謝運(yùn)河，紀(jì)雄輝＊，黃涓，劉昭兵，朱堅(jiān)

（1.中南大學(xué)研究生院隆平分院，湖南 長(zhǎng)沙410125；2.湖南省土壤肥料研究所，湖南 長(zhǎng)沙410125；3.農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江中游平原農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙410125）

土壤是環(huán)境要素的重要組成部分，它處于自然環(huán)境的中心位置，承擔(dān)著環(huán)境中大約90%的來(lái)自各方面的污染物。美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、荷蘭等國(guó)家已經(jīng)把治理土壤污染問(wèn)題擺在與大氣污染和水污染問(wèn)題同等重要的位置，土壤質(zhì)量的研究與保護(hù)有助于整個(gè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的改善與提高，要做好大氣和水環(huán)境的保護(hù)工作，就必須同時(shí)做好土壤環(huán)境的防治與研究［1］。南方大面積農(nóng)田土壤鎘（Cd）含量為0.2～0.3mg／kg，處于土壤超標(biāo)的警戒限，土壤Cd環(huán)境容量低，如何確保其可持續(xù)利用具有重要意義。

黑麥草（Loliumperenne）－桂牧1號(hào)雜交象草（Pennisetumpurpureumcv.Guimu No.1，以下簡(jiǎn)稱(chēng)桂牧1號(hào)）輪作并配施有機(jī)肥是南方牧草最主要的生產(chǎn)方式，但隨有機(jī)肥、稻草秸稈等有機(jī)物料Cd含量逐年增加［2－4］，低Cd環(huán)境容量土壤上生產(chǎn)的牧草Cd超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)也逐漸增大，并由畜牧業(yè)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)食物鏈逐級(jí)放大。尤其是近年來(lái)重金屬污染事件頻繁發(fā)生，人們對(duì)安全食品的生產(chǎn)更加重視，畜牧產(chǎn)品質(zhì)量安全控制的源頭－牧草的質(zhì)量安全也引起廣泛的社會(huì)關(guān)注，“安全的飼料＝安全的食品”，“飼料安全＝食品安全”在世界范圍內(nèi)已成為共識(shí)。牧草既是飼料，又具有良好的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)功能。特別是近年來(lái)，由于牧草具有生長(zhǎng)快，生物量大等優(yōu)點(diǎn)，將牧草作為重金屬土壤污染的修復(fù)植物也日益受到人們的青睞。而黑麥草和桂牧1號(hào)皆具有先鋒植物特性，生長(zhǎng)快，產(chǎn)量高，可以多次刈割并再生，并且對(duì)重金屬有很強(qiáng)的抗性和蓄積作用［2，5］，也常用于治理和修復(fù)重金屬污染土壤，在土壤再利用過(guò)程中發(fā)揮著極其重要的作用。因此，在低Cd環(huán)境容量土壤上如何確保牧草Cd質(zhì)量安全與確保土壤可持續(xù)利用具有同樣重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本試驗(yàn)針對(duì)南方典型酸性低Cd環(huán)境容量稻田土壤，以稻田改制黑麥草－桂牧1號(hào)輪作模式為對(duì)象，研究有機(jī)物料（有機(jī)肥、稻草），鈍化劑（石灰、赤泥）及其配施對(duì)牧草Cd生物有效性、土壤酸性、土壤有效態(tài)Cd含量的影響，并通過(guò)分析“土壤－植株”農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)Cd平衡，估算有機(jī)肥、稻草的安全施用閾值，為南方典型酸性低Cd環(huán)境容量土壤的安全可持續(xù)利用和優(yōu)質(zhì)安全牧草的生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試黑麥草為一年生四倍體黑麥草“海灣”；供試桂牧1號(hào)由湖南省畜牧研究所提供。

