陳 芬，張紅麗，余 高，吳涵茜，田紅梅

［1.銅仁學(xué)院農(nóng)林工程與規(guī)劃學(xué)院，貴州銅仁 554300；2.江口鑫力農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，貴州銅仁 554400；3.國信司南（北京）地理信息技術(shù)有限公司，北京100048］

貴州省銅仁市萬山區(qū)是我國最大的汞工業(yè)生產(chǎn)基地，曾因汞資源儲(chǔ)量和產(chǎn)量分列亞洲之首、世界第三而被譽(yù)為中國“汞都”［1］。截至2002 年閉坑，在600 余年的開采歷史中將含有汞的“廢渣”“廢氣”“廢水”直接排放到周邊的自然環(huán)境中，導(dǎo)致周邊農(nóng)田土壤重金屬污染極其嚴(yán)重［2-3］。黃壤是貴州省分布最廣、面積最大的地帶性土壤，占全省土壤總面積的46.4%，是貴州省旱地糧食作物的主要生產(chǎn)基地［4］。黃壤具有質(zhì)地黏重、比水容量小、養(yǎng)分含量低和酸性強(qiáng)等特點(diǎn)。在重金屬污染和黃壤自身特點(diǎn)的雙重作用下，該地區(qū)的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展受到了嚴(yán)重阻礙。

目前，關(guān)于萬山汞污染土壤的研究主要集中在重金屬污染狀況［5］、修復(fù)措施［6］、對人類的影響［7-8］等方面，而土壤肥力改良方面的研究報(bào)道較少。本課題組前期的研究成果也顯示，中藥渣生物有機(jī)肥可以有效降低土壤中汞的生物有效性，但其對土壤肥力的影響還不明確。基于此，本研究通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)，研究中藥渣生物有機(jī)肥、秸稈生物炭和凹凸棒土及其施用比例對汞污染黃壤的全氮、有效磷、速效鉀含量的影響，以期為汞污染黃壤的肥力改良提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試土壤取自貴州省銅仁市萬山區(qū)汞礦周邊某農(nóng)田耕層土壤（0～20 cm 土層），土樣取回后，經(jīng)室內(nèi)自然風(fēng)干、去雜、過2 mm 篩備用。土壤類型為黃壤，有機(jī)質(zhì)含量12.11 g·kg-1，全氮0.78 g·kg-1，有效磷16.75 mg·kg-1，速效鉀132.34 mg·kg-1。

中藥渣生物有機(jī)肥由寧鄉(xiāng)豐裕生物科技有限公司提供，其理化性質(zhì)為：有機(jī)質(zhì)53.87%，pH 值7.24，全氮1.94%，P2O52.27%，K2O 1.34%，有效活菌數(shù)≥0.2億個(gè)/g。

秸稈生物炭：購自遼寧金和福有限公司（炭化溫度500 ℃，炭化時(shí)間6 h）。

凹凸棒土：購自鼎邦礦產(chǎn)品科技有限公司。

1.2 室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)

根據(jù)本課題組前期試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)3 種物料（中藥渣生物有機(jī)肥、秸稈生物炭、凹凸棒土）的施用比例（以風(fēng)干土計(jì)）分別為0（CK）、1.5%、3%、6%，每種物料4 個(gè)處理，每個(gè)處理3 次重復(fù)。稱取2 kg 風(fēng)干土樣，分別添加相應(yīng)比例的物料，與土樣充分混勻后裝于塑料盆內(nèi)，使用重量法［9］噴施去離子水，在室溫下保持田間持水量的60%培養(yǎng)，培養(yǎng)60 d 后取樣進(jìn)行分析。

1.3 測定項(xiàng)目

將取出的土樣，于室內(nèi)自然風(fēng)干、研磨、過0.15 mm 篩尼龍后進(jìn)行試驗(yàn)分析。土壤全氮采用凱氏定氮法進(jìn)行測定；有效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗分光光度法進(jìn)行測定；速效鉀采用火焰光度計(jì)法進(jìn)行測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 25.0、Excel 2013軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 中藥渣生物有機(jī)肥對土壤養(yǎng)分含量的影響

