3种畜禽粪便有机肥施用对黄瓜地土壤重金属含量的影响

虽然施用有机肥可提高土壤有机质的含量[1-2]，提高农作物产量，改善农产品品质[3-6]，但有机肥的重金属超标问题已是不争的事实，且有机肥重金属含量与其原料的来源和季节关系密切[7]。有机肥料的生产原料除传统的畜禽粪便、秸秆等农业废弃物外，还包括城镇废弃物类，如生活污水、工业污水、屠宰场废弃物、垃圾和各种有机废弃物,这些材料来源广泛，成分复杂，存在重金属、病原菌、抗生素残留等安全隐患[8],特别是集约化养殖场的畜禽粪便中抗生素和重金属会对土壤和生物造成严重伤害。因此，有机肥施用并非多多益善，过量施用有机肥会造成土壤重金属含量增加[7]，影响土壤环境质量。但不同来源有机肥的用量不同，对耕地土壤的重金属污染风险也不一样。有研究发现不同养殖源商品有机肥中猪粪源有机肥重金属含量最高，高施用量使土壤中Cu、Zn、Hg含量明显增加[7]。另外有研究发现，施用腐熟牛粪有机肥能降低0～40 cm土壤重金属污染的风险[9]。而目前有关有机肥施用对重金属含量影响的研究主要侧重于0～40 cm土壤的研究，对40～100 cm层土壤重金属的影响还鲜有报道。

农业部的《到2020年化肥使用量零增长行动方案》中指出，我国有机肥资源总养分约7000多万t，实际利用不足40%。针对我国农业施肥不均衡和有机肥利用率低等现状，提出到2020年畜禽粪便养分还田率达到60%。畜禽粪便有机肥是土壤重金属输入途径之一[10]。本课题以常见作物黄瓜为例，研究了不同畜禽粪便有机肥施用对黄瓜地0～100 cm不同土层土壤重金属含量的影响，评估了有机肥料产品及其施用后对农田土壤环境质量的影响，旨在识别肥料中潜在的污染因子，为强化风险预警和政府的应急反应机制提供技术支撑。

1　材料与方法

1.1　试验材料与设计

试验地设置在镇江市农业科学院试验地。从江苏省内生产的30多种有机肥中筛选出3种重金属含量相对较高的畜禽粪便有机肥为供试有机肥。3种供试有机肥的重金属含量见表1。

她偷了她，因为嫉妒。在购物车里顺手拎起她的手袋，又迅速地转手给了老八。楚西没有看到阮小棉，一直追老八到马路上，边追边喊抓贼。阮小棉若无其事地站在她身边，在顾盼追上来的时候轻描淡写地迎上去。

 

表1　3种畜禽粪有机肥的重金属含量 mg/kg

  

编号来源CrZnPbCuHgAsCd有机肥1南京某肥料公司精品有机肥128.496.220.774.00.380.72/有机肥2无锡某肥料公司有机肥99.690.115.1100.60.651.31/有机肥3苏州市某肥料公司有机肥料74.7109.422.156.00.651.49/

试验设6个施肥处理、1个对照(CK)(表2)。每个施肥处理面积为5 m2，无重复，对照(CK)面积为10 m2。Ti1(i为有机肥种类，i=1，2，3)施有机肥937.5 g(1875 kg/hm2)、普通复合肥200 g；Ti2施用有机肥倍量1875 g(3750 kg/hm2)、普通复合肥200 g；CK施用普通复合肥400 g。试验设计及各处理施肥量见表2。

采用五点取样法取土样，采样深度为0～100 cm，每10 cm采集土壤样品1 kg，采集日期为2016年7月8日和8月27日。试验地土壤重金属的背景值见表3。小区种植作物为黄瓜，2016年7月9日播种，2016年8月27日一次性收获；2016年7月8日(取土样后)所有试验肥料一次性施用，其他水肥管理措施同一般大田。

 

表2　试验设计及各处理的有机肥施肥量

  

有机肥种类处理编号有机肥施用量/g普通复合肥施用量/gCK0400有机肥1T11937.5200T121875200有机肥2T21937.5200T221875200有机肥3T31937.5200T321875200

 

表3　试验田土壤重金属背景值

  

