全 文 ：收稿日期：!""#$%%$"% 接受日期：!""&$"’$"#
基金项目：国家重点基础研究发展规划（(#)）项目（!""!*+’%"&"(）；北京市自然科学基金项目（,",!"!,）资助。
作者简介：刘平（%(#)—），女，山西太原人，博士，副研究员，主要从事植物营养、污染环境的化学修复研究。
-./：")0%$#%!)"!#，12345/：67#"(8%,)9 :;3。! 通讯作者 -./："%"$&!%"&,,%，12345/：3<=>8:44?@ 4:@ :A
不同钾肥对赤红壤和水稻土中铅有效性的影响
刘 平%，!，徐明岗%!，申华平%，宋正国%，杜文波)
（%中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，农业部作物营养与施肥重点开放实验室，北京 %"""&%；
! 山西省农业科学院土壤肥料研究所，山西太原 ")"")%；) 山西省农业厅土肥站，山西太原 ")"""!）
摘要：采用盆栽试验，研究了赤红壤和水稻土上，施用 ’种钾肥（BC!7D’、B!ED’、BFD)、B*/），在各为 0种用量（B "、
,"、%’"、!’"、)," 3< G H<）条件下，小油菜对铅的吸收量及土壤溶液铅和植株吸收铅之间的关系。结果表明，赤红壤上
B*/、BFD)、B!ED’各处理土壤溶液铅的浓度均随钾肥施入量的增加而显著增加。其中 B*/最高用量（)," 3< G H<）下
土壤溶液铅增加最高，达 %",9(I，B!ED’（B）!’" 3< G H<水平下增加 (#9&I；水稻土上 )种钾肥的情况与之类似，只
是增加幅度略低，这可能与赤红壤具有较多的可变电荷和因其 *1* 较小而缓冲性也小有关。两种土壤施用
BC!7D’下，随施入量的增加，土壤溶液的铅均显著减少；BC!7D’ 最高用量下，赤红壤和水稻土水溶性铅分别比对
照减少 ’09"I和 ,)9&I。另外，种植第 !季作物后，施用 BC!7D’，两种土壤溶液铅含量与植株茎叶和根系吸收铅浓
度之间均表现为良好的正相关。
关键词：钾肥；铅；植物有效性；赤红壤；水稻土
中图分类号：E%’)9)；E%0, 文献标识码：J 文章编号：%""&$0"0 K（!""(）"%$"%)($",
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植物营养与肥料学报 !""(，%0（%）：%)($%’’
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7/4AW F>WX5W5;A 4AY _.XW5/5Z.X E:5.A:.
重金属的植物有效性是近年来众多研究者一直
关注的热点［!"#］。重金属形态在土壤中的变化是影
响其植物有效性的一个重要方面。铅（$%）进入土壤
后，可与土壤各组分发生专性吸附、形成沉淀和形成
相对稳定的配合或鳌合离子等反应［&］。经过这些化
学反应达到平衡时，绝大多数铅离子被土壤固相所
吸持，只有少量进入土壤溶液中，这些少量的重金属
可直接被植物摄取或进入地下水。在探讨土壤中重
金属的植物有效性的过程中，一些研究者认为，土壤
平衡溶液的铅浓度可为植物对铅的吸收提供更为直
接的线索［’"(］。有关钾肥伴随阴离子在土壤 "植物
系统中影响铅有效性化学方面的机理的报道不多，
而且阴离子不可能同重金属离子发生竞争吸收，主
要是通过影响其吸附—解吸过程来控制它们的有效
性。以前的吸附研究表明，土壤中氯离子的存在可
增加铅、镉的有效性，而磷酸根是铅、镉最好的稳定
剂［)］。本试验以铅为对象，着重探讨植物吸收铅与
土壤溶液中铅的关系，以进一步探明阴离子影响其
有效性的内在机制，同时也为铅轻度污染土壤合理
施用钾肥提供科学依据。
! 材料与方法
!"! 供试土壤
试验采取我国南方的两种典型土壤，即分别采
自浙江嘉兴双桥的水稻土（* #+,’!-#’.，/ !0+,&0-
#(.），由黄土状的湖积母质发育而来；广州市郊的
赤红壤（*0#,0#-0).，/ !!#,0’-#’.），其成土母质为砂
页岩风化的残积物。样品均采集 +—0+ 12 耕层。
样品经风干、过 0 22筛备后用。嘉兴水稻土近 !+
年改种蔬菜，除速效钾含量较低外，其余养分都较
高；赤红壤曾种植过水稻多年，有机质含量较高，其
他养分均在临界值附近。土壤基本理化性质参照文
献［3］测定。土壤有效铅用 ! 245 6 7的 89:50浸提后
经原子吸收分光光度计测定，结果见表 !。
表 ! 供试土壤的基本理化性质
#$%&’ ! ($)*+ +,’-*+$& ./0.’/1*’) 02 1,’ )0*&) 3)’4
土壤类型
;4<5 =>?@
?A
（A0B）
有机质
B8
（9 6 C9）
:/:
（1245 6 C9）
0!0+!2
粉粒 ;<5=
（D）
E 0!2粘粒
:5F>
（D）
速效钾
GHF<5 I J
（ 29 6 C9 ）
有效铅
GHF<5 I $%
（ 29 6 C9 ）
赤红壤 K@L 5F=@MN45 (O(! !PO# !+O! #0O+ &!O) P0O’ &O)!
