土壤-大豆系统中Pb迁移转化对NPK养分的响应

土壤-大豆系统中Pb迁移转化对NPK养分的响应摘要本试验以大豆-土壤系统中的重金属Pb的迁移转化对NPK养分的响应为研究内容。

试验结果表明：在不同肥力（调控NPK）土壤中，Pb在大豆地下部的含量均大于地上部含量。

未施P肥（施NK肥）的大豆地上部与地下部Pb含量最高；施入NPK三种肥料的大豆地上部Pb含量最低，未施N肥（施PK肥）的大豆地下部Pb含量最低；P对抑制Pb在大豆地上部吸收积累的作用显著； NPK三种大量营养元素的同时施入对Pb的吸收积累抑制作用最大；N对Pb的吸收积累的抑制作用不明显。

土壤的基本性质也存在差异，未施N肥（施PK肥）的土壤pH最高，未施P肥（施NK肥）的土壤水pH最低。

未施肥（CK处理）的情况下，有效态NPK的含量较施肥处理（施NPK三种肥料的任意两种或三种）下明显偏低。

关键词：Pb含量；NPK；土壤性质The Effect of NPK on Pb Tansformation in theSoil-Soybean SystemAbstractIn this experiment studied the effect of NPK nutrients on Pb tansformation in the soil-soybean system.The results showed as follows: in different fertility (control NPK fertilizer) soil, Pb content in soybean underground levels were higher than shoot. The soybean ground without applied P fertilizer (NK fertilizer applied) as the highest concent of Pb, the soybean shoot with three kinds of NPK fertilizer applied as the lowest Pb content,not applied N fertilizer (PK fertilizer applied) and the lowest content of soybean undergroud Pb, P in inhibiting Pb uptake in the soybean shoot the role of the most significant, the nutrients element NPK, while three types of employment on the maximum inhibition of Pb absorption and accumulation, N uptake of the Pb accumulated not obvious. The basic nature of the soil differences, not applied N fertilizer (PK fertilizer applied) and the highest soil pH, P fertilizer is not applied (NK fertilizer applied) and the lowest soil pH. Soil without applied P fertilizer (NK fertilizer applied) available N and available K content increase, soil without applied N fertilizer (PK fertilizer applied) and available K content decreased in the Pb contaminated soil, reasonable P fertilizer applied can effectively maintain the soil pH balance, improve the soil available N and available P contents.Key words: Pb content; NPK; Soil Properties目录1 前言 (1)2 研究材料与方法 (2)2.1 试验材料 (2)2.2 试验设计 (2)2.3 分析方法 (3)2.3.1土壤含水量、PH测定 (3)2.3.2 Pb含量测定 (3)2.3.3速效P测定 (3)2.3.4速效N测定 (4)3 研究结果与分析 (4)3.1大豆干重与NPK的关系 (4)3.2 Pb含量与NPK的关系 (5)3.3Pb污染土壤的基本性质与NPK的关系 (5)4 结论 (6)参考文献: (7)1 前言重金属是重要的环境污染物，重金属在环境中的释放严重污染了土壤，水体和大气，并且可通过食物链进入生物体，危害人体健康，因此，重金属污染已成为世界性的重大环境问题。

土壤承担着环境中约90%的各种污染物[1]。

土壤的重金属污染是当今面积最广、危害最大的环境问题之一。

在土壤-植物系统中,重金属（主要有Cd、Cr、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni 、Fe、Mn、As等[2]）污染不但影响植物产量与品质,而且也影响大气和水环境质量,并通过食物链危害人类的生命和健康,污染具有污染源的多样性、隐蔽性、一定程度的长距离传输性和污染后果的严重性[3]及对人体的毒害作用具有潜伏性和长期性[4]。

虽然有的重金属如Cu和Zn是作物生长中必需元素,但过量的重金属进入农田土壤后将在作物中积累,威胁人类健康。

土壤重金属污染由于其无色、无味，很难被人的感觉器官所察觉，一般要通过植物吸收进入食物链积累到一定程度时才能反映出来[5]。

最近十几年有关作物中的重金属含量以及相关的人体健康风险受到越来越多的关注[6-8]。

据农业部环境监测系统今年的调查，我国24个省（市）城郊、污水灌溉区、工矿等经济发展较快地区的320个重点污染区中，污染超标的大田农作物种植面积为60.6 h㎡，占调查总面积的20%。

其中重金属含量超标的农作物种植面积约占污染物超标农作物种植面积的80%以上，尤其是Pb、Cd、Hg、Cu其复合污染最为突出[9]。

当前我国大多数城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，其中Cd污染比较普遍，污染面积近1000万h㎡，其次是Pb、Cd、Hg、Cu等；有许多地方粮食、水果、蔬菜等食物中Cd、Cr、As、Pb等重金属含量超标和接近临界值。

