杜應(yīng)瓊，疏仁宗，王富華*，文典，趙沛華，徐愛平，李富榮

1. 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品公共監(jiān)測中心，廣東 廣州 510640；2. 農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640；3. 農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測與評價重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640

鎘污染土壤上偏施氮磷鉀肥對蕹菜產(chǎn)量及鎘積累的影響

杜應(yīng)瓊1,2,3，疏仁宗1，王富華1,2,3*，文典1,2，趙沛華1,2,3，徐愛平1,2,3，李富榮1,2,3

1. 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品公共監(jiān)測中心，廣東 廣州 510640；2. 農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640；3. 農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測與評價重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640

為了研究偏施化肥對Cd污染區(qū)蔬菜產(chǎn)量和Cd含量的影響，取韶關(guān)礦區(qū)典型Cd污染菜地土壤和蔬菜品種蕹菜（Ipomoea aquatic），通過盆栽試驗(yàn)，在Cd1（4.0 mg·kg-1）和Cd2（8.0 mg·kg-1）2種土壤Cd污染水平下，設(shè)置CK、單倍（NPK）、雙倍N(2NKP)、雙倍P（N2PK）和雙倍K（NP2K）共5種處理，研究偏施氮磷鉀肥對土壤pH值、土壤有效態(tài)Cd含量、蔬菜產(chǎn)量、Cd含量及其積累量的影響。結(jié)果表明：與不施肥相比，在2種土壤Cd水平下，上述4種施肥處理均極顯著（P<0.01）降低土壤pH值、提高蔬菜Cd含量及其積累量和富集系數(shù)；在Cd1水平下，施雙倍N和雙倍P處理蔬菜產(chǎn)量極顯著（P<0.01）低于不施肥、單倍NPK和雙倍K處理，幅度分別達(dá)到32.0%、25.6%、22.1%和30.8%、24.4%、20.8%。在Cd2水平下，施雙倍N的蔬菜產(chǎn)量極顯著（P<0.01）低于不施肥處理22.0%，顯著（P<0.05）低于單倍NPK、雙倍P和雙倍K 16.1%、12.2%和14.5%；在5種處理下，Cd2水平的蔬菜產(chǎn)量均顯著（P<0.05）或極顯著（P<0.01）低于Cd1水平的。在Cd1水平下，4個施肥處理分別較不施肥處理極顯著（P<0.01）增加了蔬菜體內(nèi)Cd含量66.7%、74.5%、56.8%和72.5%，其中以雙倍N處理蔬菜Cd含量最高，但4個施肥處理間差異不顯著。在Cd2水平下，4個施肥處理分別較不施肥處理極顯著（P<0.01）增加了蔬菜體內(nèi)Cd含量72.8%、104.9%、88.9%和66.7%。4個施肥處理中以雙倍N蔬菜Cd含量最高，極顯著高于單倍NPK和雙倍K處理18.6%和23.0%。Cd2水平中5種處理的蔬菜Cd含量均極顯著（P<0.01）高于Cd1水平的。由此說明，土壤Cd污染水平和施肥水平均會顯著影響蔬菜產(chǎn)量及其Cd含量，在Cd污染的土壤應(yīng)慎重施用NPK肥，特別在高Cd污染土壤上，不能偏施N肥，否則不僅會降低蔬菜產(chǎn)量，還會加大蔬菜Cd污染風(fēng)險。

