长期施肥下黑土重金属的演变特征

• 作者: 刘景 周世伟 张崇玉 朱平 王颖 苏姝 高洪军
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 黑土 长期施肥 重金属 活化度 有机肥
• 年，卷（期）: 2015,（23）
• 所属期刊栏目: 土壤管理与环境质量
• 页码范围: 4837-4845
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2015.23.025

摘要

【目的】探讨长期施肥下黑土重金属的演变特征，为该地区科学施肥和土壤环境保护提供理论依据。【方法】设计长期定位施肥试验：CK（对照，不施肥)、N（氮）、NP（氮磷）、NPK（氮磷钾）、NPKM（氮磷钾+有机肥）和1.5NPKM（1.5倍的NPKM），共6个处理。试验采集起始（1989年）和各施肥年限（1994、2000、2006、2010、2012年）的耕层（0—20 cm）土壤样品，测定Cu、Zn、Pb、Cd总量和有效态含量，并计算其活化度。【结果】长期施用化肥不影响黑土重金属总量、有效态含量。Pb不受施肥影响，Cu、Zn、Cd受粪肥影响，其总量和有效态都显著增加，Cu和Zn活化度增加，但Cd活化度显著降低（维持在8%—9%，明显低于化肥处理的35%）。长期施用有机肥，重金属演变呈现阶段性。1989—2000年缓慢增加，2000—2010年快速增加，2010年后稳定或缓慢下降。1.5NPKM 3个阶段Cd总量变化分别为0.03 mg·kg-1·a-1、0.07 mg·kg-1·a-1、-0.13 mg·kg-1·a-1；NPKM处理的Cu有效态变化分别为0.11 mg·kg-1·a-1、0.53 mg·kg-1·a-1、-1.25 mg·kg-1·a-1。重金属演变的阶段性是源于粪肥重金属含量的阶段性变化，即养殖方式的变化。金属活化度相关性分析表明：Cu与Olsen-P、Zn与SOM皆显著正相关，而Pb与pH显著负相关；Cd与Olsen-P和SOM显著负相关，与pH显著正相关，意味着Cd对土壤性质的响应更加复杂。【结论】长期施用化肥对重金属演变没有明显影响，长期施用有机肥显著改变了其演变特征，重金属演变呈现出先缓慢增加、然后快速增加、最后稳定或缓慢下降的阶段性变化，而且阶段性演变特征源于粪肥金属含量的阶段性变化。在农业生产中，既要适度增施有机肥又要关注其潜在风险，现有施肥量（30 t·hm-2）和玉米种植体系下，当地牛粪长期施用仍存在很大风险。