红壤区长期定位试验点土壤镉的来源及其积累过程

利用农业生态系统长期试验时间的长期性、气候的可重复性、信息量丰富、准确可靠、解释能力强等优势，研究红壤区长期定位试验点土壤镉的来源及其积累过程。首先，以典型红壤稻田和红壤旱地长期定量施肥试验为基础，对投入物、土壤母质、土壤中镉的含量和同位素分析，探讨长期施肥条件下土壤镉的来源及污染途径；其次，利用BCR形态分级法进行土壤镉形态分级，结合投入物中水溶态镉含量、土壤有机质含量和组分分析，探讨化肥和有机肥中水溶态镉与土壤镉形态之间、土壤有机质及其组分变化与土壤镉形态变化之间的关系，揭示长期施肥条件下土壤镉积累的历史过程及关键控制因素。此项研究可为探明常规农业生产条件下土壤镉的来源及其在土壤中的迁移转化规律提供理论依据，也可为长期定位试验重要时间点提供有价值的科学信息。

以红壤区长期定位试验点为基础，通过对长期施肥红壤稻田和红壤旱地土壤、土壤母质、投入物和农作物的系统分析，探讨了红壤区长期施肥条件下土壤镉的来源及其生态过程。研究结果表明：长期施肥的旱地红壤存在土壤镉超标的情况，镉超标样品主要来自施用猪粪的处理。长期施用化肥对农田土壤镉的积累作用不明显，而长期施用有机肥对土壤镉的积累及其有效性影响显著，积累作用大小与有机物来源有关。几个实验站的土壤、猪粪、饲料及饲料添加剂样品镉含量的分析结果表明，规模化养殖场产生的猪粪是农田土壤镉污染的主要来源。即使猪粪镉含量未超过相关的行业标准，但长期施用后，土壤镉含量仍可超标。长期施肥对土壤镉的形态有重要影响，长期施用化肥的旱地红壤中以残渣态和可氧化态镉为主，而施用有机肥的处理以弱酸提取态和可还原态为主。研究结果可以为常规农业管理条件下农田土壤重金属污染研究提供了可靠信息，也可用于农产品产地环境安全建设的指导。