土壤深度/cmCr/(mg/kg)Cu/(mg/kg)Zn/(mg/kg)Cd/(μg/kg)Pb/(mg/kg)Hg/(mg/kg)As/(mg/kg)0～1056.846.792.90.1524.60.29.510～2056.139.284.10.1522.80.39.220～3053.330.674.40.1121.80.39.130～4057.824.470.40.0718.10.39.040～5053.620.549.80.0618.30.49.150～6053.822.446.00.0622.20.78.260～7050.624.648.70.0522.20.38.070～8054.921.746.40.0718.50.57.280～9057.422.048.90.0514.70.38.690～10052.724.868.90.1020.20.28.7

1.2　测定指标与方法

土壤中重金属含量的测定分别采用标准HJ 803─2016和标准NY/T 1121.10─2006 ；土壤有机质含量和pH的测定分别采用中华人民共和国农业行业标准NY/T 1121.6─2006和NY/T 1377─2007。

果醋发酵主要是先酒精发酵后醋酸发酵，其中菌种是影响果醋产量和品质的关键因素。但目前还没有针对果醋生产的专用酵母菌和醋酸菌。另外，液体醋酿造大都为单一菌种发酵，醋味浓烈、风味不佳。据文献资料显示，国外在醋酸发酵过程中采用不同性质醋酸菌混合发酵，不仅发酵速度快，还能增加有机酸和脂类物质含量，从而改善果醋品质，这说明多菌共酿也是提高发酵效率的好方法。

1.3　数据处理

由图2可知，在0～10 cm层，6个处理的Pb含量均小于CK，T11、T12、T21、T22、T31、T32处理Pb的平均含量较CK分别降低9.60%、40.28%、12.14%、6.95%、17.34%、37.47%；在50～60 cm层，6个处理的Pb含量分别较CK降低38.03%、32.14%、39.63%、27.90%、41.11%、22.91%；在60～70 cm层，6个处理的Pb含量分别较CK降低36.43%、32.75%、20.03%、36.94%、41.92%、38.99%；在90～100 cm层，6个处理的Pb含量分别较CK降低18.99%、14.68%、15.60%、21.19%、25.63%、37.03%。6个处理土壤在50～70 cm层Pb的平均含量分别较CK降低37.23%、32.58%、29.83%、32.42%、41.51%、30.95%。其他层土壤Pb含量的变化无一致规律。

2　结果与分析

2.1　不同处理对不同深度土壤重金属Cr含量的影响

[11] 茹淑华,张国印,杨军芳,等.鸡粪和猪粪对小麦生长及土壤重金属累积的影响[J].华北农学报,2015,30(S1):494-499.

  

图1　不同处理对不同深度土壤重金属Cr含量的影响

2.2　不同处理对不同深度土壤重金属Pb含量的影响

采用Microsoft Office Excel(2003)软件进行试验数据汇总，采用SPSS for Windows(13.0)软件进行三因子(土壤深度、有机肥种类和有机肥施用量)分组交叉方差分析。

2.3　不同处理对不同深度土壤重金属Hg含量的影响

由图3可知，在10～20 cm层，6个处理的Hg含量均大于CK，T11、T12、T21、T22、T31、T32处理Hg的平均含量较CK分别增加79.00%、3.56%、34.16%、21.00%、0.71%、24.91%；在40～100 cm层，6个处理中各层土壤Hg的含量均小于CK， 6个处理土壤40～100 cm层Hg的含量分别较CK降低73.32%、51.68%、63.39%、70.46%、43.74%、49.87%。其他层土壤Hg含量的变化无一致规律。

对该网络模型，可用42个加速度频谱所代表的不同情况来训练。它们从设置在框架上的加速度传感器记录转换而得，这些谱值中包含着哪个构件是受损的以及损坏程度的信息，具体是指以下方面：

  

图2　不同处理对不同深度土壤重金属Pb含量的影响

  

