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为阐明施肥对土壤及农作物产品重金属累积的影响，本论文利用黑土、潮土、红壤上20多年的长期定位试验，研究了长期不同施肥措施（不施肥、氮钾、氮磷钾、氮磷钾配施有机肥）下土壤中铜（Cu）、锌（Zn）、镉（Cd）、铅（Pb）、铬（Cr）、镍（Ni）、砷（As）、汞（Hg）含量和在作物（小麦、玉米）籽粒及秸秆中的累积差异，分析了土壤中Cu、Zn、Cd的形态及有效性，旨在为肥料安全施用提供理论依据。研究结果如下：1.与对照不施肥相比，长期单施化肥（NK、NPK）对黑土中Cu、Zn、Cd、Cr、Pb、潮土中Cu、Zn、Cd、Cr、Pb、Hg、Ni和红壤中Cu、Zn、Cd、Cr含量没有显著影响，而化肥与有机肥配施（NPKM、1.5NPKM）显著提高黑土中Cu、Zn和Cd含量、潮土中Cu含量和红壤上Cu、Zn、Cd、As含量。与NK处理相比，三种土壤上NPK处理重金属含量没有明显变化，而NPKM处理显著提高黑土Cu、Zn、Cd、Pb、潮土Cu、Zn、Hg和红壤Cu、Zn、Cd含量。与NPK处理相比，NPKM处理分别提高黑土Cu、Zn、Cd、Pb含量88.9%、61.7%、449%、12.4%，提高红壤Cu、Zn、Cd含量151%、74.0%、331%。2.在目前施肥措施和作物种植体系下，与对照不施肥和NPK处理相比，三种土壤上NPKM处理显著提高Cu、Zn、Cd含量，通过NPKM与NPK处理推算长期试验中有机肥中Cu、Zn、Cd的平均浓度，利用NPKM与CK处理推算土壤对Cu、Zn、Cd的最高承载年限。结果表明，黑土上施用的有机肥Cu、Zn、Cd平均浓度分别为20.2mg·kg-1、32.7mg·kg-1、1.0mg·kg-1，潮土上施用的有机肥Cu、Zn、Cd平均浓度分别为5.4mg·kg-1、20.2mg·kg-1、0.1mg·kg-1，红壤上施用的有机肥Cu、Zn、Cd平均浓度分别为128.5mg·kg-1、142.1mg·kg-1、2.3mg·kg-1。参考国家土壤环境质量二级标准推算，黑土对Cu、Zn、Cd的最高承载年限分别为67、118、9年，潮土分别为1042、2043、631年，红壤分别为10、46、0.5年。3.潮土上，NK处理比对照和其它施肥处理显著提高小麦籽粒和秸秆中Zn含量，施用有机肥（NPKM）比不施肥或单施化肥（NPK）显著增加小麦秸秆Cd和As含量。红壤上，与对照相比施用化肥（NPK）使小麦籽粒Cu、Zn、Cd、Ni含量分别降低29.9%、22.7%、31.3%和65.1%；与单施化肥（NPK）相比，化肥配施有机肥（NPKM）使小麦籽粒Cu、Zn、Cd分别增加28.0%、65.3%、81.8%，小麦秸秆Zn、Cd、Hg含量分别增加289%、103%、32.3%。4.与对照不施肥相比，长期不同施肥对黑土玉米籽粒中Cu、Cd、Cr、潮土玉米籽粒Cu、Cd、Cr和红壤玉米籽粒Cd、As含量无显著影响。与NK处理相比，NPK处理显著提高黑土和潮土玉米籽粒Pb含量，NPKM处理显著提高黑土玉米籽粒Zn、Pb和潮土Pb含量。与单施化肥（NPK）相比，化肥配施有机肥（NPKM、1.5NPKM）显著提高黑土和红壤上玉米籽粒Zn含量，NPKM处理比NPK处理显著提高红壤上玉米秸秆Cu、Zn、Cd、Pb、As、Hg、Ni含量。5.采用BCR连续提取法对不同施肥措施下土壤中Cu、Zn、Cd形态分级表明，NPK处理比NK处理显著增加黑土氧化物结合态Zn含量及比例，降低残渣态Zn含量；降低潮土有机结合态Zn含量，增加残渣态Zn含量；增加红壤上酸提取态Zn、Cd含量和有机结合态Zn含量及其比例。有机无机配施（NPKM或1.5NPKM）比NPK增加黑土和红壤中Cu、Zn、Cd的酸提取态、氧化物结合态、有机结合态含量；提高潮土残渣态Cu和红壤残渣态Cd含量、降低潮土和红壤残渣态Zn含量。红壤上1.5NPKM处理比NPKM处理显著提高酸提取态、氧化物结合态、有机结合态Cu、Zn、Cd含量。回归分析表明，黑土和红壤中重金属形态分布主要受Cu、Zn、Cd总量及其EDTA-可提取态含量的影响。6.对作物籽粒和秸秆中Cu、Zn、Cd浓度与其在土壤中各形态含量进行逐步回归分析表明，黑土上Cu、Zn、Cd的生物有效态以酸提取态为主，潮土上Zn、Cd的生物有效态以氧化物结合态和有机结合态为主，红壤上酸提取态、氧化物结合态和有机物结合态Cu、Zn、Cd都具有一定的生物有效性。