施肥處理對(duì)黃瓜果實(shí)重金屬含量的影響

陳曼，陳坤，張慶社，高燕

（1.鄭州市蔬菜研究所鄭州450015；2.濟(jì)源市農(nóng)業(yè)科學(xué)院河南濟(jì)源459002）

施肥處理對(duì)黃瓜果實(shí)重金屬含量的影響

陳曼1，陳坤2，張慶社2，高燕2

（1.鄭州市蔬菜研究所鄭州450015；2.濟(jì)源市農(nóng)業(yè)科學(xué)院河南濟(jì)源459002）

以黃瓜為試驗(yàn)對(duì)象，利用生石灰、生石灰＋有機(jī)肥、有機(jī)肥、有機(jī)肥+EM對(duì)土壤進(jìn)行處理，測(cè)定不同施肥處理對(duì)黃瓜果實(shí)重金屬含量的影響。結(jié)果表明，施用生石灰和施用生石灰＋有機(jī)肥對(duì)黃瓜果實(shí)中As含量的抑制率分別為17.39%和26.09%，顯著高于空白對(duì)照，且施用生石灰＋有機(jī)肥對(duì)黃瓜果實(shí)中As含量的的抑制率顯著高于施用生石灰；施用有機(jī)肥和有機(jī)肥+EM對(duì)黃瓜果實(shí)中As含量的抑制率顯著低于對(duì)照，且施用有機(jī)肥、有機(jī)肥+EM之間差異不顯著。各處理與對(duì)照黃瓜果實(shí)中均未檢測(cè)到Pb、Cd、Cr、Hg。

黃瓜；施肥；重金屬

土壤是生物生存的必要條件，土壤環(huán)境的特性在一定程度上決定了人類和生物種群的生存與發(fā)展[1]。土壤重金屬污染來(lái)源[2]有多種，主要有工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染及人類生活污染幾種，其中工業(yè)生產(chǎn)造成土壤重金屬污染已是不可忽視的環(huán)境問(wèn)題。重金屬是重要的土壤污染物，主要來(lái)自固體廢棄物、農(nóng)藥、肥料、灌溉水特別是污灌，以及大氣沉降等。隨著工業(yè)的發(fā)展，土壤重金屬污染日益嚴(yán)重。蔬菜重金屬污染一般不會(huì)造成人體急性中毒，但可以通過(guò)食物鏈在人體中積累，從而危害人們的身體健康。據(jù)估計(jì)，人體中Cd有70%來(lái)自蔬菜，重金屬在土壤中不能被淋洗，不能被微生物分解，難于治理，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的布局[3]。國(guó)內(nèi)對(duì)城郊菜地土壤和蔬菜中重金屬污染的研究較多。20世紀(jì)90年代初期對(duì)上海市蔬菜及菜區(qū)土壤的研究表明，上海市蔬菜受到重金屬污染，以Cd和Pb污染為甚，超標(biāo)率分別為13.29%和12.0%。宗良綱等[4]1995年報(bào)道，廣州市約有9.5%的菜區(qū)土壤受重金屬污染，其中Cd、Pb和As的含量分別為廣東省土壤背景值的2.77、2.97、1.40倍。濟(jì)源市是一座新興的工業(yè)城市，工業(yè)的快速發(fā)展帶動(dòng)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的騰飛，工業(yè)污染也伴隨而來(lái)；隨著蔬菜生產(chǎn)面積的不斷擴(kuò)大和人們生活水平的不斷提高，對(duì)蔬菜品質(zhì)的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。目前，為提高蔬菜產(chǎn)量，滿足市場(chǎng)需求，蔬菜設(shè)施栽培面積不斷增加，濫用有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥現(xiàn)象普遍存在，造成土壤硝態(tài)氮和蔬菜硝酸鹽含量以及重金屬元素累積，對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境和蔬菜食品安全構(gòu)成潛在威脅。因此，采取不同的施肥措施降低菜田土壤硝態(tài)氮和蔬菜硝酸鹽以及重金屬元素含量，已成為保護(hù)農(nóng)業(yè)環(huán)境和推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵控制技術(shù)[5]。但是，通過(guò)不同施肥處理來(lái)改善土壤重金屬含量的研究很少，筆者以黃瓜為研究材料，通過(guò)施用不同配比的基肥來(lái)探索降低土壤內(nèi)重金屬含量的方法，從源頭控制重金屬污染，為蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2015年秋季在濟(jì)源市農(nóng)科院試驗(yàn)地進(jìn)行。供試黃瓜品種‘津春9號(hào)’，為天津科潤(rùn)黃瓜研究所育成的黃瓜雜交1代新品種，苗期較耐熱，生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，抗病、高產(chǎn)；生石灰為濟(jì)源市裴村石灰窯生產(chǎn)；有機(jī)肥來(lái)自濟(jì)源市罡頭村養(yǎng)殖場(chǎng)；EM菌為北京中科惠農(nóng)技術(shù)服務(wù)中心的種植專用益生菌。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，即處理1：生石灰；處理2：生石灰＋有機(jī)肥；處理3：有機(jī)肥；處理4：有機(jī)肥+ EM；處理5：空白對(duì)照；施用量：生石灰1.05 kg，有機(jī)肥62 kg，EM菌10 mL。各處理設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積7 m2，每個(gè)小區(qū)種植黃瓜24株，株距30 cm。第1茬黃瓜成熟時(shí)，6點(diǎn)取樣采收。采用HNO3-HClO3溶解，石墨爐原子吸收法測(cè)定Pb、Cd、Cr，原子熒光法測(cè)定As、Hg。不同處理對(duì)黃瓜Pb、As、Cd、Cr、Hg含量的改良效果，用抑制率來(lái)表示：抑制率/%=C0-C處理/C0×100。式中C處理為處理的黃瓜重金屬元素含量，C0為空白處理(CK)的黃瓜重金屬元素含量。黃瓜采用拱棚栽陪，前茬作物為豆角，土壤肥力均勻。

