長期種植蔬菜后土壤中氮、磷有效養(yǎng)分和重金屬含量變化

周彬

1前言

在中國，蔬菜的種植面積處于急速上升的過程，從1980年的316萬h㎡，一路飆升到現(xiàn)在的2100萬h㎡，增加了約為5倍，在農(nóng)作物的面積中起到了極為關(guān)鍵的作用，也是目前耕地的主要產(chǎn)物之一，然而，為了使產(chǎn)量擴大，許多菜農(nóng)采取了不健康的方式方法，過多的使用化肥和農(nóng)藥，從而導(dǎo)致土壤環(huán)境受到了很嚴重的影響，氮磷流失加劇從而導(dǎo)致了農(nóng)藥的大量殘余和環(huán)境的嚴重污染，所以，對當?shù)赝恋剡M行合理化分析，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及幫助推動蔬菜行業(yè)快速的進步成為一項尤為重要的舉措。

2研究區(qū)域與研究方法

研究區(qū)域位于廣西省南寧市市郊的蔬菜研究所附近，根據(jù)各區(qū)縣距離南寧市城區(qū)的的遠近，分別選擇屬于3個不同種植年限的蔬菜基地作為調(diào)查對象，基地蔬菜成片種植，大多為散戶經(jīng)營。

雖然不同農(nóng)戶及不同蔬菜類型的施肥差異較大，但該區(qū)域總體施肥量大，施肥主要以基肥為主，包括復(fù)合肥主要以氮磷為主以及包含其他元素的各類品牌復(fù)合肥等，除此之外還有菜餅肥、畜禽糞便等，鈣鎂磷肥平均每季1500-3750kg/㎡，有機肥平均每季1125-2250kg/㎡。以2016年8月中旬為例，使用網(wǎng)格采樣法進行分析，即以130mx130m網(wǎng)格采樣法在每個節(jié)點半徑10m內(nèi)采集10個10-20cm層土壤混合為1個土壤樣品，用GPS確定精確經(jīng)緯度和海拔高度，采樣節(jié)點為非菜地時忽略，不采集土樣。第一個以及第二個蔬菜基地由于面積較大，僅選擇具有代表性的中心區(qū)域進行采樣.研究區(qū)域內(nèi)共采集土壤樣品118個。

引入單累積指數(shù)（CD以及綜合累積指數(shù)（ICD評價重金屬的環(huán)境現(xiàn)狀，可以將重金屬累積狀況分為3級，CI3為高累積，高風險。ICI為5種重金屬所有樣品CI值的算術(shù)平均值。根據(jù)ICI值同樣將重金屬污染分為3級：ICI<1為低累積，低風險；12為高累積，高風險.

試驗所測每一組數(shù)據(jù)都采用格拉布斯驗法檢測，剔除異常值，利用Origin 7.5軟件進行正態(tài)分布檢驗，對不服從正態(tài)分布的數(shù)據(jù)進行對數(shù)轉(zhuǎn)換.符合正態(tài)分布件的數(shù)據(jù)利用SPSS 16.0軟件進行方差分析，并進行多重比較。主成分分析（PCA）和聚類分析（HCA）均采用標準化以后的數(shù)據(jù)，主成分的提取以大于85%的累積方差貢獻率為標準，聚類分析采用以歐式距離為統(tǒng)計量的系統(tǒng)聚類法.對于滿足對數(shù)正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用幾何均值進行比較。

3研究結(jié)果

3.1土壤情況研究結(jié)果

廣西南寧的市郊菜地土壤中含氮、磷累積風險氮素成分較高，同時傳播的速度也比較快，普通尿素在兩周被一般是會被完全消解的。在此項研究中，廣西南寧市郊菜地中，硝態(tài)氮含量總體來說都小于10mg·kg、10～30mg·kg、30～40mg kg以及大于50 mg·kg4種情況之下，各自分布的頻率一般維持在為3%、31.4%、28.4%和32.1%左右，同時含量還處在一個不斷上升的過程。土壤中高含量的富營養(yǎng)化的物質(zhì)，隨著水流的移動往往會對環(huán)境產(chǎn)生巨大的危害，或在大氣中脫氮，這收到氣候變化的影響。在土壤中的磷的固定，大部分是在高度密封的土壤中進行積累的，但在一定程度上，物質(zhì)含量將迅速增加，浸出的含量也有所提升。磷在不同作物中發(fā)生的頻率是不一樣的，100%的樣品在南寧檢測后發(fā)現(xiàn)超過80mg·kg（-1）的臨界值，與周邊地區(qū)和略低于84%，但仍對樣品超過臨界值，只有樣品含量45 mg·kg，這才算是在臨界值以下。因此，土壤中的氮和磷含量風險應(yīng)引起足夠重視，應(yīng)采取積極措施來控制氮和磷的來源，并推導(dǎo)改進植物。相關(guān)措施包括施用緩控釋肥，添加脲酶抑制劑廂肖化抑制劑，噴灑土壤調(diào)理劑/植物生理調(diào)節(jié)劑等。

3.2菜地土壤重金屬污染嚴重

最近幾年，土壤的污染源已經(jīng)被人們所重視，污染的來源以及污染的分布特性，逐步成為人們的認知標準和要求。人們對于目前已經(jīng)有的信息，發(fā)現(xiàn)土壤之中氮、磷累積是來自于化肥和有機肥料的過多使用，所以這些金屬的來源還是有所考察的。在本項目中，廣西南寧地區(qū)中部分重金屬（zn、Cu、Pb、Ni）的平均值一般是遠遠高于當?shù)氐钠骄降?，這是因為長期的不合理化種植所造成的，而且呈正相關(guān)發(fā)展，種植時間越長，金屬含量越高，有機化肥的使用，對于土壤金屬的影響是巨大的。

結(jié)束語

本次采用取樣調(diào)查的實際方法，研究了廣西南寧蔬菜研究所幾類菜地土壤有效態(tài)氮、磷和重金屬的累積差異，同時對差異的來源進行了合理化的分析，發(fā)現(xiàn)：種植的年限越長，廣西南寧蔬菜研究所土壤硝態(tài)氮、有效磷和重金屬累積量均顯著增加，其中對于金屬而言，Cd累積最明顯，廣西南寧蔬菜研究所決定對當?shù)赝恋剡M行合理化分析，希望可以指導(dǎo)農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及幫助推動蔬菜行業(yè)的快速進步。