供試土壤為花崗巖發(fā)育的麻砂泥，前茬作物為水稻（Oryzasativa），pH 5.05，有機(jī)質(zhì)36.10g／kg，全氮2.04 g／kg，全磷0.54g／kg，全鉀28.70g／kg，堿解氮150.00mg／kg，速效磷7.20mg／kg，速效鉀67.02mg／kg，全量Cd 0.2205mg／kg，有效態(tài)Cd 0.1214mg／kg。

供試赤泥來(lái)自鄭州中國(guó)長(zhǎng)城鋁業(yè)集團(tuán)，為聯(lián)合法煉鋁殘?jiān)Ｆ浠瘜W(xué)性質(zhì)為pH 12.20，CaO 399g／kg，SiO2217g／kg，F(xiàn)e2O392g／kg，Al2O359g／kg，K2O 4.0g／kg，全量Cd 0.06mg／kg，全量Pb 173.22mg／kg，全量Zn 73.80mg／kg。赤泥風(fēng)干過(guò)2mm篩待用。

供試有機(jī)肥購(gòu)于長(zhǎng)沙浩博生物技術(shù)有限公司，其全N、P2O5、K2O、有機(jī)C含量分別為7.1g／kg，21.3g／kg，6.5g／kg，283.4g／kg，全Cd含量為0.62mg／kg。

供試稻草取自長(zhǎng)沙縣金井鎮(zhèn)試驗(yàn)地周邊農(nóng)田，其 N、P2O5、K2O、有機(jī)C含量分別為8.7g／kg，1.1g／kg，14.8g／kg，380g／kg，全Cd含量為0.72mg／kg。水稻收割后曬干切碎成5～8cm長(zhǎng)的小段待用。

供試石灰購(gòu)于長(zhǎng)沙縣金井鎮(zhèn)，CaO含量545g／kg，全Cd含量0.41mg／kg。

供試尿素、過(guò)磷酸鈣、氯化鉀均由興湘科技開(kāi)發(fā)有限公司提供，其中尿素、氯化鉀中Cd含量未檢出，過(guò)磷酸鈣Cd含量為0.55mg／kg。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)選擇桂牧1號(hào)與黑麥草輪作，設(shè)7個(gè)處理，3次重復(fù)，小區(qū)面積20m2，隨機(jī)區(qū)組排列。以單施化肥（CK）為對(duì)照、在施化肥的基礎(chǔ)上增施赤泥3000kg／hm2（R1）、增施石灰1500kg／hm2（L）、增施有機(jī)肥15000kg／hm2（M）、增施稻草7500kg／hm2（R2）、增施有機(jī)肥15000kg／hm2和石灰1500kg／hm2（LM）、增施稻草7500kg／hm2和石灰1500kg／hm2（LR2），共7個(gè)處理。

1.3 施肥管理

1）黑麥草

鈍化劑及有機(jī)物料于2012年9月20日分小區(qū)均勻撒施，并與土壤充分混勻?；视?月27日施入，N、P2O5、K2O施用量分別為150，90，90kg／hm2（施用有機(jī)物料的處理按有機(jī)物料N、P2O5、K2O養(yǎng)分含量的70%進(jìn)行計(jì)算，并用化肥補(bǔ)足），耙勻后條播黑麥草（種子用量60kg／hm2），播幅5cm，行距20cm，播種后蓋土耙平并澆水。每次刈割后追施尿素37.5kg／hm2。

2）桂牧1號(hào)

鈍化劑及有機(jī)物料于2013年5月1日分小區(qū)于黑麥草行間開(kāi)溝均勻撒施，并與土壤充分混勻?；视?月9日在黑麥草行間隔行條施，N、P2O5、K2O施用量分別為300，90，90kg／hm2（施用有機(jī)物料的處理按有機(jī)物料N、P2O5、K2O養(yǎng)分含量的70%進(jìn)行計(jì)算，并用化肥補(bǔ)足），耙勻后覆薄土，5月10日在施肥行移栽桂牧1號(hào)，株距70cm。每次刈割后追施尿素150kg／hm2。

