不同農(nóng)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(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，四川 成都 610041)

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不同農(nóng)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(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，四川 成都 610041)

本文通過在成都市3個(gè)研究區(qū)開展小麥上的不同農(nóng)耕措施小區(qū)試驗(yàn)，對(duì)耕層土壤重金屬鎘含量狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)與分析，探索農(nóng)耕措施對(duì)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(jīng)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(jī)肥的農(nóng)耕措施為最低。

農(nóng)耕措施；土壤；重金屬；鎘

土壤是人類生存與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所必需的物質(zhì)條件，而不斷加劇的人類活動(dòng)，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(huì)降低土壤質(zhì)量，還會(huì)嚴(yán)重影響土壤生態(tài)功能，降低農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，并通過食物鏈威脅人類健康以及社會(huì)的可持續(xù)發(fā)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(jù)2006～2009成都市耕地質(zhì)量普查結(jié)果[6]，我站選取了3塊具有代表性的鎘污染農(nóng)田，開展小麥上的不同農(nóng)耕措施小區(qū)試驗(yàn)，分析其耕層土壤鎘含量狀況，探索對(duì)減少耕層土壤鎘污染有益的農(nóng)耕措施。

1 試驗(yàn)概況

1.1 研究區(qū)地塊概況

3個(gè)研究區(qū)位于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，為成都市排灌方便、肥力均勻的農(nóng)田。土壤類型分別為灰棕潮田(點(diǎn)位一)、沖積黃泥田(點(diǎn)位二)、紫潮田(點(diǎn)位三)。根據(jù)研究區(qū)試驗(yàn)前土壤的采集化驗(yàn)結(jié)果，試驗(yàn)田耕層土壤鎘含量超標(biāo)，其他重金屬元素含量均不超標(biāo)，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(nóng)25號(hào)。

1.3 供試肥料

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

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

各試驗(yàn)點(diǎn)均采用隨機(jī)區(qū)組排列，設(shè)置5個(gè)處理，3次重復(fù)。單個(gè)小區(qū)面積20m2，留足保護(hù)行。各處理的具體設(shè)置為：T1常規(guī)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(jī)肥處理，播栽前深翻土壤40cm左右，商品有機(jī)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(fù)合肥。

表1 試驗(yàn)前研究區(qū)土壤鎘含量情況

1.5 試驗(yàn)管理

作物生育期內(nèi)按照當(dāng)?shù)厣a(chǎn)習(xí)慣進(jìn)行管理并及時(shí)防治病蟲害，成熟期采用單打單收方法進(jìn)行收獲計(jì)產(chǎn)。各小區(qū)土壤樣品均采用多點(diǎn)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(shí)需避免金屬器具直接接觸土樣。

1.6 檢測(cè)方法

土壤重金屬鎘含量檢測(cè)參照國家標(biāo)準(zhǔn)《土壤質(zhì)量鉛、鎘的測(cè)定石墨爐原子吸收分光光度法》(GB/T 17141～1997)測(cè)定。

1.7 評(píng)價(jià)方法

本試驗(yàn)土壤重金屬污染評(píng)價(jià)參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618～1995)Ⅱ類土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，采用單因子指數(shù)法對(duì)研究區(qū)耕層土壤鎘含量進(jìn)行污染評(píng)價(jià)。

1.8 數(shù)據(jù)分析

本試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié)果分析

不同農(nóng)耕措施耕層土壤鎘含量如表2所示：

表2 不同農(nóng)耕措施下耕層土壤重金屬含量 單位：mg/kg

根據(jù)表2結(jié)果，采用單因子指數(shù)法對(duì)研究區(qū)土壤鎘總量進(jìn)行污染評(píng)價(jià)，如表3所示：鎘的Pi值在3個(gè)點(diǎn)位的常規(guī)處理中均偏高，存在鎘污染，而在3個(gè)點(diǎn)位的深翻土壤+施用有機(jī)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(shù)法鎘污染評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)上述評(píng)價(jià)結(jié)果，本文對(duì)不同農(nóng)耕措施下耕層土壤鎘含量的差異性進(jìn)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(gè)點(diǎn)位耕層土壤區(qū)組間鎘含量差異性不顯著，點(diǎn)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(diǎn)位一與點(diǎn)位二呈現(xiàn)出相同的規(guī)律，均為常規(guī)處理鎘含量最高，與深翻土壤+施用有機(jī)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(guī)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(jié)

上述研究結(jié)果表明，在試驗(yàn)前研究區(qū)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(jī)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(nóng)耕措施處理的耕層土壤鎘含量均低于常規(guī)處理(不深翻土壤+秸稈還田)，同時(shí)，經(jīng)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(jī)肥處理為最低。這種現(xiàn)象可能與土壤重金屬的表聚特征有關(guān)，因?yàn)殒k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(dòng)，達(dá)到降低土壤表層鎘含量的效果。

表4 不同農(nóng)耕措施下耕層土壤鎘含量方差分析

表5 不同農(nóng)耕措施下耕層土壤鎘含量LSD法多重比較分析

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2016-10-11

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