氮肥种类与磷肥中重金属植物效因的加成作用.doc

氮肥种类及用量对磷肥中重金属在植物体内积累的影响彭治云 周永锋 陆祥生 刘兴成 周艳琳武威市农业技术服务中心 甘肃武威 733000摘 要: 通过对不同氮肥种类及用量对磷肥中重金属在植物体内积累的影响研究结果表明，不同种类氮肥对磷肥中重金属的有效性影响很大。尿素和重过磷酸钙配合使用，啤酒大麦籽粒中Pb、Cr、As含量比硝铵钾和重过磷酸钙配合使用明显增加，尤其是Pb含量增加幅度较大。随着尿素用量的增加，啤酒大麦对磷肥中Pb、Cr、As的吸收累积系数也增加。其中Pb增加幅度较大，Cr、As较小。基金项目：甘肃省中青年人才基金资助项目作者简介: 彭治云， 1957年8月生，武威市农业技术服务中心主任，推广研究员，主要研究方向为土壤肥料及土壤污染防治，在土壤通报等杂志发表论文20多篇；单位地址：武威市西关街体育路36号；联系电话键词: 氮肥 磷肥；重金属；植物效因；加成作用The content of heavy metal in fertilizer and its plant effect in arid irrigation agriculture areaZHOU Yun-Feng LIU xin-chen ZHOU YAN-LIN (Wuwei City Agr_technical Service Centers WuWei 733000 China)Abstract: through study the content of heavy metal (Pb,Cr,As) in phosphate fertilizer and compound fertilizer, and its relation with corn grains in arid irrigation agriculture area, it is very different content of heavy metal (Pb,Cr,As) in the commercial phosphate fertilizer, some variety has been already above standard; Use the different phosphate fertilizer, there is a great influence on the content of heavy metal in corn grain; It is very differrnt degree to absorbs and accumulates the heavy metal of the corn variety, and the element of heavy metal is different that to be absorbed and accumulated by the same corn variety.Keyword: arid irrigation agriculture area, phosphate fertilizer, heavy metal, plant effect 农产品质量安全是食品安全的重要部分，农产品中重金属污染是影响农产品质量安全的重要因素。对农产品中重金属污染问题各地都进行了大量研究工作，基本查清了农产品中重金属污染状况、污染途径，并对污染机理进行了探讨1-5。对化肥（尤其是磷肥）中的重金属污染国外已有较多研究，但国内研究还未引起重视，研究也较少。据研究，化肥与农药中的重金属也是一个可能的污染源6。化肥中的重金属通常比土壤重金属有较高的可溶性，容易被作物吸收，因而危害更大。王起南等7对化肥的重金属含量水平及环境风险进行了研究，王慎强8对肥料Cd的植物效应以及在土壤中的累积进行了研究。据周永锋9对干旱灌溉农区肥料中重金属及其植物效因进行的研究，目前市售磷肥和复合肥中重金属含量差异很大，个别产品已超过了标准；施用不同种类磷肥对玉米籽粒中Pb、As含量影响很大；不同玉米品种对磷肥中Pb、As吸收累积程度不同、差异显著，且同一品种对Pb、As吸收累积能力也有显著差异，磷肥已是造成农产品中Pb、Cd超标的又一因素。