长期施用猪粪和化肥对稻田土壤Cu、Zn和Cd含量及有效性的影响

• 作者: 张丽芳 夏文建 张文学 刘秀梅 李祖章 刘光荣
• 来源期刊: 农业环境科学学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 长期施肥 稻田 铜 锌 镉 有效性 偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析
• 年，卷（期）: 2023,（9）
• 所属期刊栏目: 土壤环境（中国土壤学会土壤环境专业委员会协办）
• 页码范围: 1944-1954
• 页数: 10页
• 分类号: S153.6
• 语种: 中文
• DOI: 10.11654/jaes.2021-1021

摘要

为研究有机肥与化肥处理下稻田土壤Cu、Zn、Cd含量之间的差异，并探明关键影响因子，本研究利用持续了35 a的长期定位试验，分析了土壤重金属全量及有效态、土壤理化性质和水稻产量，并利用多种统计分析方法研究了猪粪组和化肥组土壤Cu、Zn和Cd与土壤理化指标之间的关系。结果表明：与对照（不施肥）相比，长期施用猪粪使土壤Cu、Zn、Cd全量和有效态含量分别提高了134%~239%、57%~124%、58%~171%和191%~380%、285%~811%、61%~184%，并显著提升了土壤有机质（SOM）、阳离子交换量（CEC）及氮磷养分含量；而化肥处理对土壤重金属全量及有效态含量无显著影响，对土壤理化指标的提升相对较小。冗余分析（RDA）发现，猪粪组土壤全氮（TN）、CEC和速效磷（AP）分别解释了重金属方差变异的89.1%、6.4%和2.0%，化肥组土壤pH和全磷（TP）分别解释了方差变异的45.0%和22.2%，达到显著水平。进一步通过偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析发现，猪粪对重金属有效态的贡献远大于化肥，主要通过影响土壤重金属全量和CEC从而影响重金属有效性，其路径系数分别为0.621 7和0.295 3，均达到显著水平。猪粪组土壤重金属与理化指标之间由于“同源”关系呈显著正相关，而化肥组两者的关系受水稻生长活动等因素影响较大。研究表明，长期施肥可以通过调控土壤理化指标等影响重金属有效性，施用猪粪进行稻田土壤培肥的同时，需要注意土壤重金属的累积风险。