长期施肥对褐土及玉米籽粒中重金属含量的影响

发布时间：2019-02-22 13:15

【摘要】：土壤质量与人类健康息息相关。土壤中有害物质特别是重金属元素可以通过土壤-植物系统危害人体健康,关注农田土壤重金属动态变化对控制农田土壤质量具有重要意义。我国在重金属方面已开展了大量研究,但缺少对褐土氮、磷、有机肥及不同秸秆还田方式在内的长期动态平衡分析。本文基于褐土农田氮磷化肥与有机肥配施和不同秸秆还田方式两个长期定位试验,研究测定了各处理0～20cm、20～40cm土壤及2013年玉米植株茎、叶、籽粒、穗轴Cd、Pb、Hg、As、Cu、Zn、Cr、Ni全量,旨在分析长期施肥褐土8种重金属元素的输入携出状况、年际和剖面变化特征及对玉米籽粒重金属含量的影响,以期为防止农田土壤重金属污染和合理的施肥培肥提供理论依据。主要结论如下：1、各处理玉米籽粒中重金属含量有差异。长期氮磷与有机肥配施试验除N3P3M0、N0P0M6处理,施肥处理玉米籽粒Cd、Hg含量均低于N0P0M0处理；施肥处理玉米籽粒Pb含量超标；增施有机肥对玉米籽粒As的累积作用明显大于单施化肥；增施有机肥处理产量稀释效应不会引起玉米籽粒Cu、Zn含量的增加；玉米籽粒Cr含量随施肥量增加先升高后降低；随着化肥施用量的增加玉米籽粒Ni含量显著升高,增施有机肥可以降低玉米籽实部分对Ni的吸收。不同秸秆还田方式试验除Pb含量超标外其它元素含量均在食品安全限量标准之内；秸秆不同还田方式籽粒Cu、Zn、Cr含量均高于秸秆不还田A1处理；不同秸秆还田方式可以降低玉米籽粒中Cd、Hg、As、Ni含量。2、氮磷与有机肥配施长期试验：不施肥N0P0M0处理和单施化肥各处理22年Cu、Zn、Cd、Ni四种元素的输入携出状况粗略计算结果表现为减少,无机有机肥配施各处理均有所增加；不施肥N0P0M0处理Pb、Hg、As三种元素的输入携出计算结果均为减少,单施化肥、无机有机肥配施各处理均有所增加；除N0P0M0、N1P1M0处理22年Cr累积减少外,单施化肥处理与无机有机肥配施各处理Cr含量均增加。不同秸秆还田方式长期试验：经过21年各处理Pb、Hg、As、Cr含量输入携出计算结果均表现为增加；秸秆不还田A1处理Cd、Ni含量21年累积减少,秸秆还田各处理累积增加；Cu、Zn则不同于其它六种元素。3、褐土重金属年际变化特征：2013年土壤重金属总体表现为Pb、Cr、Ni含量较基础土样升高；Cd、Zn基本持平；Hg、As、Cu降低。氮磷与有机肥配施对土壤Cd、Pb、Hg、As、Cr、Ni的处理间差异影响不显著,无机有机肥配施对Cu、Zn处理间影响显著,单施化肥对Cu、Zn处理间差异影响不显著。氮磷与有机肥配施、秸秆不同还田方式各处理22年和21年后土壤Pb含量比基础土样分别升高了4.42%～20.95%、10.22%～28.80%；土壤Cr分别升高了4.58%-13.69%、6.56%-8.79%；土壤Ni含量分别增加了1.09%-10.34%、4.63%-8.57%；氮磷与有机肥配施试验除NoPoMo、N1P1M0、N3P2M3三个处理土壤Cd含量略有降低外,其它处理Cd含量比基础土样高出0.05%-23.80%；不同秸秆还田方式试验各处理土壤Cd含量变化幅度为-13.32%～22.77%。土壤Zn含量变化幅度分别为-6.84%～22.28%、-9.99%-2.56%。两个试验各处理全Hg含量分别下降了29.30%-74.20%、50.00%-70.59%。土壤As含量变化幅度分别为～41.54%～-17.10%、-19.27%-1.21%；土壤Cu含量变化幅度分别为-19.75%-4.57%、-23.72%--7.53%。4、长期氮磷与有机肥配施0～20cm、20～40cm土层重金属含量变化特征：所有施肥处理土壤0～20 cm Cd、Pb、Cu、Zn、Cr含量均比不施肥处理高,20～40 cmPb含量低于不施肥处理,具有重金属元素的表聚性。不同秸秆还田方式对土壤0～20 cm Cd、Pb、Hg、As含量的处理间差异影响不显著,主要受重金属在0-40 cm土层的迁移变化影响；不同秸秆还田方式和重金属在0～20 cm,20～40 cm的迁移变化对Cu、Zn、Cr、Ni处理间差异影响显著。5、研究区基础土样重金属元素除Cr外,其它7种元素含量均比山西省土壤重金属元素背景平均值高。2013年研究区土壤8种重金属含量均在土壤环境质量GB15618-1995二级标准以下。
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【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S158;S513

【参考文献】