目前对肥料中重金属与农产品中重金属污染的研究还很少，许多问题尚未进行深入的研究。本文对氮肥种类及用量对磷肥中重金属在植物体内积累的影响进行了研究。1 材料和方法1.1 不同种类氮肥对磷肥中重金属在植物体内积累的影响试验设在武威市农业高新技术示范园区（凉州区东河乡），试验地土壤沙壤，PH8.2，土壤中Pb13.8mg/kg、Cr0.08mg/kg、As7.8mg/kg。供试肥料：重过磷酸钙（云南三环化工厂生产），尿素（刘家峡化工厂生产），硝铵钾（兰州化工公司生产），Pb、Cr、As含量见表2。每667m2施用P2O58kg，基肥一次施入；N10 kg80%作基肥，20%追肥，其它管理措施同大田。小区面积200m2，不设重复。指示品种：甘啤3号。收获时，在每小区中心处取0.25m2，室内风干，混合脱粒，取1kg籽粒备用。1.2 氮肥不同用量对磷肥中重金属在植物体内积累的影响试验设在武威市农业高新技术示范园区（凉州区东河乡），试验地土壤沙壤，PH8.2，土壤中Pb13.8mg/kg、Cr0.08mg/kg、As7.8mg/kg。供试肥料：重过磷酸钙（云南三环化工厂生产），尿素（刘家峡化工厂生产），Pb、Cr、As含量见表2。每667m2施用P2O55kg，基肥一次施入，其它管理措施同大田。小区面积200m2，不设重复。指示品种：甘啤3号。收获时，在每小区中心处取0.25m2，室内风干，混合脱粒，取1kg籽粒备用。1.3 磷肥不同用量与重金属在植物体内积累的影响试验设在武威市农业高新技术示范园区（凉州区东河乡），试验地条件同1.2。供试肥料：重过磷酸钙（云南三环化工厂生产），尿素（刘家峡化工厂生产），Pb、Cr、As含量见表2。每667m2施用P2O55kg，基肥一次施入，其它管理措施同大田。小区面积200m2，不设重复。指示品种：甘啤3号。每667m2施用云南云峰化工厂生产重过磷酸钙25kg，基肥一次施入，其它管理措施同大田。小区面积200m2，不设重复。收获时，在每小区取0.25m2，室内风干，混合脱粒，取1kg籽粒备用。1.4测定方法肥料中铅、镉、砷的测定按GB8571-88制备样品，按GB/T14539.1-93方法制备试样溶液，按GB/T14539.3-93中原子吸收光谱法测定镉，按GB/T14539.4-93中原子吸收光谱法测定铅，按GB/T14539.2-93中二乙基二硫代甲酸银分光光度法测定砷，用土壤标准样品进行精确度检验，9.2%。作物中铅的测定按GB/T5009.12中火焰原子吸收光谱法测定，镉按GB/T5009.15中火焰原子吸收光谱法测定，砷按GB/T5009.11中银盐法测定，以杨树叶进行精确度检验，8.7%。2 结果和讨论2.1氮肥不同种类对磷肥中重金属的有效性结果见表1。从表中看出：不同种类的氮肥对磷肥中Pb的有效性影响很大。使用尿素后，大麦籽粒中Pb的积累量是使用硝铵钾的5倍，在相同磷肥用量的条件下，使用尿素使大麦中Pb超标，而使用硝铵钾却远低于标准。不同种类氮肥对C r和As的有效性影响很小。重金属进入土壤后能迅速地被土壤吸附固定，包括物理吸附和化学吸附。影响土壤吸附重金属的因素比较复杂，土壤组分中的活性硅、铁、锰、铝、粘粒种类和含量以及胶体组分等，土壤环境中的温度、PH值、氧化还原电位状况、离子强度都会影响吸附作用。土壤施肥后会影响上述要素，从而影响对重金属的吸附和解吸。尿素施入土壤后，分解为碳酸铵或碳酸氢铵，作物吸收的是NH4+-N，引起H-的分泌，造成根际周围酸化，增大肥料中的重金属的溶解度，土壤吸附重金属的量减少，作物吸收的量增加。硝铵钾施入土壤后，分解为NH4+和NO3-，作物吸收NH4+-N时，引起H-的分泌，造成根际周围酸化，增大肥料中的重金属的溶解度，土壤吸附重金属的量减少，作物吸收的量增加；但吸收NO3N时，作物分泌OH-，造成根际周围碱化（WallaceA1989）。不同形态的氮肥，由于对土壤酸化的影响程度不同，对根际环境的影响程度不同，以及竞争作用不同，对土壤吸收和解析重金属的影响彻底也不同。