图3　不同处理对不同深度土壤重金属Hg含量的影响

2.4　不同处理对不同深度土壤重金属As含量的影响

由图4可知，在0～10 cm层，6个处理的As含量均小于CK，T11、T12、T21、T22、T31、T32处理As的含量较CK分别降低21.84%、33.23%、20.04%、22.78%、22.68%、18.46%；在10～20 cm层，6个处理的As含量分别较CK降低13.80%、26.52%、2.93%、7.83%、9.78%、7.93%；在30～40 cm层，6个处理的As含量分别较CK降低7.13%、28.51%、3.01%、16.48%、7.24%、10.02%；在40～50 cm层，6个处理的As含量分别较CK降低5.40%、32.71%、17.40%、12.89%、9.91%、13.11%。6个处理土壤0～20 cm层As的平均含量分别较CK降低17.88%、29.93%、11.62%、15.42%、16.33%、13.28%；6个处理土壤30～50 cm层As的平均含量分别较CK降低6.26%、25.99%、10.24%、14.67%、8.58%、11.57%。其他层土壤As含量的变化无一致规律。

2.5　不同处理对不同深度土壤重金属Cu含量的影响

由图5可知，在10～20 cm层，6个处理的Cu含量均小于CK，T11、T12、T21、T22、T31、T32处理的Cu含量较CK分别降低20.69%、29.44%、33.79%、47.44%、47.22%、40.28%。其他层土壤Cu含量的变化无一致规律。

  

图4　不同处理对不同深度土壤重金属As含量的影响

  

图5　不同处理对不同深度土壤重金属Cu含量的影响

2.6　不同处理对不同深度土壤重金属Zn含量的影响

由图6可知，在0～10 cm层，6个处理的Zn含量均小于CK，T11、T12、T21、T22、T31、T32处理Zn的平均含量较CK分别降低26.38%、41.57%、26.70%、21.74%、27.06%、19.62%；其他层土壤Zn含量的变化无一致规律。

2.2 两组患者术后并发症发生情况比较 B组术后多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome，MODS)发生率为2.9%(1/34)，显著低于A组的8.3%(2/24)，差异有统计学意义(P<0.05)。两组患者PND、短暂神经系统并发症、急性肾损伤、病死率比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。

四年后的今天，周启明已经和常人无异，只是要终身吃药，每半年做一次复查。每次复查看到各项指标正常时，两人就越发地想要珍惜眼前的生活。

  

图6　不同处理对不同深度土壤重金属Zn含量的影响

2.7　不同处理对不同深度土壤重金属Cd含量的影响

由图7可知，在0～10 cm层，6个处理的Cd含量均小于CK，T11、T12、T21、T22、T31、T32处理Cd的平均含量较CK分别降低26.75%、52.48%、33.45%、11.14%、31.47%、61.53%；在10～20 cm层，6个处理的Cd含量较CK分别降低17.09%、33.12%、35.05%、26.36%、24.97%、34.69%；6个处理土壤0～20 cm层Cd的含量分别较CK降低21.93%、42.83%、34.24%、18.72%、28.23%、49.96%；在50～60 cm层，6个处理的Cd含量较CK分别降低17.14%、20.23%、34.19%、1.56%、28.89%、6.57%；在90～100 cm层，6个处理的Cr含量较CK分别降低39.84%、48.44%、51.87%、60.86%、51.33%、57.19%。其他层土壤Cd含量的变化无一致规律。

  

图7　不同处理对不同深度土壤重金属Cd含量的影响

2.8　多因素方差分析结果

对有机肥种类、有机肥施用量、土壤深度做三因子交叉分组方差分析(表4)。土壤深度(D)对土壤重金属Pb、Hg、As、Cu、Zn、Cd含量的影响极显著，对Cr的影响不显著；有机肥用量(A)对土壤重金属Pb、Hg、As、Cd含量的影响极显著，对Cr含量的影响显著，对Cu、Zn含量的影响不显著；有机肥种类(K)对土壤重金属Cu含量的影响极显著，对Cr、As含量的影响显著，对Pb、Hg、Zn、Cd含量的影响不显著。

土壤深度与有机肥施用量双因子对土壤重金属Pb、Hg、Cd和Cu含量的影响达到极显著水平，对Cr、As和Zn含量的影响不显著；土壤深度与有机肥种类双因子对土壤重金属Pb、Hg、Cd和As含量的影响达到极显著水平，对Cr、Cu和Zn含量的影响不显著；有机肥种类与有机肥施用量双因子对土壤重金属As和Cu含量的影响达到极显著水平，对Hg、Pb、Cr、Zn和Cd含量的影响不显著。

