李 丹，李俊華*，蒙佩佩，何 婷

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點實驗室/石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆 石河子 832000）

有機肥對鎘污染土壤修復(fù)效應(yīng)的影響*

李 丹，李俊華*，蒙佩佩，何 婷

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點實驗室/石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆 石河子 832000）

本試驗以小白菜與油菜為指示植物，采用盆栽模擬試驗，研究有機肥修復(fù)鎘污染土壤的效應(yīng)。結(jié)果表明，在鎘污染土壤中，小白菜和油菜的生物量顯著低于對照。單施有機肥可增加兩種蔬菜的生物量。土壤中添加高量的鎘顯著促進了小白菜和油菜對鎘的總吸收量，分別比對照增加了50.3%和192.0%。適量的有機肥可以提高這兩種植物在污染土壤中吸收總鎘的含量。小白菜對土壤鎘有超富集作用，油菜只對低污染土壤中的鎘有超富集作用。

有機肥；小白菜；油菜；鎘含量

近年來，由于化肥、農(nóng)藥的大量使用以及污水灌溉導(dǎo)致我國的農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。我國許多地區(qū)的土壤都受到了不同程度的污染，許多地方糧食、蔬菜等食物中Cd、Cr、As、Pb、Cu等重金屬離子都超出國家標(biāo)準(zhǔn)[1]。鎘是一種毒性很強的元素，土壤中的鎘會在土壤→植物→人體系統(tǒng)中遷移，對人類造成極大的危害。

近年來，有機肥對重金屬污染土壤的修復(fù)已成為熱點，利用有機肥對重金屬土壤修復(fù)的方法具有不破壞土壤結(jié)構(gòu)、操作簡單、成本低廉等優(yōu)勢。有關(guān)研究表明，有機肥不僅能補充土壤所需要的各種營養(yǎng)元素，改善土質(zhì)，提高作物品質(zhì)與產(chǎn)量，而且能夠影響土壤重金屬形態(tài)和植物對重金屬的吸收[2-3]。徐明崗[4]研究肥料對重金屬的影響得出，氮肥可通過改變土壤pH值來影響重金屬的活性和植物的吸收。黃啟飛[5]在研究Cr污染土壤的修復(fù)效應(yīng)時得出，垃圾堆肥通過改變有機質(zhì)含量、Eh、pH等理化因子來實現(xiàn)土壤修復(fù)。

本研究以新疆石灰性鎘污染土壤為例，小白菜與油菜為指示植物，探討有機肥對小白菜與油菜生長及其對鎘吸收量的影響，為深入研究有機肥在不同鎘污染的土壤上修復(fù)技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)，對西北地區(qū)農(nóng)田土壤的保護具有一定的意義。

1 材料與方法

1.1 試供材料

本試驗于2013年9月到2014年1月在石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗站溫室和網(wǎng)室內(nèi)進行。采用盆栽試驗，以小白菜和油菜為指示植物，連續(xù)種植兩季。有機肥為豬糞和雞糞按1∶1混合，其基礎(chǔ)養(yǎng)分為：有機質(zhì)43.5%，pH值8.26，速效磷0.46 g/kg，速效鉀15.03 g/kg，鎘本底含量為0.39 mg/kg。

1.2 試驗設(shè)計

外源鎘以CdCl2溶液的形式添加到土壤中，使鎘含量分別為2.64 mg/kg和3.88 mg/kg。有機肥施用量分別為0、15、35 g/kg，施入3種鎘污染不同的土壤中 （見表2）。試驗共設(shè)CK、T1～T6共7個處理，每個處理重復(fù)5次，每個盆稱6 kg過2 mm篩的土壤，加入相應(yīng)的有機肥混合，再保留1 kg用于播種（點播小白菜和油菜）后覆土，澆水1 500 mL，待水土穩(wěn)定2 d后，將小白菜和油菜種子均勻的撒施在土表并覆蓋少量土，待植株生物量達(dá)到最大 （種植45 d后）時，分別采集油菜和小白菜樣品；用不銹鋼剪刀從植株露出土表面處剪下，為植株地上部分樣品，帶回實驗室用蒸餾水沖洗，擦干，用電子天平稱量每盆植株的鮮重。植株鮮樣于105℃殺青30 min后在75℃烘72 h后稱重，用不銹鋼粉碎機粉碎。

