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肥料管理对土壤-作物系统养分和重金属平衡的影响

鲁洪娟

  有机无机肥配合施用是我国施肥制度的主要特色之一,其在培肥地力、促进养分循环和再利用以及可持续农业发展中的地位和作用已得到普遍的证实和肯定。本论文以水稻-油菜轮作和番茄-萝卜-青菜轮作两个体系为对象,通过大田试验和室内分析,研究商品有机肥与化肥配施对农作物产量和营养元素与重金属的吸收、积累以及土壤-农作物系统营养元素和重金属平衡状况的影响,试验设置化肥(T1)、化肥+低量有机肥(T2)、化肥+中量有机肥(T3)、化肥+高量有机肥(T4)4个处理,各处理氮磷钾用量相等,重复4次。同时研究不同萝卜品种吸收和积累Cd的差异性,取得了以下主要研究结果: 1.试验一和试验二第一轮作有机无机肥配施处理的水稻和油菜均取得与完全施用化肥相当的产量,试验二第二个轮作有机肥的施用明显增加了水稻糙米和稻谷的产量,但降低了油菜籽粒产量和荚壳、茎秆的生物量。有机肥的施用对蔬菜轮作体系作物的产量没有显著的影响(第三个轮作的青菜产量除外)。 2.两个轮作体系五种作物的N,P,K养分含量均在作物生长所需的正常范围内。因此,在等养分的条件下,适量有机肥代替化肥可满足作物正常生长对养分的需求,获得与完全施用化肥相当的产量。不同比例有机肥的施用均增加了糙米中N的含量,中量有机肥增加了糙米P和K的含量;不同有机肥的施用增加了油菜籽粒P和K的含量,但只有低量有机肥处理增加了油菜籽粒N的含量;低量有机肥增加了番茄果实N的含量,中量、高量有机肥增加了番茄果实P的含量,不同比例有机肥的施用均降低了番茄果实K的含量;中量有机肥的施用增加了萝卜可食部N的含量,不同比例有机肥的施用均提高了萝卜可食部P和K的含量;有机肥的施用降低了青菜N的含量,增加了P和K的含量(中量有机肥对青菜P的影响作用除外) 3.在水稻-油菜轮作系统中,有机肥的施入减小了P在土壤中的积累,增加了K在土壤中的积累;而在蔬菜轮作体统中,有机肥的施入增加了P在土壤中的积累,降低了K在土壤中的积累。 4.结果表明,有机肥的施用在降低作物的重金属含量方面发挥了一定的作用。低量和高量有机肥的施用降低了糙米的Cu含量,低量有机肥的施用同时降低了糙米Zn, Cd和Pb的含量,除试验一中量、高量有机肥与化肥配施处理的Cd含量(0.197mg-kg-1和0.194 mg-kg-1)接近食品中Cd的限量指标外,两个试验所有轮作糙米的Cd含量和Pb含量均在食品中的Cd限量指标的安全范围内;不同比例有机肥的施用均降低了油菜籽粒的Cu含量,中量有机肥降低了籽粒的Zn含量,中量、高量有机肥降低了籽粒的Cd含量,高量有机肥降低了籽粒的Pb含量。试验二第一个轮作4个处理油菜籽粒的平均Cd含量超出食品中Cd的限量指标,试验一和试验二第二个轮作所有处理油菜籽粒的Cd含量以及两个试验所有处理油菜籽粒的Pb含量均在食品的限量指标的安全范围内。不同比例有机肥的施用均降低了番茄果实的Cd含量;低量有机肥的施用降低了萝卜可食部Cu和Zn的含量;不同比例有机肥的施用均降低了青菜的Cu含量,低量有机肥降低了青菜Cd和Pb的含量。试验所有处理番茄、萝卜、青菜的Cd,Pb含量均在食品限量指标的安全范围内。 5.在水稻-油菜轮作体系和蔬菜-蔬菜轮作体系,从微量营养元素的角度出发,所有有机肥处理中的Cu和Zn均未出现亏缺的现象;由于灌溉水和化肥中携入的Pb和Cd较多,且作物地上部的携出量又相对较少,两个轮作体系中所有处理土壤中Pb和Cd的积累较明显,应给予足够的重视。这些结果表明适量商品有机肥与化肥配合施用既可有效地防止微量营养元素Cu和Zn的亏缺,同时又不会对农产品重金属积累产生显著的影响,可以有效控制农业生态系统重金属污染的潜在风险,是农业可持续发展的有效措施。 6.轻度Cd污染土培试验结果表明,不同萝卜品种吸收、积累Cd表现出显著的差异性,在土壤Cd浓度为1.49时,马耳早和白玉大根两个萝卜品种的Cd含量分别为0.0156mg-kg-1和0.0596mg-kg-1,低于食品中污染物的限量指标0.1mg-kg-1 (GB 2762-2005),表现出低积累Cd特性,可以在轻度Cd污染土上种植。……   
[关键词]:水稻-油菜轮作;番茄-萝卜-青菜轮作;营养元素;重金属;平衡;基因型
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:浙江大学2010年