1.4 取樣與分析

黑麥草分別于2012年11月12日（第一茬）、12月24日（第二茬）、2013年3月5日（第三茬）、4月15日（第四茬）、5月25日（第五茬）共取樣5次，每次田間測(cè)定小區(qū)鮮草重，同時(shí)于長(zhǎng)勢(shì)均勻處刈割0.25m2（行長(zhǎng)1m）烘干進(jìn)行測(cè)定水份含量，全部粉碎用封口袋保存?zhèn)溆脺y(cè)產(chǎn)；桂牧1號(hào)分別于2013年7月20日（第一茬）、9月11日（第二茬）、10月24日（第三茬）、12月3日（第四茬）共取樣4次，每次田間測(cè)定小區(qū)鮮草重，每次同時(shí)刈割5蔸烘干測(cè)產(chǎn)測(cè)定水份含量，全部粉碎用封口袋保存?zhèn)溆?。所有植株樣測(cè)定前再次混勻測(cè)定Cd含量，每個(gè)樣品測(cè)3個(gè)平行，取其平均值。烘干粉碎后測(cè)定Cd含量，并于2013年5月25日、12月3日分兩次取土樣，土壤風(fēng)干后過(guò)0.850mm篩測(cè)定土壤有效態(tài)Cd含量以及土壤pH值。

土壤中有效態(tài)Cd含量用DTPA（二乙三胺五醋酸）浸提（土∶水＝1∶5），石墨爐原子吸收分光光度計(jì)法測(cè)定（GB／T 23739－2009）；土壤 Cd全量用 HNO3－HClO4－HF消煮，石墨爐原子吸收分光光度計(jì)法測(cè)定（GB／T 17138－1997；17140－1997）；植株Cd含量用 HNO3－HClO4消煮，石墨爐原子吸收分光光度計(jì)法測(cè)定（GB／T 17138－1997；17140－1997）。

1.5 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)物料和鈍化劑對(duì)黑麥草、桂牧1號(hào)產(chǎn)量的影響

增施不同有機(jī)物料和鈍化劑對(duì)黑麥草、桂牧1號(hào)產(chǎn)量影響顯著（表1）。黑麥草與桂牧1號(hào)總鮮重、總干重由高至低依次為：有機(jī)肥＞有機(jī)肥＋石灰＞赤泥＞對(duì)照＞稻草＋石灰＞稻草＞石灰。有機(jī)肥及其與石灰配施增產(chǎn)顯著，黑麥草鮮重分別為1.87×105，1.62×105kg／hm2，分別比單施化肥（對(duì)照）高52.99%，32.04%（P＜0.05）；桂牧1號(hào)鮮重分別為1.32×105，1.12×105kg／hm2，分別比對(duì)照高31.07%，11.40%（P＜0.05）；兩季總鮮重為3.19×105kg／hm2，比對(duì)照增產(chǎn)43.10%（P＜0.05）。增施石灰、稻草及其與石灰配施后，黑麥草、桂牧1號(hào)略有減產(chǎn)，但減產(chǎn)不顯著。表明有機(jī)肥及其與石灰配施能顯著增加黑麥草與桂牧1號(hào)產(chǎn)量，而石灰、赤泥、稻草等對(duì)黑麥草以及桂牧1號(hào)產(chǎn)量無(wú)顯著影響。

表1 施用不同有機(jī)物料和鈍化劑的黑麥草、桂牧1號(hào)產(chǎn)量Table 1 The yields of ryegrass and Guimu 1hybrid of applying different passivators and organic materials kg／hm2

