松江區(qū)種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場土壤養(yǎng)分和環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀分析

陳麗娟 戴慧峰 李 紅 張 晨 （上海市松江區(qū)食用農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)督檢測中心 201611）

種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)、可持續(xù)發(fā)展的一種新模式，該模式通過豬糞尿資源化利用，將其作為有機肥就地生態(tài)還田，既能解決養(yǎng)豬對農(nóng)田環(huán)境的污染，又可改善土壤理化性狀。為掌握種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場的土壤養(yǎng)分及環(huán)境質(zhì)量變化狀況，松江區(qū)從2011年開始連續(xù)6年抽取3個鎮(zhèn)的5家種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場，開展了土壤養(yǎng)分和環(huán)境質(zhì)量跟蹤監(jiān)測。現(xiàn)將相關(guān)監(jiān)測結(jié)果報道如下。

1 布點采樣狀況

根據(jù)種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場建場時間、養(yǎng)豬規(guī)模、種植面積、糞尿還田方式，設(shè)置5個家庭農(nóng)場監(jiān)測點、5個周圍農(nóng)戶對照田監(jiān)測點，每年分2次取土壤樣本，第1次于5月（麥子收獲后水稻施肥種植前）、第2次于10月底11月初（水稻收獲后麥子施肥種植前）取樣，采取“S形”多點采樣法，采集15～20個小樣點的土壤并充分混合，土樣經(jīng)自然風(fēng)干后采用四分法留取檢測分析土樣。土壤理化性狀主要檢測pH、容重、比重、孔隙度4項指標(biāo)；土壤養(yǎng)分主要檢測有機質(zhì)、水解氮、有效磷、速效鉀的含量；土壤環(huán)境質(zhì)量主要檢測銅、鋅、鉛、鎘、鉻、砷、汞7個重金屬的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤理化性狀

2011～2016年的檢測結(jié)果表明，相比對照點，監(jiān)測點的土壤容重減少、孔隙度增加，而土壤pH及比重變化不明顯。

2.1.1 土壤容重

由圖1可知，5個家庭農(nóng)場監(jiān)測點的土壤容重范圍在0.93～1.26g/cm3，平均為1.08g/cm3，比5個對照點的平均值（1.12g/cm3）低0.04g/cm3。說明豬尿糞還田能使土壤熟化程度變高、土壤結(jié)構(gòu)變好。

圖1 2011～2016年種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場和對照點的土壤容重

2.1.2 土壤孔隙度

孔隙度可反映土壤孔隙狀況和松緊程度，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)好，則孔隙度高。由圖2可知，種養(yǎng)結(jié)合農(nóng)場監(jiān)測點的孔隙度高于對照點孔隙度，5個家庭農(nóng)場監(jiān)測點的土壤孔隙度范圍在49.39%～62.65%，平均為56.31%，比5個對照點的平均值（54.89%）多1.42%。

圖2 2011～2016年種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場和對照點的土壤孔隙度

2.1.3 土壤比重

土壤比重是指單位體積固體土粒的重量與同體積水的重量之比，其大小決定于土粒的礦物組成和有機質(zhì)含量。由圖3可知，5個家庭農(nóng)場監(jiān)測點的土壤比重范圍在2.36～2.57g/cm3，平均為2.48g/cm3，與5個對照點的平均值（2.49g/cm3）差異不大。

圖3 2011～2016年種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場和對照點的土壤比重

2.1.4 土壤pH

由圖4可知，5個家庭農(nóng)場監(jiān)測點的土壤pH范圍在5.47～7.83，平均為6.93，與5個對照點的平均值（6.88）接近。

圖4 2011～2016年種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場和對照點的土壤pH

2.2 土壤養(yǎng)分狀況

2011～2016年的檢測結(jié)果表明，種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場監(jiān)測點的土壤有機質(zhì)、有效磷、水解氮、速效鉀含量均高于對照點，其中速效鉀含量差異最為明顯；且種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場的土壤有效磷含量逐年增加明顯。

2.2.1 土壤有機質(zhì)含量

由圖5可知，5個家庭農(nóng)場監(jiān)測點的土壤有機質(zhì)含量范圍在26.8～61.1g/kg，平均為38.9g/kg，比5個對照點的平均值（35.1g/kg）高3.8g/kg。

