不同施肥处理对番茄产量品质及土壤有效态重金属含量的影响

以露地番茄（Solanum lycopersicom L.）为试材,进行了施用有机肥、无机肥及有机无机肥配施对番茄产量、品质和土壤有效态重金属含量的影响研究。结果表明,在施氮量相同条件下,有机肥与无机肥配施番茄产量增幅较大,以6∶4养分配施比例产量最高,总产量比对照提高了15.6%。施用无机肥番茄果实可溶性糖含量和可滴定酸含量较高,维生素C含量以施用有机肥处理的最高;番茄果实的营养品质和口感以施用有机肥处理的最佳。番茄果实中可溶性糖、酸和维生素C含量的变化规律与肥料施用无相关性,可能是受番茄产量高低的影响。施用有机肥番茄果实硝酸盐含量明显低于施用无机肥和有机无机肥配施处理,亚硝酸盐含量则以施用无机肥和低有机肥配施量处理的含量较低。施肥有明显降低番茄果实Hg含量的作用,但却提高了Pb和As含量,对Cu、Zn和Cd含量的影响较小;施用有机肥可显著降低番茄果实Cr含量。施肥提高了土壤有效态Zn和Cd含量,降低了土壤有效态Pb含量,对土壤有效态Cr和As含量的影响较小;施用有机肥使土壤有效态Cu含量显著降低,而使土壤有效态Hg的含量提高;施用无机肥可提高土壤有效态Cu的含量。不同施肥处理番茄果实重金属含量变化与土壤有效态重金属含量变化不一致的主要原因,可能是由于施肥改变了番茄的生物产量,从而产生对植株吸收重金属元素的生物稀释作用造成。各试验处理番茄果实硝酸盐和亚硝酸盐及重金属含量均远低于国家蔬菜或食品中污染物限量标准,说明合理施用有机肥、无机肥和有机无机肥配施不会造成番茄果实硝酸盐、亚硝酸盐以及重金属污染。     

肥料重金属含量状况及施肥对土壤和作物重金属富集的影响

本文对肥料中重金属的含量状况以及施肥对土壤和农作物重金属累积影响的研究进展进行了系统分析和总结。过磷酸钙中锌（Zn）、 铜（Cu）、 镉（Cd）、 铅（Pb）含量高于氮肥、 钾肥和三元复合肥,有机-无机复混肥料中的Pb含量高于其他化肥。有机肥如畜禽粪便、 污泥及其堆肥中的重金属含量高于化肥,猪粪中的Cu、 Zn、 砷（As）、 Cd含量明显高于其他有机废弃物,鸡粪中铬（Cr）含量高;污泥和垃圾堆肥中Pb或汞（Hg）含量高。商品有机肥Zn、 Pb和镍（Ni）含量高于堆肥,Hg含量高于畜禽粪便。多数研究表明,氮磷钾配施与不施肥相比土壤Cd和Pb含量增加,施用有机肥比不施肥提高土壤Cu、 Zn、 Pb、 Cd含量。施用化肥对农作物重金属富集的影响不明确,而施用有机肥可提高作物可食部位Cu、 Zn、 Cd、 Pb 的含量,影响大小与有机肥种类、 用量、 土壤类型和pH以及作物种类等有很大关系。在今后的研究中应着重以下几个方面, 1）典型种植体系下土壤重金属的投入/产出平衡; 2）不同种植体系下长期不同施肥措施对土壤重金属含量、 有效性影响的动态趋势; 3）典型种植体系和施肥措施下土壤对重金属的最高承载年限; 4）现有施肥措施下肥料中重金属的最高限量标准。     

三种施肥模式对石灰性土壤培肥的影响

试验在中国科学院封丘农业生态实验站的石灰性潮土上进行 ,在氮、磷、钾固定用量和比例的基础上 ,选定全施有机肥、全施化肥、有机肥和无机肥配合施用三种处理。结果表明 ,这三种施肥模式都显著地提高了土壤全氮和速效氮、土壤全磷和有效磷、土壤全钾和速效钾含量。有机肥在提高土壤全氮和速效氮含量方面效果明显优于无机肥 ,对土壤速效磷含量的影响也高于无机肥 ,但是对土壤全磷含量的增加效应上不如无机肥大。无论是有机肥中的钾还是无机肥中的钾 ,对土壤全钾的贡献没有明显的差别 ;但是在土壤速效钾方面 ,无机肥中的钾对其影响大于有机肥中的钾。有机肥和无机肥的配合施用是提高石灰性潮土土壤肥力更好的方法。     