2.2 有機(jī)物料和鈍化劑對(duì)黑麥草、桂牧1號(hào)Cd含量的影響

本試驗(yàn)黑麥草、桂牧1號(hào)Cd含量分別為0.1999～0.2662mg／kg、0.2225～0.2989mg／kg（表2），低于飼料、飼料添加劑衛(wèi)生指標(biāo)GB13078－2001規(guī)定的0.5mg／kg，皆可安全飼用。與對(duì)照相比，增施有機(jī)肥和鈍化劑皆可降低黑麥草和桂牧1號(hào)Cd含量。其中黑麥草Cd含量最低的是有機(jī)肥處理，僅0.1525mg／kg，比對(duì)照低42.71%（P＜0.05）；桂牧1號(hào)Cd含量最低的是赤泥處理，為0.2225mg／kg，比對(duì)照低17.29%（P＜0.05）；而稻草及其與石灰配施增加了桂牧1號(hào)Cd含量，其Cd含量分別為0.2989，0.2729mg／kg，比對(duì)照分別高11.12%（P＜0.05），1.45%。

表2 施用不同有機(jī)物料和鈍化劑的黑麥草、桂牧1號(hào)Cd含量Table 2 The Cd content of ryegrass and Guimu 1hybrid of applying different passivators and organic materials

不同有機(jī)物料及鈍化劑對(duì)黑麥草、桂牧1號(hào)吸收積累Cd的效果也不同（表2）。對(duì)照處理桂牧1號(hào)Cd含量（0.2690mg／kg）與黑麥草Cd含量（0.2662mg／kg）相當(dāng)，表明黑麥草－桂牧1號(hào)輪作下，兩者在低Cd環(huán)境容量下對(duì)Cd的吸收積累能力相近；赤泥處理桂牧1號(hào)Cd含量與黑麥草Cd含量皆顯著低于對(duì)照，且桂牧1號(hào)Cd含量低于黑麥草，表明增施赤泥可有效降低黑麥草－桂牧1號(hào)輪作系統(tǒng)的牧草Cd含量，且對(duì)后季桂牧1號(hào)效果優(yōu)于黑麥草，其原因可能是由于黑麥草季施用赤泥具有一定的后效作用；而石灰、稻草、有機(jī)肥及稻草、有機(jī)肥與石灰配施處理黑麥草Cd含量分別比對(duì)照降低11.27%，12.43%，42.71%（P＜0.05），15.40%（P＜0.05），24.91%（P＜0.05），但對(duì)桂牧1號(hào)的降Cd效果不理想，甚至還促進(jìn)桂牧1號(hào)對(duì)Cd的吸收（R2及LR2處理）。

增施有機(jī)物料和鈍化劑的黑麥草富集系數(shù)皆小于對(duì)照，其中有機(jī)肥及其與石灰配施2個(gè)處理黑麥草富集系數(shù)僅0.69，0.91，分別比對(duì)照低39.67%，24.79%，其余處理皆高于1。桂牧1號(hào)所有處理富集系數(shù)皆高于1，以增施赤泥效果最好，其富集系數(shù)僅1.01，比對(duì)照低17.21%；其次是有機(jī)肥及其與石灰配施處理，富集系數(shù)分別為1.19和1.11，略低于對(duì)照；但稻草及其與石灰配施處理桂牧1號(hào)的富集系數(shù)分別達(dá)1.36，1.24，分別比對(duì)照高11.48%，1.64%。

結(jié)果表明黑麥草、桂牧1號(hào)皆具有較高富集Cd的特性，且在低Cd環(huán)境容量土壤增施有機(jī)物料和鈍化劑有利于抑制黑麥草對(duì)Cd的吸收，降低黑麥草Cd含量，增施有機(jī)肥及其與石灰配施降Cd效果顯著；除赤泥處理外，增施石灰、有機(jī)物料及其與石灰配施對(duì)桂牧1號(hào)的降Cd效果并不明顯，且增施稻草及其與石灰配施反而增加桂牧1號(hào)對(duì)Cd的吸收積累，但施用有機(jī)物料時(shí)配施石灰可降低桂牧1號(hào)Cd含量。