土壤Cd污染；蔬菜；產(chǎn)量；Cd含量；NPK肥

食品安全事件的頻繁發(fā)生，使農(nóng)產(chǎn)品中重金屬鎘超標(biāo)成為目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中關(guān)注熱點(diǎn)之一。大量研究表明，我國土壤污染以重金屬污染為主，其中鎘污染問題突出，特別是在南方省區(qū)的部分地區(qū)尤為嚴(yán)重（潘永敏等，2014；宋偉等，2013；郭朝暉等，2008），本項(xiàng)目組在進(jìn)行珠三角土壤及蔬菜重金屬含量的調(diào)查與風(fēng)險評估時發(fā)現(xiàn)，廣東菜地土壤無論是以總體計(jì)還是以主要工業(yè)區(qū)周邊菜地計(jì)，均以Cd污染最為嚴(yán)重，Cd超標(biāo)的土壤樣本數(shù)分別達(dá)到總樣本數(shù)的44.5%和66.3%（王其楓，2012；胡霓紅，2012）。韶關(guān)礦區(qū)菜地土壤中Cd含量顯著高于其他地區(qū)，其含量范圍在0.10～19.07 mg·kg-1之間，平均達(dá)2.58 mg·kg-1。Cd作為常見的對人體有較大危害的重金屬，具有較強(qiáng)的活性和易于被植物吸收等特點(diǎn)（柴世偉等，2004），被列入重點(diǎn)防控的第一類監(jiān)控對象。然而，目前缺乏經(jīng)濟(jì)高效的手段將Cd從土壤中徹底清除，故阻控Cd從土壤向農(nóng)產(chǎn)品遷移成為降低農(nóng)產(chǎn)品中Cd污染風(fēng)險的重要途徑。已有研究表明，施肥被認(rèn)為是影響蔬菜吸收重金屬的一個不可忽略的重要因子（張磊等，2006；Larsson和Asp，2013；熊禮明，1993）。但目前有關(guān)高Cd污染水平土壤上施肥對土壤pH值、蔬菜產(chǎn)量、蔬菜Cd含量的影響研究尚報道不多。為此，本研究以韶關(guān)Cd污染較嚴(yán)重的礦區(qū)土壤為對象，針對生產(chǎn)中較普遍的重施、偏施氮磷鉀肥的現(xiàn)象，探討氮磷鉀及其偏施對蔬菜產(chǎn)量、Cd積累及土壤pH值、有效態(tài)Cd含量的影響，以期為蔬菜合理施肥以及安全生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試土壤取自韶關(guān)礦區(qū)典型紅壤Cd污染菜地耕層，pH值6.69，有機(jī)質(zhì)23.75 g·kg-1，CEC 10.02 cmol·kg-1，速效氮 141.58 mg·kg-1，速效磷 120.62 mg·kg-1，速效鉀 148.37 mg·kg-1，有效 Cd 0.78 mg·kg-1，全Cd 4.00 mg·kg-1，設(shè)不加和添加Cd 4.00 mg·kg-1兩個土壤鎘水平，即土壤全Cd水平4.00、8.00 mg·kg-1；以分析純Cd(NO3)2·4H2O溶液的形式加入土壤，干濕交替2次，平衡一周。

供試蔬菜為蕹菜（Ipomoea aquatic），品種為玉帥竹葉青，由廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在本單位盆栽場進(jìn)行。共設(shè)5個處理：①不施肥（CK）；②單倍肥（NPK）；③雙倍N(2NPK)：N以雙倍施用，其它按單倍肥；④雙倍P(N2PK）：P以雙倍施用，其它按單倍肥；⑤雙倍K(NP2K)：K以雙倍施用，其它按單倍肥。按當(dāng)?shù)厥┓柿?xí)慣，設(shè)定單倍肥用量為：N以尿素形式施N 200 mg·kg-1土，P以KH2PO4的形式施P2O5150 mg·kg-1土，K在KH2PO4的基礎(chǔ)上以KCl的形式補(bǔ)足到K2O 200 mg·kg-1土，并加入阿農(nóng)溶液1 mL·kg-1土。上述營養(yǎng)元素均在裝盆時拌土施入。試驗(yàn)用直徑25 cm、高20 cm塑料盆，每盆裝土3 kg，底部墊紗網(wǎng)防止漏土。每個處理5次重復(fù)，隨機(jī)擺放。