长期施肥对砂姜黑土有机磷组分及其有效性的影响

应用Bowman和Cole的有机磷(P)分组方法,研究23年田间定位试验下不同有机肥对土壤有机P组分及其有效性的影响.结果表明:与休闲、不施肥对照和长期单施化肥处理相比,无机肥与有机肥配施能显著增加土壤有机P的总量,不同有机肥对有机P的累积效应是牛粪>猪粪>麦秸.长期施肥主要是提高中活性有机P的含量,活性和中稳性有机P的增幅相当,高稳性有机P的含量几乎没有变化.相关分析表明活性有机P是土壤有效P的直接P源,中活性有机P是活性有机P的有效补充,而中稳性有机P和高稳性有机P的有效性较低.     

长期定位施肥对土壤有机无机复合状况的影响

长期施用化肥、有机肥或有机无机肥配施均能提高潮土和旱地红壤的原土复合量 ,有机无机肥配施还可以提高红壤性水稻土耕层的原土复合量 ,单施化肥对红壤性水稻土的原土复合量影响不大 ;长期施肥降低 3种土壤的原土复合度 ,但提高了土壤的增值复合量和增值复合度。施有机肥或有机无机肥配施土壤的增值复合量高于施化肥的土壤 ,但其增值复合度却低于施化肥的土壤。长期施肥还影响土壤有机无机复合体的粒径分级 ,施肥一般都可提高土壤中粘粒级和粉砂级复合体含量 ,降低细砂级复合体含量。长期施用有机肥或有机无机肥配施还可以提高 3种土壤中的G0、G1和G2等 3组复合体含量 ,并且有机无机肥配施可以促使G0和G1组复合体向水稳性强的G2组复合体转化。     

长期施肥对黑土有机质及其组成的影响

以农业部哈尔滨黑土生态环境重点野外科学观测试验站长期定位试验为平台,研究了长期施肥对黑土有机质的影响.结果表明,长期施用不同肥料对土壤有机质含量的影响有较大差异,有机无机肥配合处理＞有机肥处理＞无机肥处理＞无肥处理.长期施肥对深层土壤有机质含量也有影响,施用有机肥作用尤其明显,并随着土层的加深施肥对土壤有机质含量的影响呈下降趋势.施用有机肥对有机质不同密度组分影响很大,对有机质含量增加最有效,而施用无机肥则有机质含量有所降低.     

长期定位施肥对土壤重金属含量的影响

在25年长期定位试验研究基础上，分析了无肥、N、NP、NPK、N＋有机肥和N＋秸秆6个不同施肥处理的0～20cm土壤重金属Cu、Zn、Cd、Cr、Hg和As的含量变化。结果表明：6种元素含量都呈现增加趋势。N＋有机肥处理的Zn含量超过土壤环境质量标准2级（pH6.5～7.5）的限界，Hg含量增加幅度较大，比试验基础值增加了114％。单施N肥（尿素）对土壤重金属影响不大，施用P肥使土壤重金属含量增加。垃圾或畜禽排泄物为原料的有机肥，可使土壤重金属含量提高。特别是Cu、Zn、Hg增加幅度较大。对垃圾或畜禽排泄物为原料的有机肥也要合理施用，施肥是影响土壤重金属含量变化的重要因素之一。     

施肥对文冠果生长及土壤酶活性的影响

针对山东省棕壤丘陵区土壤养分的特点,研究了无机肥、有机肥及有机无机配施对文冠果生长和土壤酶活性的影响。结果表明:施肥能明显提高文冠果叶绿素含量,而对文冠果树高影响不显著,有机无机配施能显著增加文冠果地径。施用有机肥、有机无机配施均能够显著提高土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶的活性;单施无机肥抑制土壤过氧化氢酶和脲酶的活性,增强土壤蔗糖酶活性,但对酸性磷酸酶活性影响不明显。     

施肥与覆膜对棕壤Olsen-P剖面分布及动态变化的影响

利用沈阳农业大学长期定位试验站裸地和覆膜的不同施肥处理(不施肥、单施氮肥、有机肥、有机无机肥配施)及其附近不同土地利用方式,探讨了不同施肥处理和覆膜对整个生长季的棕壤Olsen-P剖面(0—100.cm)分布及动态变化的影响。结果表明,耕地棕壤各施肥处理土壤剖面Olsen-P含量均表现为0—20.cm和60—100.cm大于20—60.cm;而自然草地、自然林地棕壤Olsen-P含量则随深度加深(0—100.cm)而逐渐增多。施用有机肥或有机无机肥配施处理的Olsen-P含量在60.cm土层以上均远大于不施肥或单施氮肥处理;覆膜后不施肥、有机肥、有机无机肥配施处理土壤0—40.cm土层的Olsen-P含量略有降低(0—20.cm土层有机肥处理除外),但差异未达到显著水平。说明施有机肥或有机无机肥配施,是补充土壤Olsen-P的有效措施;但施肥时应深施以补充表层以下土壤Olsen-P含量。覆膜未对本研究的棕壤Olsen-P含量产生显著的负面影响。     