1.3 試驗(yàn)方法

7月5日穴盤播種，在大棚外用遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋穴盤育苗，基質(zhì)配方為V草炭∶V珍珠巖∶V蛭石=1∶1∶1，用50孔穴盤育苗，每孔1粒種子。出苗后要保持穴盤見(jiàn)干見(jiàn)濕；在幼苗剛出現(xiàn)2片真葉和剛出現(xiàn)3片真葉時(shí)，分別用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為200 mg·kg-1的乙烯利處理1次，3片真葉時(shí)定植。前茬作物收獲后，進(jìn)行土壤消毒處理，采取高溫悶棚的方法，使棚室溫度保持在70℃持續(xù)1周的時(shí)間，然后根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)施底肥，深耕翻地，整平作畦，畦寬1.4 m，寬窄行定植，寬行80 cm，窄行60 cm，定植后及時(shí)澆定植水，常規(guī)管理，進(jìn)入結(jié)瓜盛期，加大水分供應(yīng)但不施肥。以“預(yù)防為主，綜合防治”為原則，采用物理、生態(tài)、生物防治方法，減少病蟲(chóng)害的發(fā)生。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)黃瓜Pb、As、Cd、Cr、Hg含量的影響

從表1可以看出，處理1和處理2黃瓜果實(shí)中的As含量（ω）分別為0.038 mg·kg-1和0.034 mg·kg-1，顯著低于對(duì)照0.046 mg·kg-1，處理3和處理4黃瓜果實(shí)中的As含量與對(duì)照間差異不顯著；各處理與對(duì)照黃瓜果實(shí)中均未檢測(cè)到Pb、Cd、Cr、Hg。

表1 不同處理對(duì)黃瓜Pb、As、Cd、Cr、Hg含量的影響（mg·kg-1）

2.2 不同處理對(duì)黃瓜Pb、As、Cd、Cr、Hg含量的改良效果

表2中結(jié)果表明，處理1和處理2對(duì)黃瓜果實(shí)中As的抑制率分別為17.39%和26.09%，極顯著高于對(duì)照，且處理2對(duì)黃瓜果實(shí)中As的的抑制率極顯著高于處理1；處理3和處理4對(duì)黃瓜果實(shí)中As的抑制率極顯著低于對(duì)照，且處理3和處理4間差異不顯著。

表2 不同處理黃瓜Pb、As、Cd、Cr、Hg的抑制率%

土壤中施用生石灰不僅可以補(bǔ)充土壤中缺失的鈣，起到殺菌、調(diào)節(jié)土壤pH值的作用[3]，而且有研究表明，在單一鈍化材料試驗(yàn)中，2%的生石灰在重金屬污染土壤原位鈍化穩(wěn)定效果最好，腐殖質(zhì)+石灰復(fù)合鈍化劑對(duì)重金屬的穩(wěn)定效果優(yōu)于單一生石灰處理[6]。該結(jié)果與本研究結(jié)果一致，生石灰和生石灰+有機(jī)肥對(duì)As的抑制率分別為17.39%、26.09%，生石灰+有機(jī)肥的抑制率顯著高于生石灰。在農(nóng)田耕作土中施用生石灰，交換性Cd含量降低17.8%～21.7%[7]。在Cd污染水稻土中施用石灰，土壤有效態(tài)Cd含量降低，水稻中Cd的累積減少[8]。單施石灰可抑制大白菜對(duì)Cd、Pb和Zn的吸收，石灰的最佳施用量因土壤而異[9]。

