摘要
近年来，在“双减”背景下，有机肥在甜瓜种植中的应用具有较大前景。但有机肥中含有重金属，其施用会对作物重金属富集产生影响，关于该影响现有报道存在分歧，有学者认为有机肥施入会增加作物重金属富集，也有学者认为施用有机肥会降低作物对重金属的富集。为了探明不同有机肥施用后，甜瓜植株5种重金属富集发生何种变化及其对甜瓜成熟果实营养品质的影响。本文通过小区试验，以甜瓜不同阶段植株根、茎、叶、果实及对应土壤样品为研究对象，运用电感耦合等离子体质谱仪，结合BCR连续提取法等测定其5种重金属含量、化学形态，通过高效液相色谱分析营养品质指标，比较施用羊粪、牛粪、鸽粪和鸡粪等有机肥后甜瓜植株根、茎、叶和果实对5种重金属富集的影响，并从土壤5种重金属化学形态的角度探讨了该影响可能形成的原因，评估施用不同有机肥对甜瓜成熟果实营养品质的影响，主要结果如下: (1)增施不同有机肥对土壤5种重金属化学形态的影响。施用有机肥会改变土壤重金属化学形态且因重金属种类和有机肥种类不同而有所差异。其中，牛粪处理组，其土壤Cr、Ni可氧化态变化趋势为先下降后趋于稳定的变化趋势;与之相比，其他处理组可氧化态含量占比在8至36时间段内均相对较高，且呈现更强的波动性;羊粪处理组，酸可交换态和可还原态含量占比变化相同，均呈0至12时间段内，先上升，12至36时间段呈下降的趋势，该趋势异与其他处理组;而鸡粪和羊粪处理组其土壤5种重金属化学形态变化与CK趋同。 (2)增施不同有机肥对甜瓜根5种重金属富集的影响。增施牛粪甜瓜根Cr、Ni、Cu、As的富集能力低于其他处理组，Cd富集能力高于CK及其他施肥处理;增施鸡粪甜瓜根Cd的富集在标记为0至12的时间段内大幅降低，有别于其他处理组，Cu的富集系数整体高于CK;增施鸽粪对甜瓜根As富集系数低于CK，Cu富集系数整体高于CK，Cd富集系数整体低于CK，富集系数的变化与CK趋同;增施羊粪对甜瓜根Ni富集系数极大值出现时间早于其他处理组，As富集系数低于CK,Cd富集系数整体高于CK。可氧化态含量占比低是导致甜瓜植株Cr、Ni富集能力牛粪处理低于其他处理的原因;酸可交换态含量占比低是导致甜瓜植株As富集能力牛粪处理低于其他处理的原因。 (3)增施不同有机肥对甜瓜茎叶5种重金属富集的影响。增施4种有机肥均利于降低茎Cu、As的富集能力;增施牛粪利于降低茎叶Cr、Ni、Cu、As的富集能力，且富集变化幅度均低于其他处理组，但会增强茎叶Cd的富集能力，富集变化幅度高于其他施肥处理;增施羊粪会提高茎Cr、Ni的富集能力;增施羊粪和鸽粪会增强茎叶Cd的富集能力。羊粪处理组酸可交换态和可还原态含量占比均呈0至12时间段内，先上升，12至36时间段下降的趋势，该趋势与甜瓜叶片Cu富集变化相符。酸可交换态和可还原态是导致羊粪处理组叶Cu富集异与其他处理组的主要化学形态。 (4)增施不同有机肥对甜瓜果实5种重金属富集的影响。4种有机肥处理组，成熟甜瓜果实Cr、Ni、Cu、As富集系数均低于CK，其中，牛粪处理组相对较低，但果实Cd富集系数高于其他施肥处理组;鸡粪处理组As、Cd的富集系数与牛粪处理组相反。不同处理组果实4种重金属富集系数的变化有所不同，牛粪处理组，果实Cr、Ni富集变化呈前期富集系数高，后期波动降低的趋势;As的富集系数整体呈降低趋势，Cd富集系数及其波动幅度高于其他处理;鸡粪处理组:果实Cr、Ni富集变化呈两端高中间低的趋势;羊粪和鸽粪处理组，果实Cr、Ni富集变化呈中间高两端低的趋势。结合甜瓜植株5种重金属富集变化得出结论:牛粪处理对甜瓜植株5种重金属富集的影响更强，利于降低植株Cr、Ni、Cu、As的富集能力，但同时也导致Cd富集能力增强。可氧化态含量占比高是导致甜瓜植株Cd富集能力牛粪处理高于其他处理的原因。 (5)施用有机肥对甜瓜果实营养品质的影响。增施牛粪利于提高成熟果实中葡萄糖、果糖、还原糖、B、Ca、Fe、Mg、Mn和Na的含量，降低蔗糖、维生素C、可溶性固形物、酒石酸、苹果酸、总酸和P的含量;增施鸡粪可提高成熟果实中葡萄糖、还原糖、果糖、维生素C、Mo、K和P的含量，降低蔗糖和酒石酸;增施羊粪和鸽粪也利于提高成熟果实中部分营养成分;通过主成分分析，鸡粪和牛粪施用效果最优。 本研究结论:施用牛粪后，会降低土壤Cr、Ni的可氧化态，增加可氧化态Cd;利于降低甜瓜植株Cr、Ni、Cu、As富集，导致甜瓜植株Cd的富集能力上升;甜瓜成熟果实综合营养品质。
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