长期施肥对红壤性水稻土有机碳动态变化的影响

在23年的田间定位试验区,研究了长期施肥对红壤水稻土不同发生层有机C含量及其储量动态变化的影响.结果表明,在不施肥(CK)、无机肥(NPK)、有机肥(猪粪 紫云英绿肥,OM)和无机肥与有机肥配施(NPKM)处理中,土壤有机C的积累过程还处于稳定增长的阶段,特别是施有机肥处理(OM和NPKM)其增加趋势与利用年限呈显著的直线相关.各施肥处理土壤剖面不同层次有机C含量都呈如下的顺序:A＞P＞W1、W2,表现出随着剖面的加深有机C含量逐渐降低的趋势,长期施肥对土壤有机C含量的影响主要表现在表层.随着年限的增加,土壤有机C储量都有增加的趋势.不同施肥处理土壤剖面4层(A、P,W1和W2)土壤有机C储量都表现出NPKM＞OM＞NPK＞CK的趋势,施入有机肥促进了土壤有机C储量的增加.     

国内外堆肥标准分析及其对中国的借鉴启示

中国农业废弃物产量巨大,堆肥是农业废弃物资源化利用的主要方式之一,也是养分和有机质回收到土壤中的方法。结合国内外堆肥标准制定情况,通过分析对比无害化指标、有机质、总养分、重金属、含水率等指标,指出中国存在就农业废弃物处理缺乏专业化堆肥及有机肥标准推进委员会、对堆肥产品中氮磷钾和有机质含量的最低限值较高及未建立堆肥标准体系等问题。建议国家组建堆肥标准制定专家委员会或堆肥协会,进一步规范有机肥生产运行管理,进一步修订有机肥、生物有机肥、沼肥等标准,建立完善的堆肥标准体系。     

我国水溶肥料中重金属含量、 来源及安全现状

【目的】研究我国水溶肥料中有毒有害重金属As、 Pb、 Cd、 Cr、 Hg的含量及超标情况,调查超标重金属的来源,探讨有关肥料标准中重金属安全限量问题,旨在充分了解水溶肥料的安全现状,减小重金属环境风险,保障农产品质量安全。【方法】样品全部来自国家化肥质量监督检验中心(北京)肥料登记产品,重金属含量采用农业行业标准NY/T 1978-2010《肥料 汞、 砷、 镉、 铅、 铬含量的测定》方法检测,超标重金属来源分析采用企业调研方法,原料中重金属的含量研究采用公开发表文献数据进行分析。【结果】5种水溶肥料中As、 Pb、 Cd、 Cr、 Hg平均含量均符合NY/T 1110-2010《水溶肥料 汞、 砷、 镉、 铅、 铬的限量要求》,且远远低于标准限量值。部分水溶肥料重金属出现超标情况,但超标率较低,主要集中在As和Cd上,As和Cd超标率分别为3.50%和1.27%,Pb、 Cr和Hg超标率均小于1%。Cd超标样品的重金属含量是标准限量值的几至几百倍,As、 Pb和Cr超标程度接近,一般是限量值的1至几倍。超标样品调查结果显示,水溶肥料中重金属主要来自生产原料,原料中的重金属一半以上来自磷肥和微量元素肥料。大量元素水溶肥料中重金属主要来自磷酸二氢钾、 磷酸一铵等磷肥,其次来源于硫酸锌等微量元素肥料; 微量元素水溶肥料中重金属多来自硫酸锌和硫酸亚铁; 含氨基酸水溶肥料中As和Cd主要来自硫酸锌、 硫酸亚铁和氨基酸; 含腐植酸水溶肥料中重金属超标集中在As上,As多来自腐植酸钠、 腐植酸钾和磷肥。生产原料中重金属含量分析表明,氮肥和钾肥中重金属含量极低,作为水溶肥料的原料比较安全,而磷肥和微量元素肥料中重金属含量普遍较高,作为生产原料,必需严格检验,否则容易导致产品中重金属超标。通过相关标准分析发现,我国现行肥料标准中As、 Pb、 Cd、 Cr、 Hg安全限量或没有限制或制订的普遍较宽泛,且缺乏针对性。【结论】我国水溶肥料总体质量较好,重金属超标率较低,施用于农田是安全的,但对于水溶肥料中As和Cd的监测依然需要高度重视,肥料重金属限量标准和安全评价体系的制定也需要加强和完善。     