水稻土 $FLL> N4<5 ’O+) &’O( !(O! #&O) #(O( #!O0 &O’&
!"5 试验处理
在 0种无污染土壤中加入 $%（*B#）0，制备成含
$% #++ 29 6 C9的污染土壤，并在室温下培养 !个月以
备盆栽试验用。盆栽试验每种土壤设 0+个处理，分
别为：!）:J（不施钾肥），0）J:5 肥，浓度为 J (+、
!&+、0&+、#(+ 29 6 C9（用 :"!至 :"&表示）；#）J*B#
肥（浓度同 J:5肥，氮的量以尿素补齐。用 *"!至 *
"&表示）；&）J0;B&肥（浓度同 J:5肥，用 ;"!至 ;"
&表示）；’）JA0$B&肥（浓度同 J:5肥，用 $"!至 $"
&表示）。每个处理重复 &次，随机排列。
供试 作 物 为 京 油 0 号 小 油 菜（ !"#$$%&#
’#()*+"%$，7I HFM :4Q2RQ
9 6 C9（尿素），& 种钾肥以预设的浓度分别加入。施
入底肥在 )+D的田间持水量下平衡 ) L后播种，三
叶期每盆定苗 #株。共种植 0季（第一季收获后，以
相同方式施肥，接着种第二季），均在温室生长（昼夜
为 !&T 6 !+T，0++’年 !+月至 0++(年 !月），根据水分
散失情况每 !!0 L以去离子水进行浇水，植物生长
&’ L后收获，以去离子水洗净，并将植株茎叶和根分
开，在 )’U烘干 #( T，然后粉碎过 +O0’ 22尼龙筛备
用。
!"6 测定项目与方法
土壤溶液铅的提取：待每 ! 季植株收获后，先
使盆栽土完全干透，用称重法加入去离子水，使之含
水量为 &+D（略大于最大田间持水量）。平衡 0 L
后，用不锈钢勺混匀。取 3+ 9土放入 0+ 27的一次
性注射器内（底部垫有 +O+’ 22尼龙网及 0 22厚的
玻璃纤维，以防土漏出），在 &+++ M 6 2
冷藏，用于测定铅（此法为改进的双室法）。
土壤和植株中铅总量的测定：土壤采用 VA:5 W
VA*B# W VA:5B& X # W ! W 0消解、植株采用 VA*B# W VA:5B& X
& W!消解，原子吸收分光光度计法测定。用国家地矿
局的标准样品进行结果校正。
土壤、植株体内重金属含量测定参见文献［3］。
+&! 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 !’卷
! 结果与讨论
!"# 对植株吸收 $%的影响
图 !可知，赤红壤上施用不同量的 "#$均对 %&
的吸收有一定促进作用，第 ! 季 "#$ 的第 ’ 水平
（!() *+ , -+）%&吸收的最多；第 ’季含 %&量低于第
一季，"#$第 .水平（’() *+ , -+）植株的吸收 %&量最
多。第 !、’季中 "/0.和 "’10(处理对植株吸收 %&
也有促进的趋势。而 "2’%0( 处理显著降低植株含
%&量，尤其是第 !季，(个用量水平分别降低 %&浓
度为 (3456、7!436、8!4!6、8(476；第 ’季效果小
于第 !季。
图 ’看出，与赤红壤相似，"#$在水稻土仍促进
%&的吸收，同样，第 !季 "#$的第 ’水平处理 %&含
量最高；"/0.处理第 !季无明显效果，第 ’季水平
.对铅吸收有较大的促进作用。与赤红壤上不同的
是 "’10( 处理虽然第 !季中没有明显作用，第 ’季
对 %&有降低趋势。"2’%0(处理依然表现了降低 %&
吸收的效应，但第 !季效果不明显。与对照相比第
’季 ( 个水平分别降低 %& 含量 ’7486、.34.6、
.54(6、7’4’6，效果不如在赤红壤上明显。可能是
水稻土含速效磷较高的缘故。
!"! 不同钾肥对土壤溶液铅的影响（第 !季盆栽）
赤红壤上随 "#$施入量增加，均显著增加了土
壤溶液 %& 浓度，最高用量使 %& 增加 !)8436（表
’）。水稻土上土壤溶液 %&同样随 "#$施入量增加
而增加，虽然施 "水平间差异不显著，但以 #9( 处
理的土壤溶液 %&浓度最高。
赤红壤和水稻土上随 "/0. 施入量增加，土壤
溶液中 %&也显著增多，而且植株体内 %&含量也有
一定增加。说明单纯的 "离子有促使 %&有效性增
强的趋势。赤红壤上随 "’10( 施入量增加，土壤溶
液的铅显著增多，其中 19( 水平比对照 %&增加了
3:456；水稻土上情况与之类似，只是增加幅度较
小。
"2’%0(的效果与上述 .种钾肥正好相反，’种
土壤中均是随施入量增加，土壤溶液铅显著减少。
其中 %9(水平赤红壤和水稻土分别比对照 %&减少
(74)6、8.456；而且 ’种土壤上植株体内的 %&含
量都有不同程度的下降。说明 2’%09( 通过增加土
壤对 %&的吸附或者与 %&形成沉淀等作用，降低了