表1 氮肥不同种类对磷肥中Pb、Cr、As在大麦籽粒中积累的影响Table 1 Content of heavy metal in fertilizer氮肥种类生产厂使用量（mg/kg）大麦籽粒中重金属含量（mg/kg）实物纯量PbC rAs尿素兰州化工工业公司21.7100.520.00710.026硝铵钾兰州化工工业公司29.3100.10.0080.035注：每667m 2使用云南三环化工厂产重过磷酸钙25kg，磷肥中重金属含量见表1，折每667m 2土壤中施入铅1400mg，镉66.5mg，砷375mg。2.2氮肥不同用量对磷肥中重金属在植物体内积累的影响结果见表2。从表中可看出，随着尿素使用量的增加啤酒大麦籽粒中Pb、Cr、As含量增加，尤其是Pb含量增加幅度较大。这种增加不仅体现在籽粒中的浓度，也体现在籽粒中积累的总量上，与上面结果是一致的。氮肥用量（kg/667m2）大麦籽粒中重金属含量（mg/kg）产量（kg/667m2）大麦籽粒中重金属积累量（mg）实物纯量PbCrAs PbCrAs 1360.35未检出319.5111.8/19.690.480.0061449.4215.72.7426121.250.0071485.6607.03.45表2氮肥不同用量与磷肥中Pb、Cr、As在大麦籽粒中积累的影响Table 2 Influence of different phosphate fertilizer to heavy metal in corn grain注：每667m 2使用云南三环化工厂产重过磷酸钙25kg，磷肥中重金属含量见表1，折每667m 2土壤中施入铅1400mg，镉66.5mg，砷375mg。2.3磷肥不同用量与重金属在植物体内积累的影响结果见表3。从表中看出，在氮肥使用量相同的条件下，增加磷肥用量啤酒大麦籽粒中Pb、Cr、As的积累也随之增加，与周永锋9的研究结果一致。这是因为随着磷肥用量的增加，土壤中Pb、Cr、As的浓度增加，作物吸收的也多，进一步证实磷肥是农作物中重金属污染源之一。表3磷肥不同用量对Pb、Cr、As在大麦籽粒中积累的影响Table 3 Content of heavy metal in corn grain on use same fertilizer磷肥用量（kg/667m2）施入土壤中重金属量（mg/667m2）大麦籽粒中重金属含量（mg/kg）实物纯量PbCrAsPbCrAs11561629.261650.480.005217.5898046.55262.50.520.00713 结论3.1 不同种类氮肥对磷肥中重金属的有效性影响很大。使用尿素后，作物吸收的是NH4+-N，引起H-的分泌，造成根际周围酸化，增大肥料中的重金属的溶解度，土壤吸附重金属的量减少，作物吸收的量增加。硝铵钾施入土壤后，分解为NH4+和NO3-，吸收NO3N时，作物分泌OH-，与吸收NH4+-N时分泌的H-相抵消，作物根际环境不发生变化，土壤吸附重金属的量增加，作物吸收的量减少。3.2随着尿素使用量的增加啤酒大麦籽粒中Pb、Cr、As含量增加，尤其是Pb含量增加幅度较大。这种增加不仅体现在籽粒中的浓度，也体现在籽粒中积累的总量上，因此，生产上应注意氮磷肥的搭配使用和不同种类氮肥的搭配使用，切忌使用单一尿素。在施用含重金属高的磷肥时宜与硝铵钾配施。3.3 不同的作物对磷肥中重金属的吸收累积存在明显差异，在种植对磷肥中重金属吸收累积系数高的作物时，除选用含重金属低的磷肥品种外，还应选择硝铵钾等氮肥品种搭配使用，才能确保生产出安全食品。参考文献1 胡勤海,叶兆杰.蔬菜主要污染问题J.农村生态环境(学报),1995,11(3):52-56.2 王丽凤,白俊贵.沈阳市蔬菜污染调查及防治途径研究J.农业环境保护,1994,13(2):84-88.3 汪雅谷,王玮.上海地区主要蔬菜中重金属元素含量背景水平J.农业环境保护,1994,13(1):34-39.4 王多加,金肇熙,钟娇娥,等.深圳市永久性菜地蔬菜重金属污染状况分析J.广东农