2.3 有機(jī)物料和鈍化劑對(duì)土壤pH值及土壤有效態(tài)Cd含量的影響

增施有機(jī)物料和鈍化劑皆可提高土壤pH值（表3），黑麥草當(dāng)季土壤pH值由高至低依次為石灰＞稻草＋石灰＞有機(jī)肥＋石灰＞赤泥＞有機(jī)肥＞稻草＞對(duì)照，石灰處理土壤pH值達(dá)5.54，比對(duì)照（pH＝4.75）高0.79；桂牧1號(hào)當(dāng)季則為石灰＋有機(jī)肥＞石灰＞稻草＋石灰＞赤泥＞有機(jī)肥＞稻草＞對(duì)照，輪作桂牧1號(hào)后，有機(jī)肥與石灰配施處理土壤pH值為6.07，比對(duì)照（pH＝4.84）高1.23；稻田改制牧草后，黑麥草當(dāng)季對(duì)照、有機(jī)肥、稻草3個(gè)處理土壤pH值較改制前（pH＝5.05）下降，再輪作桂牧1號(hào)后僅對(duì)照、稻草2個(gè)處理土壤pH值低于改制前，其余皆上升。表明石灰及其與有機(jī)物料配施對(duì)土壤pH值的提高幅度較大，赤泥次之，有機(jī)物料則對(duì)土壤pH值的影響較??；而增施鈍化劑、有機(jī)肥及其與石灰混施皆可有效提高土壤pH值，改良土壤酸性，但增施稻草或單施化肥則降低土壤pH值，易引起土壤酸化。

表3 施用不同有機(jī)物料和鈍化劑的黑麥草、桂牧1號(hào)收獲后土壤有效態(tài)Cd含量及土壤pH值Table 3 The soil available Cd content and soil pH value after harvesting ryegrass and Guimu 1 hybrid of applying different passivators and organic materials.

與對(duì)照相比，增施鈍化劑和有機(jī)物料均降低了黑麥草當(dāng)季土壤有效態(tài)Cd含量（表3），石灰、有機(jī)肥＋石灰、有機(jī)肥、赤泥、稻草＋石灰、稻草處理分別比對(duì)照降低19.34%，17.01%，14.91%，13.53%，12.03%，7.39%；與稻田改制前（土壤有效態(tài)Cd含量為0.1214mg／kg）相比，所有處理土壤有效態(tài)Cd含量皆降低；輪作桂牧1號(hào)后，除稻草處理土壤有效態(tài)Cd含量高于對(duì)照外，其余處理土壤有效態(tài)Cd含量皆低于對(duì)照，且低于黑麥草當(dāng)季。表明稻田改制黑麥草與桂牧1號(hào)輪作可降低土壤有效態(tài)Cd含量，且增施鈍化劑、有機(jī)肥及其與石灰配施皆可降低土壤有效態(tài)Cd含量。

可見(jiàn)，低Cd環(huán)境容量土壤改制黑麥草－桂牧1號(hào)輪作，土壤pH值增加，但土壤有效態(tài)Cd含量下降；增施石灰、赤泥等鈍化劑可有效增加土壤pH值，降低土壤有效態(tài)Cd含量；增施有機(jī)肥也能提高土壤pH值，降低土壤有效態(tài)Cd含量，但增施稻草降低了土壤pH值，提高了土壤有效態(tài)Cd含量；有機(jī)物料與石灰配施也具有增加土壤pH值、降低土壤有效態(tài)Cd含量的效果。