蔬菜種子經(jīng)1%NaClO消毒10 min后，用自來水沖洗數(shù)次，再用去離子水沖洗一次。浸泡過夜后于2013年9月25日播種，2013年11月16日收獲。當(dāng)蔬菜長至兩片真葉時進(jìn)行間苗，每盆剩余約 20株，一周后每盆定苗 10株。在蔬菜整個生育期內(nèi)使用去離子水澆灌，防止污染，生長期間以稱重法澆水，控制土壤水分。每天澆水一次，高溫天氣早晚各澆水一次。收獲后取蔬菜可食部分及土壤進(jìn)行相關(guān)分析。

1.3 測定方法

土壤全量Cd按照GB/T 17141-1997、蔬菜Cd含量按照GB/T 5009.15-2003采用濕消解法，土壤有效態(tài)Cd按照GB/T 23739-2009采用DTPA浸提法，然后上ICP（美國Thermo公司產(chǎn)iCAP6000）測定。

土壤pH值采用pH計(jì)測定（水土比為2.5∶1），有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀外加熱法，CEC采用醋酸銨法，全氮采用開氏法，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法，有效磷采用Olsen-NaHCO3浸提-鉬藍(lán)比色法，速效鉀采用NH4OAc浸提-火焰光度法。

蔬菜 Cd的積累量(mg)=蔬菜質(zhì)量(g)×蔬菜中Cd含量(mg·kg-1)×10-3；蔬菜Cd富集系數(shù)=蔬菜Cd含量(mg·kg-1)/土壤中Cd含量(mg·kg-1)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用EXCEL進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差分析。采用單因素方差分析法（one-way ANOVA）和最小顯著差異法（LSD）比較不同數(shù)據(jù)間的差異，表中數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤pH值

在2種土壤Cd水平下，施用氮磷鉀肥均極顯著降低土壤pH值（表1）。在土壤Cd 4.00 mg·kg-1水平下，在施氮磷鉀處理中，施雙倍N時土壤pH值最低，但只與雙倍K處理差異達(dá)到顯著水平；雙倍K處理土壤pH值最高，但與雙倍P和單倍NPK差異不顯著。在土壤Cd 8.00 mg·kg-1水平下，在施氮磷鉀處理中，依然是施雙倍N時土壤pH值最低，且與其他處理差異均達(dá)到顯著水平；雙倍K處理土壤pH值仍然最高，且與雙倍N、雙倍P處理差異顯著。在2種土壤Cd水平下，均以雙倍N時土壤pH值最低，且土壤 Cd 8.00 mg·kg-1水平下更低（P<0.05）；在雙倍施肥量處理中均以雙倍K時土壤pH值最高，且土壤Cd 8.00 mg·kg-1水平下更高（P<0.05）。

表1 不同施肥處理對土壤pH值的影響Table 1 Effects of different fertilizer treatments on soil pH

由此說明，在2種土壤Cd水平下，施用氮磷鉀肥均極顯著降低土壤pH值，進(jìn)一步提高氮、磷用量尤其是在高鎘污染水平下（8.00 mg·kg-1）土壤pH值下降更低；但提高鉀肥用量對土壤pH值沒有明顯影響。隨著土壤鎘污染水平提高，土壤pH值，因氮用量提高而顯著降低，卻因鉀用量提高而顯著增加。