3　结论与讨论

茹淑华等[11]研究了鸡粪和猪粪对小麦地土壤重金属积累的影响，认为猪粪有机肥对0～20 cm层土壤重金属Cr含量的影响不明显。而本研究中施用有机肥后10～20 cm和30～40 cm层土壤重金属Cr含量呈降低趋势，较对照降幅分别为5.29%～24.77%、8.85%～14.23%；有机肥对40～100 cm层土壤Cr含量的影响不明显。黄新灿等[12]研究发现，单独施用猪粪有机肥导致0～20 cm层土壤重金属Pb的含量显著增加；王开峰等[13]研究认为，施用猪厩肥对0～20 cm层土壤重金属Pb影响较小。本试验0～10 cm层土壤重金属Pb含量较对照降低6.95%～40.28%，可能与复合肥的配施有关；50～70、90～100 cm层土壤重金属Pb含量呈降低趋势，降幅分别为29.83%～41.51%、14.68%～37.03%。10～20 cm层土壤重金属Hg含量的增幅为0.71%～79.00%，在40～100 cm层的降幅为43.74%～73.32%。何梦媛等[14]研究认为，施用猪粪对0～15 cm层土壤As含量无显著影响，15～30 cm层土壤As含量增加23.0%～28.2%。而本试验土壤As的含量在0～20 cm和30～50 cm均呈下降趋势，降幅分别为11.62%～29.93%和6.26%～25.99%，可能是因为有机肥的分解产物使亚表层土壤重金属发生淋溶所致。贾武霞[15]研究表明，0～20 cm层土壤重金属Cu、Zn含量的增幅为108.16%、74.82%。而本试验10～20 cm层土壤重金属Cu的含量呈降低趋势，其降幅为20.69%～47.44%；0～10 cm层土壤Zn的含量降幅为19.62%～41.57%；20～100 cm层土壤Cu和Zn的含量变化不显著。前人研究表明，0～20 cm层土壤重金属Cd含量呈增加趋势[14～17]，本试验未得出此结论，但0～20、50～60、90～100 cm层土壤重金属Cd含量分别降低18.72%～49.96%、1.56%～34.19%、39.84%～60.86%。

 

表4　土壤重金属三因子方差分析结果

  

重金属种类变异来源平方和自由度均方F值CrD124.0618913.78460.8063A129.6884264.84423.7927*K148.4811274.24054.3423*D×A333.52911818.52941.0838D×K314.73641817.48541.0227A×K152.2522438.06312.2263PbD398.7109944.30127.2316**A147.6196273.809812.0485**K6.314423.15720.5154D×A291.49191816.19402.6435**D×K432.79711824.04433.9249**A×K6.787841.69700.2770HgD0.396290.04407.2480**A0.313420.156725.8010**K0.025320.01272.0852D×A0.5896180.03285.3937**D×K0.8777180.04888.0287**A×K0.048340.01211.9889AsD17.794991.97725.4153**A27.7127213.856437.9509**K2.084121.04212.8541*D×A9.2283180.51271.4042D×K34.8569181.93655.3038**A×K17.890744.472712.2501**CuD1783.66909198.18549.7122**A97.2501248.62512.3829

续表4:

  

重金属种类变异来源平方和自由度均方F值K954.47952477.239823.3873**D×A1087.51921860.41772.9608**D×K230.28971812.79390.6270A×K730.48524182.62138.9494**ZnD12993.397991443.710913.1826**A676.54672338.27333.0888K121.8614260.93070.5564D×A2309.428418128.30161.1715D×K2864.113718159.11741.4529A×K618.99524154.74881.4130CdD0.055990.006230.7319**A0.006520.003215.9788**K0.000220.00010.5349D×A0.0115180.00063.1509**D×K0.0177180.00104.8668**A×K0.000440.00010.4603

注：*、**分别表示在0.05、0.01水平上的显著性；D代表土壤深度(deep)；K代表有机肥种类(kind)；A代表有机肥施用量(application)。

多因素方差分析结果显示，土壤重金属Pb、Hg、As、Cd含量变化与有机肥施用量的关系极显著，Cu、Zn含量变化与有机肥施用量的关系不显著；土壤重金属Cr、Cu含量与有机肥种类的关系极显著，而Pb、Hg、Zn、Cd则与之关系不显著。由此可见，有机肥种类及用量会影响土壤重金属含量的变化[18]，施用重金属含量较高的畜禽粪便有机肥虽然会导致黄瓜地10～20 cm土壤重金属Hg含量的增加，但不同深度土壤其他重金属含量呈不同程度的降低趋势。本研究弥补了前人只研究表层(0～40 cm)土壤重金属含量变化的不足。