2.4 黑麥草－桂牧1號(hào)輪作下施用有機(jī)物料和鈍化劑的土壤Cd平衡分析

由于有機(jī)物料施用量大，有機(jī)肥、稻草施用量分別為15000，7500kg／hm2，且Cd含量高，其Cd含量分別為0.62，0.72mg／kg，有機(jī)肥、稻草單季帶入農(nóng)田的Cd分別達(dá)9329，5783mg／hm2，其與石灰配施帶入農(nóng)田的Cd更高，單季帶入量分別為9943，6397mg／hm2。土壤Cd輸出主要是黑麥草和桂牧1號(hào)作為飼草帶出（表4），Cd總累積量由高至低依次為：對(duì)照＞有機(jī)肥＞有機(jī)肥＋石灰＞稻草＞稻草＋石灰＞石灰＞赤泥，表明增施有機(jī)物料及其與石灰配施增加了牧草對(duì)Cd的累積，而石灰、赤泥等鈍化劑則降低了牧草對(duì)Cd的累積。

土壤Cd殘留量結(jié)果（表4）表明，赤泥、石灰處理及對(duì)照土壤Cd殘留量為負(fù)值，黑麥草－桂牧1號(hào)輪作下單施化肥（對(duì)照）、增施石灰、赤泥不會(huì)增加土壤Cd污染風(fēng)險(xiǎn)；稻草、有機(jī)肥處理土壤Cd年殘留量分別為4391，10958mg／hm2，按15cm耕層土壤2.25×106kg／hm2計(jì)算，其年增加土壤Cd含量分別為0.0020，0.0049mg／kg；其與石灰配施后土壤Cd殘留更嚴(yán)重，其年殘留量分別達(dá)5962，12422mg／hm2，按15cm耕層土壤2.25×106kg／hm2計(jì)算，其年增加土壤Cd含量分別為0.0026，0.0055mg／kg，長(zhǎng)期累積則會(huì)加大土壤Cd污染風(fēng)險(xiǎn)。

本試驗(yàn)采用的有機(jī)肥、稻草Cd含量分別為0.6219，0.7185mg／kg，通過(guò)控制有機(jī)肥、稻草施用量計(jì)算“農(nóng)田－土壤”系統(tǒng)Cd平衡（土壤Cd殘留量＝0），可得有機(jī)肥、稻草單季最大施用量分別為6184，4444kg／hm2，且配施石灰1500kg／hm2后有機(jī)肥、稻草最大施用量分別為5007，3351kg／hm2；而在不改變有機(jī)肥15000kg／hm2、稻草7500kg／hm2施用量情況下，通過(guò)控制有機(jī)肥、稻草Cd含量來(lái)控制土壤Cd平衡，可計(jì)算得出有機(jī)肥、稻草最大Cd含量分別為0.2562，0.4258mg／kg，配施石灰1500kg／hm2時(shí)其最大 Cd含量分別為0.2074，0.3210 mg／kg。因此，在黑麥草－桂牧1號(hào)輪作中，應(yīng)適當(dāng)調(diào)減有機(jī)物料的Cd含量及用量，以促進(jìn)牧草種植系統(tǒng)重金屬的循環(huán)減控。

表4 施用不同有機(jī)物料和鈍化劑的黑麥草、桂牧1號(hào)Cd積累及土壤Cd年殘留量Table 4 The Cd accumulation of ryegrass and Guimu 1hybrid and the soil Cd residue of applying different passivators and organic materials mg／hm2

