不同农耕措施下耕层土壤重金属镉含量状况分析

2016-12-19钟文挺谢丽红陈春霞

四川农业科技 2016年11期

关键词：耕层农耕有机肥

钟文挺，孙娟，谢丽红，张成，赖佳，陈春霞

(成都市农业技术推广总站，四川成都 610041)

不同农耕措施下耕层土壤重金属镉含量状况分析

钟文挺，孙娟，谢丽红，张成，赖佳，陈春霞

(成都市农业技术推广总站，四川成都 610041)

本文通过在成都市3个研究区开展小麦上的不同农耕措施小区试验，对耕层土壤重金属镉含量状况进行评价与分析，探索农耕措施对该污染状况的影响。研究表明：耕层(0-20cm)土壤镉含量高于亚耕层(20～40cm)土壤镉含量的情况下，经过深翻土壤处理，在栽种一季小麦之后，0～20cm土壤的镉含量明显低于未深翻土壤的镉含量，其中以深翻土壤+施用有机肥的农耕措施为最低。

农耕措施；土壤；重金属；镉

土壤是人类生存与农业生产所必需的物质条件，而不断加剧的人类活动，使重金属污染物通过各种途径造成土壤污染[1-3]。土壤重金属污染不仅会降低土壤质量，还会严重影响土壤生态功能，降低农产品品质，并通过食物链威胁人类健康以及社会的可持续发展[4-5]。因此，土壤重金属污染状况引起人们的高度重视，如何防控污染也成为热议课题。根据2006～2009成都市耕地质量普查结果[6]，我站选取了3块具有代表性的镉污染农田，开展小麦上的不同农耕措施小区试验，分析其耕层土壤镉含量状况，探索对减少耕层土壤镉污染有益的农耕措施。

1 试验概况

1.1 研究区地块概况

3个研究区位于亚热带季风性湿润气候区，为成都市排灌方便、肥力均匀的农田。土壤类型分别为灰棕潮田(点位一)、冲积黄泥田(点位二)、紫潮田(点位三)。根据研究区试验前土壤的采集化验结果，试验田耕层土壤镉含量超标，其他重金属元素含量均不超标，且耕层土壤镉含量均明显高于亚耕层土壤镉含量(如表1所示)。

1.2 供试作物品种

供试作物品种为我市小麦大宗栽培品种川农25号。

1.3 供试肥料

供试肥料为硫钾型三元复合肥(15-15-15)及以鸡粪为主要原料的商品有机肥(N∶1.4%、P2O5:3.5%、K2O∶1.8%)，肥料质量均符合国家重金属限量标准。

1.4 试验设计

各试验点均采用随机区组排列，设置5个处理，3次重复。单个小区面积20m2，留足保护行。各处理的具体设置为：T1常规处理，不深翻土壤，秸秆还田300kg/667m2；T2深翻土壤+秸秆还田处理，播栽前深翻土壤40cm左右，秸秆还田300kg/667m2；T3深翻土壤+秸秆不还田处理，播栽前深翻土壤40cm左右；T4不深翻土壤+秸秆不还田处理；T5深翻土壤+施用有机肥处理，播栽前深翻土壤40cm左右，商品有机肥(鸡粪为主要原料)450kg/667m2作底肥播栽前一次性施用。各处理在小麦播种前一次性施用50kg/667m2硫钾型三元复合肥。

表1 试验前研究区土壤镉含量情况

1.5 试验管理

作物生育期内按照当地生产习惯进行管理并及时防治病虫害，成熟期采用单打单收方法进行收获计产。各小区土壤样品均采用多点法采集0～20cm的耕层土壤，并用四分法保留1kg装入塑料袋，采样时需避免金属器具直接接触土样。

1.6 检测方法

土壤重金属镉含量检测参照国家标准《土壤质量铅、镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法》(GB/T 17141～1997)测定。

1.7 评价方法

本试验土壤重金属污染评价参照《土壤环境质量标准》(GB15618～1995)Ⅱ类土壤环境质量标准，采用单因子指数法对研究区耕层土壤镉含量进行污染评价。

1.8 数据分析

本试验数据使用SPSS统计分析软件进行处理。

2 结果分析

不同农耕措施耕层土壤镉含量如表2所示：

表2 不同农耕措施下耕层土壤重金属含量单位：mg/kg

根据表2结果，采用单因子指数法对研究区土壤镉总量进行污染评价，如表3所示：镉的Pi值在3个点位的常规处理中均偏高，存在镉污染，而在3个点位的深翻土壤+施用有机肥处理与深翻土壤+秸秆不还田处理中均没有镉污染。

表3 单因子指数法镉污染评价结果

根据上述评价结果，本文对不同农耕措施下耕层土壤镉含量的差异性进行了方差分析(如表4、表5所示)。

通过方差分析可以看到，3个点位耕层土壤区组间镉含量差异性不显著，点位一、二耕层土壤处理间镉含量差异性极显著。

通过LSD法多重比较分析(见表4)可以看到，点位一与点位二呈现出相同的规律，均为常规处理镉含量最高，与深翻土壤+施用有机肥处理、深翻土壤+秸秆不还田处理、深翻土壤+秸秆还田处理相比差异性极显著。不深翻土壤+秸秆不还田处理与常规处理相比，虽然不具有显著差异，但在降低耕层土壤镉含量上也能够起到一定的作用。

3 小结

上述研究结果表明，在试验前研究区耕层土壤镉含量高于亚耕层土壤镉含量的前提下，深翻土壤+施用有机肥、深翻土壤+秸秆还田、深翻土壤+秸秆不还田、不深翻土壤+秸秆不还田等4种农耕措施处理的耕层土壤镉含量均低于常规处理(不深翻土壤+秸秆还田)，同时，经过深翻土壤的处理的耕层土壤镉含量又低于不深翻土壤+秸秆不还田处理，其中以深翻土壤+施用有机肥处理为最低。这种现象可能与土壤重金属的表聚特征有关，因为镉主要富集在0～20cm的耕层土壤中，在20cm以下深度土层的含量大大减小[7～8]，而深翻土壤能够使土壤表层的镉向深层移动，达到降低土壤表层镉含量的效果。