2.2 蔬菜產(chǎn)量

在2種土壤Cd水平下，施用氮磷鉀肥均明顯降低蔬菜產(chǎn)量（表2）。在土壤Cd 4.00 mg·kg-1水平下，在施氮磷鉀處理中，施雙倍N和雙倍P時蔬菜產(chǎn)量最低，二者的產(chǎn)量比較接近，二者與雙倍K和單倍 NPK處理差異均達(dá)極顯著水平，產(chǎn)量分別低22.1%、20.8%和25.6%、24.4%；單倍NPK處理產(chǎn)量最高，但與雙倍 K處理差異不顯著。在土壤Cd 8.00 mg·kg-1水平下，在施氮磷鉀處理中，依然是施雙倍N時蔬菜產(chǎn)量最低，且與其他處理差異均達(dá)到顯著水平，比不施肥處理和單倍 NPK處理低22.0%和16.1%，比雙倍P和雙倍K處理低12.2%和14.5%；單倍NPK處理產(chǎn)量仍然最高，但與雙倍N、雙倍P處理差異不顯著。在2種土壤Cd水平下，均以雙倍N時蔬菜產(chǎn)量最低，在雙倍施肥處理中均以雙倍K時蔬菜產(chǎn)量最高，但均以土壤Cd 8.00 mg·kg-1水平下為更低（P<0.05）。

表2 不同施肥處理對蔬菜產(chǎn)量的影響Table 3 Effect of different fertilizer treatments on swamp cabbage fresh weight g/盆

由此說明，在2種土壤Cd水平下，施用氮磷鉀肥均明顯降低蔬菜產(chǎn)量，進(jìn)一步提高氮、磷用量尤其是在高鎘污染水平下（8.00 mg·kg-1）蔬菜產(chǎn)量更低；但提高鉀肥用量對蔬菜產(chǎn)量沒有明顯影響。隨著土壤鎘污染水平提高，蔬菜產(chǎn)量，因氮用量提高而顯著降低。

2.3 土壤有效態(tài)Cd含量

在2種土壤Cd水平下，施用氮磷鉀肥均增加土壤有效Cd含量（表3）。在土壤Cd 4.00 mg·kg-1水平下，在施氮磷鉀處理中，施雙倍肥的均顯著提高了土壤有效Cd含量，施雙倍N和雙倍P時土壤有效Cd含量最高，但與雙倍K和單倍NPK處理差異均末達(dá)到顯著水平；單倍NPK處理土壤有效Cd含量最低，但與雙倍K差異不顯著。在土壤Cd 8.00 mg·kg-1水平下，在施氮磷鉀處理中，雙倍P處理土壤有效Cd含量最高，但僅與單倍NPK處理差異達(dá)到顯著水平；仍是單倍NPK處理土壤有效Cd含量最低，但與雙倍N和雙倍K差異不顯著。在2種土壤Cd水平下，均以雙倍P時土壤有效Cd含量最高，且土壤Cd 8.00 mg·kg-1水平下更高（P<0.01）；在雙倍施肥量處理中均以雙倍K時土壤有效Cd含量最低。

表3 不同施肥處理對土壤有效態(tài)Cd含量的影響Table 3 Effects of different fertilizer treatments on the available Cd content of soil mg·kg-1

由此說明，在2種土壤Cd水平下，施用氮磷鉀肥均提高了土壤有效Cd含量，進(jìn)一步提高氮、磷用量尤其是在低鎘污染水平下（4.00 mg·kg-1）土壤有效Cd含量提高更顯著；隨著土壤鎘污染水平提高，土壤有效Cd含量均極顯著提高。

2.4 蔬菜Cd含量

在2種土壤Cd水平下，施用氮磷鉀肥均極顯著增加蔬菜Cd含量（表4）。4個施肥處理在土壤Cd 4.00 mg·kg-1水平下分別比不施肥處理增加蔬菜Cd含量 66.7%、74.5%、56.8%和 72.5%，在土壤Cd 8.00 mg·kg-1水平下增加蔬菜Cd含量72.8%、104.9%、88.9%和66.7%。在土壤Cd 4.00 mg·kg-1水平下，在施氮磷鉀處理中，施雙倍N時蔬菜Cd含量最高，雙倍P含量最低，但他們均末與其它施肥處理達(dá)顯著差異。在土壤Cd 8.00 mg·kg-1水平下，在施氮磷鉀處理中，依然是施雙倍N時蔬菜Cd含量最高，且與雙倍K、單倍NPK處理差異達(dá)極顯著水平；雙倍K處理蔬菜Cd含量最低，但與雙倍P、單倍NPK處理差異不顯著。在2種土壤Cd水平下，均以雙倍N時蔬菜Cd含量最高，且土壤Cd 8.00 mg·kg-1水平下更高（P<0.05）。