土壤溶液中 %&离子的浓度，最终表现为植物对 %&
的吸收降低。
图 # 赤红壤不同钾肥用量下的植株铅含量
&’()# *+,-.,- +/ $% ’, -0. 10++- +/ 234. (2+5’,( ’, -0. 2.6 73-.21+7 3447’.6 5’-0 6’//.2.,- 23-.1 +/ 4+-311’89 /.2-’7’:.2
［注（/;<=）：图中横轴 #、"、1、%分别代表 "#$、"/0.、"’10(、"2’%0(，!、’、.、(分别是每种肥料的 (个水平，下同。
>?= @&ABCAA@ #，/，1，% ;D D;EF DC+EF=A F=GF=A=H< "#$，"/0.，"’10(，"2’%0( @HI !、’、.、( @F= D;EF $=J=$A ;D =@B? D=F
!(!!期 刘平，等：不同钾肥对赤红壤和水稻土中铅有效性的影响
图 ! 水稻土不同钾肥用量下的植株铅含量
"#$%! &’()*() ’+ ,- #( ).* /.’’) ’+ 012* $0’3#($ #( ).* 21445 /’#6 1226#*4 3#). 4#++*0*() 01)* ’+ 2’)1//#78 +*0)#6#9*0
表 ! 不同钾肥水平两种土壤溶液铅的含量（8$ : ;$）
<1-6* ! ,- =’()*() #( )3’ ;#(4/ ’+ /’#6 /’67)#’( 1226#*4 3#). +’70 ;#(4/ ’+ 2’)1//#78 +*0)#6#9
!!
*0/
钾肥种类
! "#$%
钾肥水平
! &%’%&
铅含量 () *+,"%,"
钾肥种类
! "#$%
钾肥水平
! &%’%&
铅含量
!
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() *+,"%,"
赤红壤
-%. &/"%01+&
水稻土
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赤红壤
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水稻土
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!C=9>?5 446;7 8 46?5 /) 9A65: 8 @69@ / !D;(=4>?5!! 9464; 8 @659 * 9A647 8 9694 *
!C=9>@45 796@7 8 ;6B5 )* 45675 8 @6@A /) !D;(=4>@45!! 996?A 8 @65A@ )* 946;; 8 5645@ )*
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!C=9>9?5 ?@6;7 8 767B * 49655 8 ;6@? ) !D;(=4>9?5 ;A6B@ 8 5697 / ;9647 8 ;6B4 /
注：相同钾肥种类下同列中的不同字母表示差异达 7E显著水平。
C+"%：F2GG%0%," &%""%01 2, 1/H% *+&IH, I,.%0 "J% 1/H% $+"/112IH "#$% H%/, 12K,2G2*/,"&# /" 7E &%’%& L
总体来看，钾肥对赤红壤上的 ()比对水稻土的
影响大，可能与赤红壤具有较多的可变电荷，且 3M3
较小因而缓冲性也小有关。
!>? 植株体内铅含量与土壤溶液铅浓度的分析
N0+O,等［B］研究表明，3.、()、P, 复合污染土壤
上施加磷酸盐后，植株吸收这 9种重金属的含量均
极显著下降。土壤溶液的 3.、P,与植株体内的 3.、
P,分别呈显著的正相关；而 ()却未表现有这样的
关系。本研究中，!D;(=4处理第 @季的土壤溶液 ()
与植株茎叶和根系吸收 ()浓度之间呈一定的相关
性；而第 ;季两种土壤均表现了二者之间较好的正
相关（图 9、图 4），而且根系中 ()与土壤溶液 ()相
关性达 @E显著水平。
;4@ 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 @7卷
图 ! 赤红壤第 "季施用 #$"%&’的土壤溶液铅与植株中铅含量的相关关系
()*+! ,-./0)1234)5 6-07--2 %6 8128-209/0)12 1: 9/5- /2; 31). 31.<0)12 %6 )2 04- 9-;
./0-931. <2;-9 #$"%&’ 09-/0=-20 /0 04- 3-812; 3-/312
图 ’ 水稻土第 "季施用 #$"%&’的土壤溶液铅与植株中铅含量的相关关系