煤矸石等组成的无土栽培基质重金属污染及蔬菜安全评价

利用煤矸石、油菜秸秆等废弃资源为原料,按（煤矸石：腐熟秸秆）体积比为2：8、3：7、4：6、5：5和6：4的比例配制成5种混合基质,在人工光照室内以盆栽的方法栽培白菜、生菜、苋菜、菠菜、茄子、番茄、辣椒和萝卜8种蔬菜,采用尼梅罗综合污染指数和Hakanson潜在生态风险指数法对5种混合基质以及其上生长的8种蔬菜的重金属污染和潜在生态风险进行了综合评价。结果表明,5种混合基质中,煤矸石含量较少的T1、T2、T3基质的重金属污染程度较小,潜在生态风险程度较低,在这3种基质上栽种的蔬菜重金属综合污染评价等级为优良或安全,符合蔬菜绿色食品标准。重金属对混合基质产生的污染中,Cd和Hg是主要的重金属污染及潜在生态风险因子,其他重金属的污染能力较小。另外,在评价由煤矸石为无机原料组成的有机生态型无土栽培基质的重金属污染及潜在生态风险时,应选择国家土壤环境质量一级标准作为参比值,且煤矸石在混合基质中所占的体积比一般不应超过1/2。     

堆肥对重金属污染土壤上茼蒿品质和产量的影响

为了解堆肥施人重金属Cu、Cd污染土壤后对蔬菜品质和产量的影响,利用盆栽试验研究了不同堆肥用量下茼蒿品质、产量和重金属含量的变化。结果表明,随着堆肥用量的增加,茼蒿产量、粗蛋白、VC、P和K含量先显著增加后降低,而茼蒿可溶性糖含量呈先显著降低后增加的趋势。堆肥量的增加显著降低茼蒿中Cu含量,比对照最多降低35．5％。茼蒿地上部Cd、根部Cu和Cd含量呈先显著降低又上升的趋势。茼蒿地上部Cd含量在堆肥用量为20g·kg^-1时达最低,根部Cu、Cd含量与对照相比最多分别降低20．1％和39．5％。对于污染地区的茼蒿种植,试验堆肥的适量施用是切实可行的。     

Compost use in viticulture: Effect on heavy metal levels in soil and plants

Abstract

The purpose of this study was to examine the long‐term effect of compost application on the heavy metal content in soil, leaves, and fruit of grape (Vitis vinifera). Two types of compost were tested in a vineyard. One was compost with a low heavy metal content, which was derived from sewage sludge and bark (SB compost). The other type was compost with a higher concentration of metals, which was derived from municipal solid waste (MSW compost). For 6 years, the levels of zinc (Zn), copper (Cu), nickel (Ni), lead (Pb), cadmium (Cd), and chromium (Cr) in their total (aqua regia digestion), EDTA‐extractable, and DTPA‐extractable forms were monitored in soil, leaves, musts, and wines. The resulting data clearly demonstrate that SB compost did not cause any significant increase in heavy metal levels in the soil and the plants. Thus, this type of compost can be used for soil fertilization with no danger either to the environment or to crops. In contrast, the use of MSW compost caused a significant accumulation of Ni, Pb, Cd, and Cr in the soil, in vegetation, and in musts. Skin‐contact fermentation dramatically decreased the heavy metal content of the wines. The concentration of heavy metals in plant tissues was found to be positively correlated with the DTPA‐extractable form of the metals in the soil, but not correlated with the total or the EDTA‐extractable forms.     