表4 不同施肥處理對蔬菜Cd含量的影響Table 4 Effects of different fertilizer treatments on the Cd contents of the swamp cabbage mg·kg-1

由此說明，在2種土壤Cd水平下，施用氮磷鉀肥均極顯著增加蔬菜Cd含量，進(jìn)一步提高氮用量尤其是在高鎘污染水平下（8.00 mg·kg-1）蔬菜Cd含量增加更多；提高磷肥用量在土壤 Cd 4.00 mg·kg-1水平時降低蔬菜Cd含量，而在土壤Cd 8.00 mg·kg-1水平下卻增加蔬菜Cd含量；提高鉀肥用量則正好相反，在土壤Cd 4.00 mg·kg-1水平時增加蔬菜Cd含量，而在土壤Cd 8.00 mg·kg-1水平卻降低蔬菜Cd含量。

2.5 蔬菜Cd積累量

以盆為單位計(jì)算蔬菜Cd積累量（表5）。在2種土壤 Cd水平下，施用氮磷鉀肥均增加蔬菜 Cd積累量。在土壤Cd 4.00 mg·kg-1水平下，在施氮磷鉀處理中，單倍NPK蔬菜Cd積累量最高，但僅與雙倍P處理差異達(dá)到顯著水平；在施雙倍肥料處理中，雙倍K蔬菜Cd積累量最高，雙倍P蔬菜Cd積累量最低，兩者間差異達(dá)到顯著水平；在土壤Cd 8.00 mg·kg-1水平下，在施氮磷鉀處理中，卻是雙倍P蔬菜Cd積累量最高，雙倍K蔬菜Cd積累量最低，各氮磷鉀處理間的差異均不顯著。

表5 不同施肥處理對蔬菜Cd積累量的影響Table 5 Effects of different fertilizer treatments on the Cd accumulation of the swamp cabbage mg/盆

由此說明，在2種土壤Cd水平下，施用氮磷鉀肥均極顯著蔬菜Cd積累量，進(jìn)一步提高單個氮、磷、鉀的用量，雖然提高蔬菜Cd含量，但卻因?yàn)榻档土耸卟水a(chǎn)量，故蔬菜Cd積累量反而可能有所降低。

2.6 蔬菜Cd富集系數(shù)

在2種土壤Cd水平下，施用氮磷鉀肥均極顯著增加了蔬菜對Cd的富集（表6）。在土壤Cd 4.00 mg·kg-1水平下，在施氮磷鉀處理中，施雙倍 N和雙倍K處理蔬菜Cd富集系數(shù)最高，雙倍P最低，但各施氮磷鉀處理間均末達(dá)到顯著水平。在土壤Cd 8.00 mg·kg-1水平下，在施氮磷鉀處理中，施雙倍N時蔬菜Cd富集系數(shù)仍然最高，但只與雙倍K處理差異達(dá)到顯著水平；雙倍K處理蔬菜Cd富集系數(shù)最低，但與雙倍P和單倍NPK差異不顯著。在2種土壤Cd水平下，均以雙倍N處理蔬菜Cd富集系數(shù)為最高，且土壤 Cd 4.00 mg·kg-1水平下較高（P<0.05）。

表6 不同施肥處理對蔬菜Cd富集系數(shù)的影響Table 6 Effects of different fertilizer treatments on the Cd absorption coefficients of the swamp cabbage