圖5 2011～2016年種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場和對照點的土壤有機質(zhì)含量

2.2.2 土壤水解氮含量

由圖6可知，5個家庭農(nóng)場監(jiān)測點的土壤水解氮含量范圍在101～239mg/kg，平均為179mg/kg，比5個對照點的平均值（165mg/kg）高14mg/kg。

圖6 2011～2016年種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場和對照點的土壤年均水解氮含量

2.2.3 土壤有效磷含量

由圖7可知，5個家庭農(nóng)場監(jiān)測點的土壤有效磷含量范圍在3.6～100.3mg/kg，平均為23.1mg/kg，比5個對照點的平均值（13.2mg/kg）高9.9mg/kg，且種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場的土壤有效磷含量呈明顯的逐年增長趨勢。

圖7 2011～2016年種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場和對照點的土壤年均有效磷含量

2.2.4 土壤速效鉀含量

由圖8可知，5個家庭農(nóng)場監(jiān)測點的土壤速效鉀含量范圍在77～458mg/kg，平均為185mg/kg，比5個對照點的平均值（135mg/kg）高50mg/kg。

圖8 2011～2016年種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場和對照點的土壤年均速效鉀含量

2.3 土壤環(huán)境質(zhì)量

由圖9～15可知，（1）6年中共檢測420份土壤樣品，從整體上看，種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場監(jiān)測點的土壤中7個重金屬含量指標(biāo)歷年變化不明顯，均符合土壤環(huán)境質(zhì)量(GB 15618-1995) 一級、二級標(biāo)準(zhǔn)，對作物和環(huán)境不造成危害和污染。（2）土壤中鋅、鉻、砷含量全部符合土壤環(huán)境質(zhì)量一級標(biāo)準(zhǔn)，土壤質(zhì)量基本上保持自然背景水平；土壤銅、鉛、鎘、汞含量在二級標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。（3）分析土壤中7個重金屬的最低含量和最高含量，最低含量均達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn)，最高含量均達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)。（4）分析2016年土壤樣品檢測結(jié)果，5個監(jiān)測點的土壤中7個重金屬含量都符合土壤環(huán)境質(zhì)量一級、二級標(biāo)準(zhǔn)，且無明顯增加趨勢。見表1。

圖9 2011～2016年種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場和對照點土壤銅含量

圖10 2011～2016年種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場和對照點土壤鋅含量

圖11 2011～2016年種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場和對照點土壤鉛含量

圖12 2011～2016年種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場和對照點土壤鎘含量

圖13 2011～2016年種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場和對照點土壤鉻含量

圖14 2011～2016年種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場和對照點土壤砷含量

圖15 2011～2016年種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場和對照點土壤汞含量

表1 種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場土壤重金屬含量對比（單位：mg/kg）

3 結(jié)論與討論

通過連續(xù)6年的跟蹤監(jiān)測，種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場將豬糞尿作為有機肥就地生態(tài)還田，與周邊對照農(nóng)田相比：（1）土壤孔隙度、容重有所改善，土壤容重減少、孔隙度增加，但變化幅度小，表明土壤物理性狀的改良進(jìn)程緩慢，將是一個長期過程，要增加對土壤物理性狀的監(jiān)測，從而真正掌握其改變狀況。（2）種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場監(jiān)測點的土壤有效磷、速效鉀和有機質(zhì)的平均含量呈上升趨勢；土壤養(yǎng)分含量均高于周圍農(nóng)戶對照田，其中差異最明顯的是速效鉀含量。根據(jù)種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場目前土壤養(yǎng)分狀況，建議按實際所需，合理調(diào)整氮、磷、鉀肥施用比例，即合理使用氮肥、增施磷肥，以提高肥料利用率。（3）種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場監(jiān)測點的土壤中7個重金屬含量歷年變化不明顯，與2002年松江區(qū)土壤普查時重金屬平均含量相比差異不顯著，與對照點相比差異也不顯著，均符合土壤環(huán)境質(zhì)量(GB 15618-1995) 一級、二級標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述，種養(yǎng)結(jié)合家庭農(nóng)場將豬糞尿還田，基本上解決了養(yǎng)豬污染問題。