3 討論

黑麥草－桂牧1號(hào)輪作是南方牧草的主要生產(chǎn)方式，且配合施用有機(jī)肥產(chǎn)量高，品質(zhì)好，已經(jīng)成為南方牧草主要栽培模式。近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和無(wú)公害食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有機(jī)肥已逐步成為我國(guó)肥料業(yè)生產(chǎn)和推廣應(yīng)用的熱點(diǎn)，有機(jī)肥的使用已經(jīng)成為我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可或缺的部分，但由于有機(jī)肥、水稻秸稈等有機(jī)物料Cd含量逐年增加［2－4］，引起牧草Cd污染風(fēng)險(xiǎn)加大。土壤中有機(jī)質(zhì)含量的多少不僅決定土壤的營(yíng)養(yǎng)狀況，而且通過(guò)與土壤中重金屬元素進(jìn)行絡(luò)合影響土壤中重金屬的移動(dòng)性和生物有效性［6－7］。有機(jī)質(zhì)具有大量的官能團(tuán)和超大的比表面積，是土壤吸附Cd的重要載體，其對(duì)Cd的吸附能力遠(yuǎn)超任何其他礦質(zhì)膠體［8］，有機(jī)質(zhì)分解過(guò)程中產(chǎn)生酸性物質(zhì)可降低土壤pH，分解產(chǎn)生的富里酸等小分子物質(zhì)可與Cd等形成溶解度大的絡(luò)合物，促進(jìn)土壤中Cd的溶解，增加土壤Cd有效性［9－10］，而產(chǎn)生的分子量較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的胡敏酸等有機(jī)物質(zhì)，同土壤中粘土礦物一起吸附Cd，形成沉淀而產(chǎn)生固定作用，限制Cd的移動(dòng)性和生物有效性［11］。因此，在研究過(guò)程中，既有通過(guò)添加有機(jī)質(zhì)提高土壤Cd有效性的報(bào)道［12－13］，也有通過(guò)增加有機(jī)質(zhì)降低土壤Cd有效性的研究［7］。雖然有機(jī)物料在改良Cd污染土壤方面具有不確定性，既可能抑制土壤Cd的有效性，也可能提高土壤Cd的有效性，但它在改善土壤肥力、提高作物產(chǎn)量上具有穩(wěn)定效果［14－15］。本研究結(jié)果也表明，有機(jī)物料、鈍化劑及其配施，可改良土壤酸性或減緩?fù)寥浪峄M(jìn)程，土壤pH值皆比單施化肥（對(duì)照）增加，且土壤有效態(tài)Cd含量降低（表3），尤其是施用有機(jī)肥，黑麥草、桂牧1號(hào)皆增產(chǎn)顯著。

石灰、赤泥等鈍化劑則具有提高土壤pH值，通過(guò)抑制土壤中重金屬活性而減少作物對(duì)重金屬吸收的作用［16－17］，赤泥除能提高土壤pH值外，還含有大量的Si，與Cd產(chǎn)生拮抗作用，既可抑制Cd從土壤進(jìn)入根系，也可減少Cd由根系向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)［18］。因此，有機(jī)物料與石灰等鈍化劑配施的有機(jī)－中性化重金屬修復(fù)技術(shù)，既可發(fā)揮無(wú)機(jī)鈍化劑對(duì)重金屬有效性的鈍化效果，又可發(fā)揮有機(jī)物料的土壤培肥能力，達(dá)到控制重金屬含量與增產(chǎn)的雙重效果［19］。本研究結(jié)果表明，施用有機(jī)肥對(duì)黑麥草、桂牧1號(hào)增產(chǎn)顯著，但其配施石灰降低了黑麥草和桂牧1號(hào)產(chǎn)量，表明有機(jī)肥配施石灰對(duì)牧草產(chǎn)量具有一定的抑制作用，其原因可能是旱地土壤對(duì)石灰的緩沖性較弱及土壤混合不均勻所致；而單施石灰、稻草、有機(jī)肥及稻草、有機(jī)肥與石灰配施雖然降低了黑麥草Cd含量，但對(duì)桂牧1號(hào)的降Cd效果不理想，甚至還促進(jìn)桂牧1號(hào)對(duì)Cd的吸收（R2及LR2處理），且皆表現(xiàn)為桂牧1號(hào)Cd含量高于黑麥草，表明單施石灰以及稻草、有機(jī)肥及有機(jī)肥與石灰配施都能有效降低黑麥草對(duì)Cd的吸收，且對(duì)后季桂牧1號(hào)吸收積累Cd的抑制作用下降，這可能是由于黑麥草生長(zhǎng)期間處于低溫季節(jié)（冬季），土壤有機(jī)質(zhì)分解速度慢，吸附較多的Cd，抑制了黑麥草對(duì)Cd的吸收積累，而桂牧1號(hào)生長(zhǎng)期間處于高溫季節(jié)（夏季），土壤中有機(jī)物料分解加快，土壤解析出的Cd增加，但本研究中土壤有效態(tài)Cd含量并未見(jiàn)升高（表3），這可能是由于桂牧1號(hào)生長(zhǎng)處于夏季，對(duì)水分的需求更旺盛，同時(shí)也帶動(dòng)了其對(duì)Cd（主要是有效態(tài)Cd）的吸收，因而土壤有效態(tài)Cd含量相對(duì)下降，并增加了桂牧1號(hào)植株Cd含量（表2）。結(jié)果還表明，有機(jī)物料配施石灰抑制了黑麥草、桂牧1號(hào)對(duì)Cd的吸收，但處理間差異不顯著，表明在低Cd環(huán)境容量土壤上施用有機(jī)物料配施石灰具有抑制牧草吸收積累Cd的效果，但其效果不明顯。因此，從牧草質(zhì)量安全上看，在低Cd環(huán)境容量土壤中種植黑麥草、桂牧1號(hào)施用有機(jī)肥時(shí)無(wú)需配施石灰、赤泥等鈍化措施。