由此說明，在2種土壤Cd水平下，施用氮磷鉀肥均極顯著增加了蔬菜對 Cd的富集，進(jìn)一步提高氮、磷和鉀用量對蔬菜 Cd富集系數(shù)無顯著影響。

3 討論

一般認(rèn)為施肥可以通過以下幾種途徑影響植物對土壤中重金屬的吸收：（1）影響植物生長；（2）帶入重金屬離子；（3）影響土壤 pH；（4）提供能沉淀、絡(luò)合重金屬的基團(tuán)；（5）帶入競爭離子；（6）影響到根系和地上部的生理代謝過程或重金屬在植物體內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)等而間接影響重金屬元素的吸收（熊禮明，1993）。

本試驗(yàn)施入的肥料為分析純尿素、KH2PO4和KCl，因而不存在帶入重金屬離子的問題。在本試驗(yàn)中因肥料不同影響方面有些差異，對這3種肥料而言可能主要表現(xiàn)為對土壤 pH值進(jìn)而影響土壤有效態(tài)Cd，同時影響蔬菜的生物量。而對KH2PO4和KCl肥料而言，其帶入的離子可能還會對土壤Cd的活性和植物吸收Cd有一定的影響?，F(xiàn)分述如下：

普遍認(rèn)為pH是土壤所有參數(shù)中影響Cd形態(tài)和有效性的最重要因素（Mcbride，2002；Singh和Kristen，1998；高彬和王海燕，2003）。降低土壤pH會增加土壤對Cd的解吸，Cd的有效性增強(qiáng)，進(jìn)而植物對Cd的吸收量上升（高彬和王海燕，2003；Eriksson，1989）。

對偏施氮肥而言，本試驗(yàn)所用尿素在剛施入土壤中以 CO(NH2)2分子形態(tài)存在，但在隨后轉(zhuǎn)換為NH4+-N 和 NO3--N 的過程中，分別出現(xiàn)了以HCO3-/CO32-、NO3-為陪伴陰離子和 NH4+、H+等為陪伴陽離子的過程。因此，當(dāng)尿素施入土壤后，由于尿素水溶液pH 約為7.0～7.2，其土壤pH略高于對照。培養(yǎng)5 d時，尿素開始水解，轉(zhuǎn)化成碳酸銨：CO(NH2)2+2H2O→(NH4)2CO3，碳酸銨進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為碳酸氫銨和氫氧化銨：(NH4)2CO3+2H2O→NH4HCO3+ NH4OH（趙晶等，2010）。由于產(chǎn)生的碳酸銨、碳酸氫銨和氫氧化銨均為堿性物質(zhì)，土壤pH快速上升。形成的NH4+-N在隨后的培養(yǎng)過程中不斷氧化成硝態(tài)氮并釋放出 H+：NH4++2O2→NO3-+H2O+ 2H+。因此培養(yǎng)15 d后土壤pH不斷下降。培養(yǎng)5～60 d，兩個尿素處理對土壤可浸提Cd的影響與pH的變化完全一致，呈顯著負(fù)相關(guān)。即浸提的Cd量隨土壤pH升高/降低而降低/升高（楊錨等，2006）。尿素最終促進(jìn)了植株對鎘的吸收（趙晶等，2010）。在本試驗(yàn)中，偏施氮肥在2種土壤Cd水平下，土壤pH值均最低，致使其蔬菜Cd含量最高。造成這種現(xiàn)象的原因可能在于，酸提取態(tài)是植物最容易吸收的形態(tài)，Cd有不同其它重金屬元素的一個重要特點(diǎn)，即土壤中的Cd主要以酸提取態(tài)為主，可占到土壤中Cd總量的57.42%，因此降低土壤pH值提高土壤酸度即可提高蔬菜Cd含量（王其楓等，2012；黃爽等，2012）。趙晶等（2010）結(jié)果表明，偏施氮肥（單施尿素，或施高量尿素）均會對小麥生長和產(chǎn)量產(chǎn)生不利影響，特別是高量偏施尿素其毒害作用可能嚴(yán)重抑制小麥幼苗和中期生長。本試驗(yàn)中偏施氮肥蔬菜產(chǎn)量低的原因可能是土壤Cd活性高、更可能是高尿素的毒害作用造成的。