楊振興等[10]通過(guò)對(duì)玉米籽粒長(zhǎng)期施肥的研究表明，有機(jī)肥的施用與玉米籽粒Pb和As的含量有一定的相關(guān)性，且施用有機(jī)肥會(huì)增加玉米籽粒As的吸收量。該結(jié)果與本研究結(jié)果一致，施用有機(jī)肥對(duì)黃瓜果實(shí)中As的抑制率為-8.7%，增加了As在黃瓜果實(shí)中的含量。EM處理油菜中重金屬含量的降低不明顯[11]，本研究結(jié)果表明，有機(jī)肥+EM對(duì)黃瓜果實(shí)中As的抑制率為-8.7%，顯著高于對(duì)照。

施用生石灰和生石灰+有機(jī)肥可以有效抑制As在黃瓜果實(shí)中的積累，但是石灰為堿性物質(zhì)，影響土壤pH值，持效性較短，例如連續(xù)施用石灰可使玉米籽粒中Cd、Pb、Zn和Cu的含量顯著降低，但是其效應(yīng)只能持續(xù)一年半左右，而且連續(xù)施用石灰容易破壞土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，造成土壤板結(jié)[12]。4個(gè)處理和對(duì)照黃瓜果實(shí)中Pb、Cd、Cr、Hg的含量均在檢測(cè)限以下，4種處理對(duì)黃瓜果實(shí)中Pb、Cd、Cr、Hg含量的影響有待進(jìn)一步研究。

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[3]徐明飛，鄭紀(jì)慈，阮美穎．不同類型蔬菜重金屬積累量的比較[J]．浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，20（1）：29-34．

[4]宗良綱，丁園．土壤重金屬（CuZnCd)復(fù)合污染的研究現(xiàn)狀[J]．農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，2001，20（2）：126-128．

[5]趙明，蔡葵，趙征宇，等．不同施肥處理對(duì)大棚黃瓜產(chǎn)量品質(zhì)及重金屬含量的影響[C]∥中國(guó)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)會(huì).第三屆農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集，2009：80-86.

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[7]高譯丹，梁成華，裴中健，等．施用生物炭和石灰對(duì)土壤鎘形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響[J]．水土保持學(xué)報(bào)，2014，28（2）：258-261．

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[9]杜彩艷，祖艷群，李元．石灰配施豬糞對(duì)Cd、Pb和Zn污染土壤中重金屬形態(tài)和植物有效性的影響[J]．植物科學(xué)學(xué)報(bào)，2008，26（2）：170-174．

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Effect of fertilization on the content of heavy metals in cucumber

CHEN Man1,CHEN Kun2,ZHANG Qingshe2,GAO Yan2
（1.Zhengzhou Vegetable Research Institute,Zhengzhou 450015，Henan，China;2.Jiyuan Academy of Agricultural Sciences，Jiyuan 459002，Henan，China）

In this experiment,cucumber was used as materal to study the effects of different fertilization on heavy metal content in cucumber fruit after treated by quicklime and quicklime+organic fertilizer,organic fertilizer,organic fertilizer+ EM on soil.The results showed that the inhibition rate of As content in cucumber fruit were 17.39%and 26.09%when treated by quicklime and quicklime+organic fertilizer,which were significantly higher than the control,inhibition rate of the application of quicklime+organic fertilizer was significantly higher than that of quicklime application.The inhibition rate of As content in cucumber fruit were significantly lower than the control after applied organic fertilizer and organic fertilizer+EM,and the inhibition rate showed no significant difference between these two application.Pb,Cd,Cr and Hg were not detected in cucumber fruits.

Cucumber;Fertilization;Heavy metals

2016-08-29；

：2017-03-26

鄭州市科技專項(xiàng)新興產(chǎn)業(yè)研究“陽(yáng)臺(tái)園藝（蔬菜）技術(shù)研究與示范推廣”（153pxxcy182）

陳曼，女，助理研究員，研究方向?yàn)槭卟擞N栽培。E-mail：707559755@qq.com