华北地区有机种植与常规种植土壤质量比较研究

为探讨有机种植与常规种植两种不同种植方式对土壤质量的影响,本文在华北地区选取典型的有机种植基地与附近相似条件的常规种植地块,比较了不同种植方式下土壤体积质量、土壤中水稳性团聚体及土壤中各养分含量和土壤中7种重金属含量。结果表明:相比常规种植,有机种植降低了土壤体积质量,提高土壤中水稳性大团聚体数量,提高了土壤中水稳性团聚体的MWD值和GMD值,降低了分形维数D,提升了土壤水稳性团聚体稳定性,提高了土壤抗侵蚀的能力。有机种植方式下土壤中有机质含量相比常规种植提高了20%~80%,土壤中速效磷、速效钾、碱解氮和全氮、全磷等养分含量也显著提高,说明有机种植有利于土壤培肥,提高土壤肥力。与土壤背景值相比,土壤中重金属含量有不同程度的增加和积累,曹县有机基地As含量超过土壤环境质量国家一级标准,肃宁有机基地土壤中Cu、Zn含量接近国家一级标准。在调查地区,有机种植降低了土壤中Cr、Cd、Hg污染的威胁,但由于施入有机肥的质量差异,存在重金属Cu、Zn、As富集的风险。相比常规种植,有机种植有利于改善土壤结构,提高土壤综合肥力,土壤中重金属污染的风险主要与施入的有机肥质量有关,有机种植应加强对有机肥源的监控,合理施肥。     

长期化肥配施不同有机肥对土壤和玉米中重金属累积的影响

  【目的】  明确长期化肥配施有机肥对重金属元素在土壤和农作物籽粒、秸秆中积累的影响及其环境效应，为安全高效施肥提供科学依据。  【方法】  在北京市农林科学院新型肥料长期定位试验站进行了为期10年的田间试验，其种植模式为冬小麦–夏玉米轮作，试验处理为不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK)、氮磷钾 + 鸡粪堆肥的有机肥料 (NPKJF)、氮磷钾 + 污泥堆肥的有机肥料 (NPKWN)、氮磷钾 + 垃圾堆肥的有机肥料 (NPKLJ) 和氮磷钾 + 秸秆粉碎还田 (NPKJG) 共6个处理，施肥处理依据等氮量施肥原则，每季作物施 N 180 kg/hm2、P₂O₅ 90.0 kg/hm2、K₂O 90.0 kg/hm2。在玉米收获后测定了玉米秸秆、籽粒和0—20 cm耕层土壤中重金属全量。  【结果】  添加污泥处理显著提高了土壤中Cd、Hg、As、Cu、Zn的含量，单因子污染指数分别比对照提高了45.10%、150.00%、104.00%、44.60%、65.80%。不同施肥处理对土壤中全量Cd、Cr、Hg、Cu、Zn存在一定的富集效果。各处理重金属单项污染指数在0.02～0.46，远小于1，综合污染指数为0.23～0.36，均小于0.7，试验区土壤重金属均为无污染等级。施用有机废弃物堆肥的处理玉米籽粒Cd、Cu、Zn含量比对照显著增加，各处理间Hg、As、Cr、Pb、Ni含量差异不显著，连续10年定位施肥后试验站土壤以及玉米籽粒中重金属含量均未超标。同一作物不同部位对重金属的富集能力不同，玉米秸秆对重金属的富集能力大于籽粒。玉米籽粒中Pb、Cu、Zn含量与土壤Pb、Cu、Zn含量存在正相关性，玉米秸秆中Cd、Hg、Cr、Ni含量与土壤中Cd、Hg、Cr、Ni含量呈正相关或者显著负相关。  【结论】  在施氮总量不变的前提下，连续施用供试有机堆肥10年后，土壤重金属含量均未超标，土壤重金属单项污染指数在0.02～0.46，综合污染指数为0.23～0.36，无污染风险。只有污泥堆肥需要加强土壤Cd的监测。玉米秸秆对重金属的富集能力大于籽粒。玉米籽粒中Pb、Cu、Zn含量与土壤相应重金属含量存在正相关性，秸秆中Cd、Pb、Hg、Zn与Cr、Ni含量与土壤中相应重金属含量呈正相关，而秸秆中Cr、Ni含量与土壤中相应重金属含量呈负相关。     

我国烟用肥料中重金属含量调查分析

采集了我国12个主要植烟省份2010—2011年期间使用的95个烟用肥料样品(其中有机肥样品28个、无机复混肥样品39个、磷肥样品13个、钾肥样品15个),测定了其重金属As、Cd、Cr、Hg和Pb的含量。结果表明:我国烟用肥料中重金属含量均低于相应的国家限量标准,无超标现象,其中Pb、Cr含量相对较高,Cd、As、Hg含量相对较低;磷肥中5类重金属含量都较高,无机复混肥中As、Cd、Pb含量较高,有机肥中Hg、Cr含量较高,钾肥中Cr和Cd含量较高;黄淮烟区的肥料重金属含量较高,尤其是Cd和Cr。