表1 試驗設(shè)計

1.3 測定項目

稱取小白菜和油菜3.5g，加入5mLHNO3和2 mL H2O2，用CEM-Mas5微波消減儀消減，揮酸后轉(zhuǎn)移并定容至25 mL，溶液過濾后用石墨原子吸收法測定鎘含量，整個過程采用標(biāo)準(zhǔn)樣品與空白分析進行質(zhì)量控制。

表2 不同處理小白菜與油菜的富集系數(shù)

2 結(jié)果分析

2.1 有機肥對兩季小白菜和油菜生物量的影響

小白菜與油菜在各處理中生長規(guī)律基本一致（圖1），油菜在各處理中與小白菜的生物量相差不大。在T4處理中，小白菜和油菜生物量分別比對照高99.1%和141.2%。單施高含量有機肥對兩種植物的生物量積累均有顯著的促進作用?？傮w而言，小白菜和油菜生物量平均比對照增加了 71.2%和99.9%，說明在鎘污染土壤上添加有機肥能顯著促進兩種蔬菜的生物量積累。

圖1 有機肥對小白菜和油菜地上部分生物量的影響

圖2 有機肥對小白菜和油菜吸收鎘總量的影響

2.2 有機肥對兩季小白菜和油菜鎘吸收量的影響

有機肥對小白菜和油菜的鎘吸收量的影響如圖2所示，表明有機肥能明顯促進這兩種蔬菜對污染土壤中鎘的吸收，但油菜在各個處理中對鎘的總吸收量均小于小白菜。總體而言，施用有機肥顯著提高了小白菜和油菜的鎘的總吸收量，試驗數(shù)據(jù)顯示，小白菜和油菜對鎘的平均總吸收量分別比對照高314.7%和227.1%，說明適量的有機肥可以促進這兩種蔬菜對污染土壤中鎘的吸收。

2.3 有機肥對小白菜與油菜富集系數(shù)的影響

由表2可以看出，小白菜在各處理中對鎘的富集系數(shù)均高于油菜，且在各處理中，富集系數(shù)均大于1，說明小白菜對高污染和低污染土壤中的鎘均有超富集作用。油菜在高污染土壤中對鎘的富集系數(shù)小于1，在低污染土壤中對鎘富集系數(shù)大于1，說明油菜只對低污染土壤中的鎘具有超富集作用。而施用有機肥能顯著提高兩種蔬菜對鎘的富集作用。

3 小結(jié)

（1）有機肥不僅可以促進作物生長，還可以促進小白菜和油菜對鎘的吸收，小白菜對鎘的吸收量在各個處理下均大于油菜。（2）小白菜在各處理中對鎘的富集系數(shù)均大于1，說明小白菜對高污染和低污染土壤中的鎘均有超富集作用；而油菜對低污染土壤中的鎘有超富集作用，但對高度污染土壤中的鎘沒有超富集作用。

[1]周啟星，宋玉芳.污染土壤修復(fù)原理與方法 [M].北京：科學(xué)出版社，2004.

[2]吳清清，馬軍偉，姜麗娜，等.雞糞和垃圾有機肥對莧菜生長及土壤重金屬積累的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2008，29（7）：1302-1309.

[3]李東坡，武志杰，陳利軍.有機農(nóng)業(yè)施肥方式對微生物活性的影響研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2005，13（2）：99-101.

[4]徐明崗，劉平，宋正國，等.施肥對污染土壤中重金屬行為影響的研究進展[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2006，25（增刊）：328-333．

[5]黃啟飛，高定.城市城市垃圾堆肥對Cr污染的修復(fù)效應(yīng)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2002，13（2）：167-170.

2015—05—15

石河子大學(xué)高層次人才項目（RCZX201132）；國家自然科學(xué)基金項目（31360501）；和國家科技支撐計劃項目（2012BAD42B02-3）

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：李俊華（1972-），男，陜西漢中人，教授，從事新型肥料與現(xiàn)代施肥技術(shù)研究，E-mail：ljh630703@163.com。