沼肥对蔬菜产量和安全性及土壤安全承载力的影响

摘要

近年来,蔬菜的安全问题备受广泛关注,国内外开展了关于蔬菜安全性评价和蔬菜产地土壤安全承载力的评价。以畜禽粪便为原料的沼肥中重金属、农药残留的可能性很大,因此,研究合理施用沼肥事关我国食品安全。本试验以厌氧发酵处理后的畜禽粪污为有机肥,以甘蓝、生菜和大葱为供试作物,研究了有机肥不同施用量对不同蔬菜产量和体内硝酸盐及重金属含量的影响,以及施用有机肥后对土壤安全承载力的影响,旨在找出有机肥的最佳施用技术和施肥量,以及施沼肥对蔬菜和土壤的最大安全承载量,以期为不同蔬菜所需肥料的供需提供基本资料。施用沼肥对卷心菜、大葱、生菜具有增产作用,但是不同的蔬菜间的增产效果具有差异,需要科学合理施用沼肥。施用沼肥后卷心菜亩产量随着施肥量的增大而增大,折合亩产量在3672—4233千克/亩,处理与CK相比增产5.1—21.2％,显著高于对照。随着沼肥的增加大葱产量增加,与CK相比产量表现-0.3—12.4%,其中在施肥2.0吨/亩—4.0吨/亩时,大葱产量显著高于CK。随着喷施量的增大,生菜产量也随之增大,与CK相比增产22.7—34.2%,产量都达到显著程度,说明经过处理后的沼肥确有使蔬菜作物增产的效果。各蔬菜增产量表现为:生菜＞卷心菜＞大葱。施用沼肥后,不同蔬菜对氮、磷、钾吸收效果具有差异。总体上看,卷心菜氮、磷、钾含量呈现出上升的趋势,与CK相比,氮、磷、钾含量增幅分别为21.8—28.5%、3.3%—13.3%和2.0%—8.8%。其中氮吸收效果最好,达极显著水平。大葱氮、磷、钾含量与CK相比,增幅分别为-2.9%—16.3%、7.7%—19.2%、27.3%—71.8%。其中大葱钾吸收效果好,施用有机肥后可以极显著地促进大葱对钾的吸收,提高植株本身钾含量。随着沼肥施用量的增大,生菜体内含磷总量表现出先升后降的趋势,施肥对植株体内钾的含量似乎具有下降的趋势,钾含量在2.91—3.52%之间,其中施肥1.0吨/亩、3.0吨/亩、4.0吨/亩显著低于对照,但是施肥2.0吨/亩表现有所不同。沼肥施用量具有一定的安全性,从卷心菜的破坏性试验来看,各处理产量均显著高于对照,与CK相比增产2.8—32.0%。至此,仍未能找到可影响甚至抑制蔬菜生长发育的施肥量。从重金属来看,过量施用沼肥后,卷心菜重金属Cd和Cr含量与CK相比差异不显著,其他重金属也均显著低于对照,可见过量施肥也不会增加蔬菜中重金属的含量。常规施肥中,生菜、大葱总体看植株内Pb、Hg、Cr、Cd的含量低于或显著低于对照。卷心菜的常规施肥中,植株Pb、Hg、Cr、As的含量均显著低于对照,但Zn和Cu含量有增加的趋势,Zn的含量与CK相比增减-9.3—12.3%,Cu的含量与CK相比增减-4.2—12.5%。施用沼肥的卷心菜、生菜、大葱各项重金属及农残的指标均低于国家限制要求,与GB18407.1-2001相比具有极显著的差异。收获以后土壤中各项重金属、六六六,DDT的指标均低于国家限制要求,与GB18407.1-2001相比具有极显著的差异。施用沼肥卷心菜、生菜和大葱各处理土壤中全氮含量一致,与CK相比差异不显著。但是生菜采收后土壤全磷及大葱采收后土壤中的全磷、全钾含量与CK相比均表现具有差异。其中破坏性处理土壤中氮、磷、钾含量与CK相比差异显著。这种差异可能是与不同蔬菜作物对不同营养物质的吸收需求量以及吸收能力相关。不同蔬菜作物对沼肥的需求量及吸收能力不同,因此不同作物的最佳施肥量也不同。在沼肥利用的有效性上或增施沼肥与控制蔬菜安全和土壤污染之间,应该寻找一个最佳的平衡点。卷心菜、大葱和生菜采收后土壤中重金属的含量绝大部分低于对照,4.0吨/亩处理后土壤Cr含量显著高于对照。这说明随着沼肥施用量的增加,有可能对土壤输入重金属。综合各指标来看,卷心菜以3.0吨/亩的施肥量时最佳。卷心菜的破坏性试验,十倍常规施肥量只有40吨/亩时,Cd含量显著高于对照,其他重金属含量与CK相比,均不显著。土壤中As含量虽然显著低于对照,但随施肥量的增加,各处理间差异显著且呈现出上升的趋势,但尚未找到土壤承载能力的临界值,因此,此类调查研究还有待进一步深入。

目录

摘要

ABSTRACT

1 文献综述

1.1 沼肥的应用现状

1.1.1 沼气发酵残留物的成分

1.1.2 沼液的作用

1.2 沼肥使用的潜在风险

1.3 影响蔬菜食用安全的重要污染物

1.3.1 硝酸盐污染

1.3.2 重金属污染

1.3.3 农药残留污染

1.4 施用沼肥对土壤安全性的影响

1.5 国内外无公害蔬菜发展状况

1.5.1 国内无公害蔬菜发展

1.5.2 国外无公害蔬菜发展状况

第二章 沼肥施用对蔬菜产量和品质的影响

2.1 材料与方法

2.1.1 供试材料

2.1.2 试验方法

2.1.3 测定方法

2.2 结果与分析

2.2.1 沼肥对蔬菜产量的影响

2.2.2 不同处理对蔬菜氮磷钾含量的影响

2.3 结论

第三章 沼肥施用对蔬菜的安全性评价

3.1 材料与方法

3.1.1 供试材料

3.1.2 试验方法

3.2 结果与分析

3.2.1 沼液施用对蔬菜硝酸盐含量的影响

3.2.2 沼液施用对蔬菜重金属含量的影响

3.3 结论

3.3.1 蔬菜硝酸盐含量的积累及其安全性评价

3.3.2 蔬菜重金属含量的安全性评价

第四章 沼肥施用对土壤理化性质及承载力研究

4.1 材料与方法

4.1.1 试验材料

4.1.2 试验方法

4.2 结果与分析

4.2.1 施用沼肥对蔬菜采收后土壤中重金属含量的影响

4.2.2 施用沼肥对蔬菜采收后土壤中氮磷钾含量的影响

4.2.3 施用沼肥对蔬菜采收后土壤 pH 和农残的影响

4.3 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

上海交通大学学位论文答辩决议书