（3）岩性油藏精细勘探是针对砂岩透镜体油藏富集区的一个全新的勘探思路，在精细地质解剖明确油藏发育特征基础上，采用整体部署、分批实施、动态调整的方式对目标区块进行一次性部署与钻探，从而达到缩短勘探周期、节约勘探投资、尽快建成产能阵地的目的。

在今后的研究中应着重以下几个方面：(1)典型种植模式下土壤重金属的投入产出情况；(2)不同种植模式长期不同施肥措施下土壤重金属含量的变化趋势；(3)典型种植模式和施肥措施下土壤重金属的承载年限。

参考文献：

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[8] 刘睿,王正银,朱洪霞.中国有机肥料研究进展[J].中国农学通报,2007,23(1):310-313.

碾屋里慢慢地走出了两个人，走前面的是一脸愠怒的宝玉爹，走后面的是披头散发的喜姑。怎么，是你！你不是说头晕早早地就睡了的吗？哎呦，你这死婆娘，不要脸的家伙，你叫我这张脸往哪里搁哟！二狗伢竭斯底里地叫骂着，一锣锤砸向自己的脑袋，额头上瞬间肿起鸡蛋大一个包，样子非常吓人。

[9] 唐海龙.有机肥与化肥配施对土壤环境质量影响的研究[D].泰安:山东农业大学,2012.

[6] 刘建,魏亚凤,吴魁,等.有机无机N不同配比与中粳稻稻米品质关系的研究[J].上海交通大学学报:农业科学版,2004,22(3):246-250.

由图1可知，在10～20 cm层，6个处理的Cr含量均小于CK，T11、T12、T21、T22、T31、T32处理Cr的含量较CK分别降低了7.15%、5.28%、8.82%、24.27%、14.80%、11.73%；在30～40 cm层，6个处理的Cr含量较CK分别降低了12.18%、9.39%、14.23%、11.57%、11.80%、8.85%。其他层土壤Cr含量的变化无一致规律。

[12] 黄新灿,章明奎.长期施用猪粪源有机肥对蔬菜-土壤系统重金属积累的影响[J].农学学报,2016,6(4):30-35.

[13] 王开峰,彭娜,王凯荣,等.长期施用有机肥对稻田土壤重金属含量及其有效性的影响[J].水土保持学报,2008,22(1):105-108.

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我沈宇翀，1983年生于浙江瑞安。2005年毕业于中国美术学院国画系山水专业，获文学学士学位，2011年获文学硕士学位，师从何加林。现为杭州画院专职画师。

[15] 贾武霞.畜禽粪便施用对土壤中重金属累积及植物有效性影响研究[D].北京:中国农业科学院,2016.

下一站便是离市中心较近的Soloperto酒庄。在这座小型的Primitivo博物馆里，可以看到数十年乃至上百年前酿酒所用的传统工具，在地下的酒窖里还藏着20世纪七八十年代的老酒。这里你还能尝到来自上百年历史葡萄园的Centofuochi葡萄酒，经过在橡木桶12个月的熟成，如果你认为Primitivo不适合陈年，那这一杯酒绝对会让你改观。把市中心附近这三大酒庄拜访一轮，对偏内陆的葡萄酒也就了解得差不多了，接下来，往海边走！

（3）适应性分析及建设规划。现代化的防洪手段，必须要用科学的眼光，为长远发展考虑，在适当控制洪水灾害的同时，提高对自然的适应性，减少对洪泛区土地的开发。在规划城市建设用地时，应避免在洪水易发地区和低洼地区进行建设，可以使用这些土地开发生态公园、湿地、湖泊等,这不仅可以减少抗洪资金的投入，还可以有效降低洪水带来的风险,同时在改善环境方面也起着重要的作用。

[16] 乔德波.施用有机肥对设施菜地土壤养分、重金属含量及其分布特征的影响[D].沈阳:沈阳农业大学,2014.

[17] 王美,李书田.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[J].植物营养与肥料学报,2014,20(2):466-480.

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