(duì)土壤有效態(tài)重金屬含量的影響

2.3.2 對(duì)梨果重金屬含量的影響

植物對(duì)土壤重金屬的吸收受多方面因素的影響，包括土壤重金屬含量、有效態(tài)重金屬含量、土壤pH和有機(jī)質(zhì)含量等。從表7可看出，與CK相比，T4處理顯著提高了梨果中Cu、Pb含量，T2、T3處理顯著提高了梨果中Cu含量，T1處理對(duì)梨果中各種重金屬含量均無(wú)顯著影響。但4個(gè)施有機(jī)肥處理均使梨果中Cu、Zn含量呈增加趨勢(shì)。眾所周知，Cu、Zn是植物生長(zhǎng)所必需的微量元素，雖然食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《食品中污染物限量》（GB 2762-2012）沒(méi)有對(duì)Cu、Zn的允許含量作明確規(guī)定，但過(guò)量的Cu、Zn也會(huì)對(duì)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生影響[3]。

表7 不同用量有機(jī)肥對(duì)梨果重金屬含量的影響

3 結(jié) 論

3.1 施用有機(jī)肥能有效提高土壤中各項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)，尤其以每667 m2施有機(jī)肥500-1 000 kg對(duì)土壤肥力的提升效果明顯，其中有機(jī)肥每667 m2施用量大于500 kg還有利于增加梨的單果重。

3.2 施用重金屬含量超標(biāo)的有機(jī)肥極大地增加了梨果的質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)，每667 m2施超標(biāo)有機(jī)肥超過(guò)500 kg，會(huì)帶來(lái)土壤和梨果中重金屬積累的風(fēng)險(xiǎn)。因此，該有機(jī)肥每667 m2施用量以不超過(guò)500 kg較安全，土壤和梨果中重金屬含量累積不明顯，能保持相對(duì)平衡的狀態(tài)。

3.3 為防止土壤重金屬污染，在施用有機(jī)肥的同時(shí)，還可配合增施微生物肥或通過(guò)一些農(nóng)藝措施來(lái)降低其重金屬積累。

[1] NY/T 1613-2008 土壤質(zhì)量 重金屬測(cè)定 王水回流消解原子吸收法[S].

[2] GBT22105.2-2008 土壤中總砷的測(cè)定 原子熒光法[S].

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

[4] 楊文葉,季淑楓,李丹,等.連續(xù)施用商品有機(jī)肥對(duì)耕地質(zhì)量及蔬菜產(chǎn)量的影響[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào),2014,31(4)：319-322.

[5] 謝凱,宋曉暉,董彩霞,等.不同有機(jī)肥處理對(duì)黃冠梨生長(zhǎng)及果園土壤性狀的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2013,19（1）：214-222.

[6] 吳清清,馬軍偉,姜麗娜,等.雞糞和垃圾有機(jī)肥對(duì)莧菜生長(zhǎng)及土壤重金屬積累的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2010,29(7）：1302-1309.

[7] 趙立敏,楊清,李松濤,等.有機(jī)梨園中4種商品肥施用效果比較[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2014,19(3）：130-136.

[8] 宇萬(wàn)太,姜子紹,馬強(qiáng),等.施用有機(jī)肥對(duì)土壤肥力的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2009,15(5）：1057-1064.

2015-12-04

浙江省寧波市科技局資助項(xiàng)目(編號(hào)：2012C10014)。