對偏施磷而言，因?yàn)樗㎏H2PO4中含有2個H+，因此施入磷肥量越高，土壤pH值越低，在本試驗(yàn)中出現(xiàn)偏施磷肥土壤pH值高于偏施氮肥的但其土壤有效態(tài)Cd含量卻高于偏施氮肥的現(xiàn)象，可能原因在于：雖然浸提的Cd含量（土壤有效態(tài)Cd）與土壤溶液pH呈負(fù)相關(guān)，但二者間不存在嚴(yán)格的定量比例關(guān)系（趙晶等，2009），由此可見，偏磷肥時土壤有效態(tài)Cd與土壤pH值的相關(guān)性不似偏施氮肥顯著。另外，一些觀點(diǎn)認(rèn)為H2PO4-能抑制土壤中Cd的形態(tài)轉(zhuǎn)化而提高了Cd的有效性（熊禮明，1993）。因此體現(xiàn)在本試驗(yàn)中則表現(xiàn)為施雙倍P的土壤pH值在2種土壤Cd水平下均高于雙倍N處理的，但其土壤有效Cd含量卻高于雙倍N處理。而在2種土壤Cd水平下雙倍P處理蔬菜Cd卻又低于雙倍N處理，其原因可能是其生物量較大，因稀釋效應(yīng)而造成的。

偏施鉀肥土壤pH值，在土壤Cd 8.00 mg·kg-1水平下僅略低于單倍NPK，在土壤Cd 4.00 mg·kg-1水平下還高于單倍NPK的，但其在2種土壤Cd水平下的土壤有效態(tài)Cd含量均高于單倍NPK的，一個重要的因素可能在于本試驗(yàn)所施鉀肥KCl中帶入的Cl-離子，由于CI-與Cd形成絡(luò)合物使可溶態(tài)Cd增加（McLaughlin等，1998a，1998b），植物吸Cd量隨之增加。

從對蔬菜產(chǎn)量、蔬菜Cd含量綜合來看，都以雙倍氮肥影響最大，其次為雙倍P，而雙倍K的影響較少。因此在Cd污染土壤中，要避免偏施特別是施高量尿素氮肥。

4 結(jié)論

在Cd污染土壤上按廣東蔬菜生產(chǎn)習(xí)慣，分別施用單倍NPK肥及雙倍N、P或K肥均極顯著降低土壤pH值，增加土壤有效Cd含量，降低蔬菜產(chǎn)量，提高蔬菜中Cd含量，增加蔬菜對Cd的積累量和對土壤Cd的富積系數(shù)，增加蔬菜Cd污染的風(fēng)險。在4種施肥處理中，以雙倍N危害最大，其次為雙倍P。且土壤Cd水平越高，偏施N或P的危害越大。因此，在蔬菜生產(chǎn)中要合理施肥，否則盲目施用特別是在高Cd污染土壤中偏施N、P肥不僅不能達(dá)到增產(chǎn)的目的，還會增加蔬菜 Cd污染風(fēng)險。

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Effects of Partial NPK Fertilizer Application on the Yield and Cd Accumulation of Water Spinach in Cd Contaminated Soil

DU Yingqiong1,2,3, SHU Renzong1, WANG Fuhua1,2,3*, WEN Dian1,2, ZHAO Peihua1,2,3, XU Aiping1,2,3, LI Furong1,2,3
1. Public Monitoring Center for Agro-product of Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 501640, China; 2. Laboratory of Quality & Safety Risk Assessment for Agro-product (Guangzhou), Ministry of Agriculture, P. R. China, Guangzhou 510640, China; 3. Key Laboratory of Testing and Evaluation for Agro-product Safety and Quality, Ministry of Agriculture, P. R. China, Guangzhou 510640, China