()*+’ ,-./0)1234)5 6-07--2 %6 8128-209/0)12 1: 9/5- /2; 31). 31.<0)12 %6 )2 04- 5/;;>
31). <2;-9 #$"%&’ 09-/0=-20 /0 04- 3-812; 3-/312
! 讨论
对于伴随阴离子目前研究最多的是 !" #，因为
!" #在溶液中很容易与 !$ 络合形成相对稳定的复
合物 !$!" %和 !$!"&’，而且复合物 !$!"(&#(和 !$)*+’
同 !$& %一样可被植物直接吸收［,’#,,］。也有资料从
土壤形态转化的角度分析表明，使用 -!" 增加 ./，
!$水溶性和可交换态含量却降低碳酸盐结合态
的［,&］。本研究结果，-!" 有促进植物吸收 ./ 的趋
势，是否 !" #也能与 ./离子形成配对离子而且可以
被植物直接吸收还未见过相关报道。本研究中
!" #、-%、)*+& #均增加了土壤溶液 ./，有趣的是除
了水稻土的 -&)*+ 处理外，其余几个处理植株吸收
./都有增加趋势，但两者之间并未表现明显的相关
性，其原因还值得下一步探讨。聂俊华等［,0］研究认
为，少量的 -会促进植物对 ./的吸收，随着 -浓度
增加植物含 ./ 量下降，表明高浓度的 -抑制植物
对 ./ 的吸收。只是本研究的 - 未表现出抑制作
用。以往研究 -对重金属的影响时，经常是以 -!"
的形式来添加，研究者经常忽略了 !" #的作用，而只
强调 -的作用，因此得到的结论有失偏颇。
陪伴阴离子 1&.*#+ 的存在不仅极大地增加了
土壤对 ./ 的吸附，而且吸附 ./ 也不易被解吸下
来［,,］。重金属离子除了通过离子交换被直接吸附
外，由于磷酸根阴离子（1&.*+#）的增加而导致的阳
离子吸附也是降低重金属移动性的重要原因之一。
另一方面，土壤中磷酸根离子可以和 0’多种金属离
子形成金属磷酸盐沉淀［,+#,2］，因此导致土壤溶液中
的 ./减少，也即降低了 ./的植物有效性。可溶性
磷对 ./的固定机制是土壤中磷与 ./形成类似磷氯
铅矿［./2（.*+）0!"］的沉淀［,3］。以往的研究表明，污
染土壤施入磷肥能有效降低 ./ 的生物有效
性［,4#,5］；更有资料表明，在污染土壤上施入 . &0’’
67 8 97的磷酸氢二铵（:;.）对降低 !$、./、<(的植物
0+,,期 刘平，等：不同钾肥对赤红壤和水稻土中铅有效性的影响
有效性起到了很好的作用［!"］。本研究中钾肥的 #
种常规用量下（含 $为 #"%&"’ () * +)）亦能很好地降
低 $,的有效性。
-.&$/#处理第 &季两种土壤溶液 $,含量与植
株茎叶和根系吸收 $,之间均表现了较好的正相关；
并且植株体内 $和 $,的相关性也达显著水平，再次
证明 -.&$/#对 $,有较强的钝化作用。而其他处理
未有明显的这种关系，其原因有待深入探究。
综上所述，随 -01、-&2/#施入量的增加，土壤溶
液的 $,也在显著增多；施 -3/4 也有促使 $,有效
性增强的趋势。虽然植株体内的含 $,量也有相应
的变化，但土壤溶液和植株之间的 $,含量相关性未
达显著水平。相反，随 -.&$/# 施入量的增加，土壤
溶液的 $,显著减少，而且不论赤红壤还是水稻土上
植株体内的 $,含量都有不同程度的下降。土壤溶
液 $,含量与植株茎叶和根系吸收 $,铅浓度之间均
表现出较好的正相关。
参 考 文 献：
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［4］ 0:=FFD Y，Z5M9LA1J ?，Z=BG:= E，3A:)= 0N
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［X］ 2A)=H6 _，Z:)656 0，05=BM9AF6A ;N 09:6)AF H6 ‘:CAB AWCB:MC:,1A (ACI
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L5BAFCAJ F5H1F［7］N $1:6C 25H1，&OO#，&XO：!%!QR
［Q］ 刘平，徐明岗，宋正国 N伴随阴离子对土壤中铅和镉吸附 %解吸
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［P］ 鲁如坤 N土壤农业化学分析方法［?］N 北京：中国农业科技出
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##! 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 !’卷