由表1 可以看出，土壤全氮、有效磷和速效鉀含量均隨著中藥渣生物有機(jī)肥施用比例的增加而提高；除全氮含量外，3 種施用比例處理的土壤有效磷和速效鉀含量之間差異均達(dá)顯著水平（P＜0.05）；中藥渣生物有機(jī)肥處理的土壤全氮、有效磷和速效鉀含量均顯著高于CK 處理（P＜0.05），說明施用中藥渣生物有機(jī)肥可顯著提高土壤的全氮、有效磷和速效鉀含量，但施用比例對土壤養(yǎng)分的影響存在一定的差異。

表1 中藥渣生物有機(jī)肥對土壤養(yǎng)分含量的影響

2.2 秸稈生物炭對土壤養(yǎng)分含量的影響

由表2 可以看出，土壤全氮、有效磷和速效鉀含量均隨著秸稈生物炭施用比例增加而提高，其中施用比例為6%處理的土壤全氮和有效磷含量均顯著高于3%處理和1.5%處理，但3%處理和1.5%處理之間的差異不顯著；施用比例1.5%、3%和6%處理的土壤速效鉀含量之間的差異達(dá)顯著水平（P＜0.05）。同時(shí)，秸稈生物炭處理的土壤全氮、有效磷和速效鉀含量均顯著高于CK 處理（P＜0.05），說明施用秸稈生物炭可顯著提高土壤的全氮、有效磷和速效鉀含量，且不同施用比例對土壤速效鉀含量的影響差異顯著。

表2 秸稈生物炭對土壤養(yǎng)分含量的影響

2.3 凹凸棒土對土壤養(yǎng)分含量的影響

由表3 可以看出，除土壤全氮和速效鉀含量外，凹凸棒土施用比例1.5%、3%和6%處理的土壤有效磷含量之間的差異達(dá)顯著水平（P＜0.05）；與CK 處理相比，添加凹凸棒土處理的土壤有效磷含量有不同程度的降低，降幅達(dá)到37.20%～66.57%（P＜0.05）；對土壤全氮和速效鉀含量的影響不明顯。說明添加凹凸棒土可以有效降低土壤有效磷含量。

表3 凹凸棒土對土壤養(yǎng)分含量的影響

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，施用中藥渣生物有機(jī)肥和秸稈生物炭均可有效提高土壤全氮、有效磷和速效鉀含量，且隨施用比例的增加而提高，這與孔濤等［10］、郭碧林等［11］的研究結(jié)果一致。分析其原因，主要包括兩點(diǎn)：1）中藥渣生物有機(jī)肥和秸稈生物炭自身含有大量的氮磷鉀，施用后會(huì)增加土壤中相應(yīng)的養(yǎng)分含量；2）施用生物有機(jī)肥可促進(jìn)土壤釋放出遲效態(tài)氮磷鉀，減緩?fù)寥廊坝行B(tài)氮磷鉀的消耗，從而使土壤全氮、有效磷、速效鉀含量升高［12］。

試驗(yàn)結(jié)果還表明，施用凹凸棒土?xí)行Ы档屯寥烙行Я缀浚珜ν寥廊退傩р浐康挠绊懖幻黠@。這可能與凹凸棒土的自身特性有關(guān)，其具有離子交換性和多孔性，對氮磷鉀具有吸附、分離雙重作用，在施肥前期可以吸附部分氮磷鉀等有效成分，而在后期又釋放出來。然而本試驗(yàn)的培養(yǎng)周期較短，導(dǎo)致凹凸棒土對土壤養(yǎng)分的影響規(guī)律不明顯。

綜上所述，施用中藥渣生物有機(jī)肥和秸稈生物炭可以有效提高酸性汞污染土壤的肥力水平，但凹凸棒土對土壤肥力的影響還有待進(jìn)一步研究。