In order to study the effects of applying partial nitrogen, phosphate and potash fertilizers on the yield and cadmium (Cd) cumulative properties of water spinach, a pot experiment was conducted by examining the typical Cd contaminated soils in the vegetable fields around Shaoguan mining areas. Two Cd contaminated levels (Cd1, Cd2) and five fertilization treatments (CK, haploid NPK fertilizer, double N fertilizer, double P fertilizer and double K fertilizer treatment) were used in this experiment. The results showed that all types of fertilization treatments, other than the one without fertilizer, significantly lowered the pH values of soil and increased the Cd absorptive and accumulative capacities of vegetables under the two Cd levels. Unlike the sample without fertilizer, haploid NPK fertilizer treatment, the double K fertilizer treatments and the double N and P fertilizer treatments significantly reduced the vegetable yields under the Cd1 level (4.0 mg·kg-1). The relative decrease rates for the double N and P fertilizer were 32.0%, 25.6%, 22.1% and 30.8%, 24.4%, 20.8%, respectively. Under the Cd2 level (8.0 mg·kg-1), the vegetable yield with the double N fertilizer treatment decreased markedly compared to that of the no fertilizer by 22.0%, and was significantly lower than those of the other three treatments by 16.1%, 12.2% and 14.5%, respectively. In addition, all of the samples with the five fertilizer treatments under the Cd2 level showed lower vegetable yields than those under the Cd1 level. Under the Cd1 level, the Cd contents in vegetables with the four fertilizer treatments were significantly more than those without fertilizer-66.7%, 74.5%, 56.8% and 72.5%. The Cd content with the double N fertilizer treatment was the largest, but there was no significant difference between the four fertilizer treatments. Under the Cd2 level, the Cd contents in vegetables with the four fertilizer treatments were also significantly more than those without fertilizer by 72.8%, 104.9%, 88.9% and 66.7%. In particular for the double N fertilizer treatment, the Cd content was significantly more than those with the haploid NPK and double K fertilizer treatments by 18.6% and 23.0% respectively. Additionally, with the same fertilizer treatment, the Cd contents of vegetables under the Cd2 level were significantly higher than those under the Cd1 level. In summary, the results suggested that both the soil Cd pollution levels and fertilization levels clearly affect the vegetable yield and the Cd accumulative content. Therefore, one should be cautious when using the nitrogen, phosphate and potash fertilizers for the Cd contaminated soil. Especially in the highly Cd-contaminated soil, overuse of N fertilizer would not only reduce the vegetable yield, but also create more hidden problems relating to the Cd pollution risk of vegetables.

Cd contaminated soil; vegetable; yield; cadmium content; NPK fertilizer

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.03.022

S19

A

1674-5906（2015）03-0511-06

杜應(yīng)瓊，疏仁宗，王富華，文典，趙沛華，徐愛平，李富榮. 鎘污染土壤上偏施氮磷鉀肥對蕹菜產(chǎn)量及鎘積累的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報, 2015, 24(3): 511-516.

DU Yingqiong, SHU Renzong, WANG Fuhua, WEN Dian, ZHAO Peihua, XU Aiping, LI Furong. Effects of Partial NPK Fertilizer Application on the Yield and Cd Accumulation of Water Spinach in Cd Contaminated Soil [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(3): 511-516.

廣東省科技攻關(guān)項(xiàng)目（2011B030900012）；2012年廣東省主體科研機(jī)構(gòu)創(chuàng)新能力建設(shè)專項(xiàng)；廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長基金項(xiàng)目（201418）

杜應(yīng)瓊（1965年生），研究員，女，碩士，主要從事土壤環(huán)境研究工作。E-mail: yqdu2008@163.com *通信作者：王富華（1962年生），男，研究員，博士生導(dǎo)師。E-mail: wfhwqs@163.com

2014-11-24