“作物－土壤”為一個(gè)特殊的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，不僅要考慮其當(dāng)季的安全利用，也要考慮其可持續(xù)生產(chǎn)。施用石灰、赤泥能提高土壤pH值，有效改良酸性土壤，降低土壤有效態(tài)Cd含量（表3），降低了土壤Cd污染風(fēng)險(xiǎn)。而單施化肥（對(duì)照）、增施石灰、赤泥處理的土壤Cd為凈帶出，不存在增加土壤Cd污染風(fēng)險(xiǎn)；但稻草、有機(jī)肥含Cd量高，施用量大，土壤Cd殘留量增加（表4），土壤Cd污染風(fēng)險(xiǎn)加大，進(jìn)而影響到土壤的安全可持續(xù)利用；此外，石灰、赤泥等鈍化劑雖有利于提高土壤質(zhì)量，降低黑麥草、桂牧1號(hào)植株的Cd含量，但與有機(jī)肥配合施用時(shí)增加了土壤Cd殘留，因此，為促進(jìn)南方牧草種植系統(tǒng)重金屬循環(huán)減控，達(dá)到“農(nóng)田－土壤”系統(tǒng)Cd輸出輸入平衡，實(shí)現(xiàn)土壤的可持續(xù)利用，應(yīng)適當(dāng)調(diào)減有機(jī)肥和稻草等有機(jī)物料的Cd含量及其用量，且在低Cd環(huán)境容量土壤施用含Cd有機(jī)物料建議不施石灰等鈍化劑。

4 結(jié)論

1）有機(jī)肥及其與石灰配施皆能顯著增加黑麥草與桂牧1號(hào)產(chǎn)量，而石灰、赤泥、稻草等對(duì)黑麥草以及桂牧1號(hào)產(chǎn)量無(wú)顯著影響；

2）低Cd環(huán)境容量稻田土壤改制黑麥草－桂牧1號(hào)輪作后，土壤pH值增加，土壤有效態(tài)Cd含量下降；增施石灰、赤泥、有機(jī)肥及其與石灰配施可增加土壤pH值，降低土壤有效態(tài)Cd含量及其生物有效性，但增施稻草則降低了土壤pH值，增加了土壤有效態(tài)Cd含量及其生物有效性；

3）黑麥草－桂牧1號(hào)輪作配施含Cd有機(jī)肥和稻草，增加了土壤Cd的殘留，應(yīng)適當(dāng)調(diào)減其Cd含量及用量，且在低Cd環(huán)境容量土壤施用含Cd有機(jī)物料不建議施用石灰等鈍化劑，以達(dá)到促進(jìn)南方牧草種植系統(tǒng)重金屬的循環(huán)減控的目的。

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