其中许多是由于工业污水灌溉造成的[10]。

本试验以滨州市滨城区多年荒废农田为研究对象，采用加入外源重金属污染源Pb实验的方法，重点研究了加入外源重金属污染源Pb的荒废农田土壤Pb迁移转化对大豆植株NPK养分的响应，及土壤的基本性质。

试验中Pb含量的测定采用三酸消解的方法测定，土壤pH,速效NPK含量采用鲁如坤方法测定[11]。

2 研究材料与方法2.1 试验材料试验材料：大豆（Glycine max L.)，品种：鲁豆11号。

供试土壤：试验所用土壤采自山东省滨州市滨城区一多年荒弃农田，属轻壤质潮土，黏粒含量约为9%，粉粒含量约为22.3%，Pb本底值为21.7 mg/kg。

因多年未施肥料，土壤肥力水平较低。

土壤有机碳、总N、总P含量分别为8.82，0.45，0.45 g/kg，速效N、P、K分别为10.85，6.50，46.58 mg/kg，pH为7.7。

土壤采集后，风干，过2㎜筛，加入Pb水溶液，使土壤中外源Pb的浓度达到100 mg/kg。

为使重金属分布均匀，再过2㎜筛一次，后干湿交替放置30 d，备用。

仪器：岛津石墨炉原子吸收光谱仪AAS 6800；EH-35A plus数显电热板；离心机；振荡机；水浴锅；流动分析仪；紫外-可见分光光度仪。

2.2 试验设计采用根袋技术进行盆栽实验，根袋选用500目尼龙网，高14 ㎝，直径4.1㎝，内装Pb污染土壤，放置于装有污染土壤的塑料钵中，钵高14㎝，直径14㎝。

大豆种子经去离子水淋洗、催芽后，播种于根袋中，每盆播种2粒，出苗后定苗一株。

生长期间用去离子水配制的不同营养液浇灌，每周一次，每次营养液用量为300 ml。

营养液浇灌共设五个处理：NPK、 NP、 NK、 PK、CK (去离子水)，营养液中N、P、K元素分别来自尿素、NaH2PO4、KCl，含量分别为80，35，60 mg/kg，每处理重复三次，共计15个塑料钵。

盆栽实验在可控玻璃温室中进行，白天温度在20～30 ℃，夜间温度为15～20 ℃。

大豆生长45 d后采收，根袋中去除0～2㎝表层土，混匀后，置4 ℃条件下备用。

大豆植株分为地上、下两部分，与土壤分离后，用自来水冲洗干净，再用去离子水反复冲洗3～4次，置60 ℃条件下烘干24 h，称量干重。

2.3 分析方法2.3.1土壤含水量、PH测定称取带标号3～5 g土壤，烘干后称重,计算其含水量。

根据含水量计算出所需土壤的重量。

称适量土样装入塑料瓶，加超纯水至25 ml，搅拌2 min，测其pH。

2.3.2 Pb含量测定①称取大豆地上部0.2 g,地下部0.1 g分别装入锥形瓶，取配制好的王水（浓HNO3：浓HCl为3：1）10 ml加入锥形瓶，放在电热板上加热。

最后加上3 ml HClO4,充分溶解材料，待瓶中液体至1 ml时，取下冷却。

用超纯水稀释至50 ml，取10～15 ml加入到尖底塑料试管，放入冰箱冷却保存。

②取0.5 g土壤样品加20 ml乙酸铵，加盖放入振荡器内，震荡后离心。

二次加入乙酸铵20 ml，振荡5 h，再离心，装入小塑料瓶中，标记。

倒出余液后加入3ml H2O2,盖盖放水浴锅加热，水浴锅温度保持在85～90 ℃,水位适中.将离心管成捆放入,待H2O2快尽时加5 ml继续水浴,待水浴蒸干后取出,加20 ml乙酸铵，振荡20 h后取出，放入离心机离心后，装入小瓶后，标记冷藏保存。

③从离心管中称取0.1 g土样，加入反王水(浓HNO3：浓HCl为1：3)放在电热板上加热，溶解一定程度后加HClO42～3 ml继续消解，出现烟雾时瓶中剩余1～2 ml，取下冷却定容至50 ml，倒出一半至塑料瓶，做好标记，放入冰箱冷藏。

④采用紫外-可见分光光度计，气象色谱仪，原子吸收光谱仪测出样品中Pb的含量。

2.3.3速效P测定配制钼贮存溶液; 取土样5 g加入2 mol/L CaCl2100 ml 与塑料瓶中，高速振荡20～25 min,静置后过滤，取上清液定容至50 ml容量瓶; 配制钼锑抗显色剂及磷标准溶液；分别取0、1、2 、4、6 ml 磷标准溶液至 50 ml 容量瓶中，各加入5 ml 钼锑抗显色剂定容。