【摘要】：施用有機肥是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路,豬糞由于排放量大面成為有機肥的重要來源。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,豬糞往往富含一定的重金屬,長期施用可能會對土壤環(huán)境和人類健康帶來潛在的威脅。本文在稻-麥輪作田間試驗下研究豬糞還田對土壤及作物重金屬Cu、Cd、Pb、Zn的影響,探究其安全農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的風險狀況,為成都平原農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)。實驗共9個處理,不施肥(CK)、純化肥(CF)、全量秸稈配施化肥(SCF)3 個處理,以豬糞施用提供 20%N(M1)、40%N(M2)、60%N(M3)、80%N(M4)、100%N(M5)、120%N(M6)為基礎,補以化肥達到氮平衡的6個處理,在為期2年的大田定位試驗基礎上,以第二年小麥和水稻成熟期土壤及作物為研究對象,研究土壤中重金屬Cu、Cd、Pb、Zn含量變化及作物不同器官重金屬含量分布,并進行了相應的生態(tài)風險評價。本文主要結(jié)論如下:(1)隨著豬糞施用量的增加,小麥季與水稻季土壤中Cu、Cd、Pb、Zn的總量均呈現(xiàn)增加的趨勢,試驗進行2年后土壤重金屬含量均在《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價標準》(HJ/T332-2006)的安全限量內(nèi)。就重金屬的各部分形態(tài)而言,無論小麥季還是水稻季,各處理下重金屬Cu、Cd、Pb、Zn形態(tài)均以殘渣態(tài)為主,殘渣態(tài)含量約占總量的40%～60%左右。弱酸提取態(tài)Cd無論在小麥季還是水稻季所占全量的比例僅次于殘渣態(tài),約占總量的16%～23%。表明土壤中有效態(tài)Cd的含量較高,Cd的潛在污染風險較高,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,要注意防控Cd污染。豬糞各處理與對照組比較(CK、CF),無論小麥季還是水稻季,施用高量豬糞M6處理(17844kg·hm-2)下的重金屬Cu、Cd、Zn總量均顯著高于對照組處理。除個別形態(tài)外,重金屬大部分形態(tài)在M6處理下也顯著高于對照處理。表明過量施用豬糞不僅會使土壤中重金屬總量增加,也會導致大部分形態(tài)含量增加。(2)重金屬含量在小麥(根、莖、葉、籽粒)各器官中,均呈現(xiàn)ZnCuPbCd。各重金屬在不同器官內(nèi)的含量不同,其中重金屬Cu、Cd在各器官中含量呈現(xiàn)根葉莖籽粒;重金屬Pb在各器官中含量呈現(xiàn)根莖≈葉籽粒;重金屬Zn在各個器官中的含量呈現(xiàn)根籽粒葉莖。低量豬糞處理M1、M2(2794～5948kg·hm-2)較化肥處理CF能降低小麥各器官重金屬的含量。隨著豬糞施用量的增加,小麥器官中各重金屬含量都有增加的趨勢。重金屬含量在水稻根、莖、葉、籽粒各部分器官中,均呈現(xiàn)ZnCuPbCd。各重金屬在不同器官內(nèi)的含量不同,重金屬Cu在各器官中含量呈現(xiàn)根莖籽粒葉;重金屬Cd在各器官中的分布呈現(xiàn)葉根莖籽粒;重金屬Pb、Zn在各器官中分布呈現(xiàn)根莖葉籽粒。低量豬糞M1(2794kg·hm-2)較化肥處理CF能降低水稻各器官中的重金屬含量。(3)在小麥-水稻輪作體系下,小麥季土壤中Cu、Cd、Pb、Zn總量與豬糞的施用量呈顯著正相關(guān)(P0.05),水稻季在金屬Cu、Cd、Zn總量與豬糞的施用量呈顯著正相關(guān)性,小麥和水稻籽粒中Cu、Cd、Pb、Zn含量與豬糞施用量呈顯著正相關(guān)(P0.05)。(4)土壤重金屬內(nèi)梅羅綜合指數(shù)分析表明,各施肥處理下小麥季和水稻季土壤重金屬Cu、Cd、Pb、Zn單因子污染指數(shù)及綜合污染指數(shù)均小于0.7,處于無污染狀況。處理M6下土壤重金Cu、Cd、Pb的單因子污染指數(shù)及綜合污染指數(shù),接近輕度污染的臨界值0.7。土壤重金屬潛在生態(tài)風險指數(shù)分析表明,小麥季和水稻季各施肥處理下土壤重金屬Cu、Cd、Pb、Zn潛在生態(tài)風險指數(shù)及綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)均小于30,處于無污染狀態(tài)。Cd的潛在生態(tài)風險指數(shù)(16.06～20.78)高于Pb、Cu、Zn的風險指數(shù)(0.51～3.47),土壤重金屬Cd的潛在生態(tài)污染污染程度更大。豬糞各處理下土壤綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)顯著高于空白處理CK及純化肥處理CF(P0.05),表明施用豬糞可能對土壤造潛在的污染風險。不同施肥處理下為小麥,水稻的根系、莖稈、葉片綜合潛在生態(tài)風險指數(shù)均處于輕微風險等級。從四種重金屬的潛在生態(tài)風險指數(shù)來看,稻麥根、莖、葉的重金屬潛在生態(tài)風險均以Cd為主。各施肥處理下的稻麥籽粒Cu、Cd、Pb和Zn的單一重金屬健康風險系數(shù)都小于1,對人體健康威脅不明顯。
【圖文】：

Ｆｉｇ．邋５．３邋ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｔｈｅ邋ａｍｏｕｎｔ邋ｏｆ邋ｓｗｉｎｅ邋ｍａｎｕｒｅ邋ａｎｄ邋ｈｅａｖ｝＾邋ｍｅｔａｌｓ邋ｏｆ邋ｇｒａｉｎ邋ｉｎ邋Ｗｈｅａｔ逡逑５．２．２豬糞施用量與水稻籽粒間的重金屬含量相關(guān)性逡逑如圖５．４，通過線性回歸分析得到水稻籽粒中重金屬Ｃｕ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｚｎ含量與豬糞逡逑施用量之間的關(guān)系分別為凡ｕ＝邋４．0ｘ邋１邋0－５邋ｘ＋４．１５１８，少Ｃｄ＝９．0ｘ邋１邋0－７邋ｘ＋０．０５６７，邋：ｍ＞＝邋６．0ｘ邋１邋0－６ｘ＋逡逑０．１３１７邋和邋ｙｚ＾ｌ．ＯｘｌＯＡ＋ｌＳＷＳ，其中邋Ｃｕ、Ｃｄ、的顯著性均為邋ＰＯ．ＯＯｌ，而邋Ｚｎ、Ｐｂ邋的逡逑顯著性為Ｐ＝０．００３２７＜０．０５，，表明籽粒中的重金屬Ｃｕ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｚｎ含量與豬糞施用量之逡逑間的線性回歸關(guān)系具有顯著正相關(guān)
【學位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X53;S141

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本文編號：2676605