文|面包夾知識
編輯|面包夾知識
«——【·前言·】——»
山藥，又名薯蓣，薯蓣科，多年生宿根性蔓生植物，山藥含有多糖、黃酮、薯蓣皂苷、多種蛋白質等成分。
大陸山藥種植曆史悠久，品種繁多。各地方在長期的栽培過程中，由于環境和人工選擇等原因，逐漸形成了一系列特色的地方品種。
例如，貴州安順栽培山藥已近400年曆史，地區栽培本地種源形成地方特色品種“安順山藥”，其根壯莖短，肉肥厚，質堅實，久煮不粘湯，入口軟綿糯滑，具有極高的食用藥用價值。
土壤是農業生産中維持生産力、保障植物良好生長的基礎量度，其理化性質特征優劣将直接影響藥材的産量和品質。
«——【·土壤中礦質元素不僅影響植·】——»
物生理代謝活動和根系營養，還是藥食同源植物的有效營養成分或藥用成分的構成因子。
作為塊莖類作物，山藥的生長發育和品質深受土壤環境的影響。
根據GB/T19630有機産品标準以及其他農業條例原則和标準的要求，山藥的優質生産栽培對土壤環境條件、生長技術、施肥種類等均有嚴格規定。
近年來，由于長期的連續種植，大量化肥、農藥的使用，以及工業污染等原因，造成土壤闆結、肥力下降、有害微生物侵害、重金屬污染等現象嚴重，導緻安順山藥産量無法提高，品質降低。
重金屬對植物生長發育以及人類健康均有着巨大的毒害威脅，土壤重金屬污染是限制食品藥品安全和生态農業發展的重要因素，是目前最嚴重的生态環境問題之一。
目前針對土壤重金屬治理的措施主要有實體修複、化學修複和生物修複等。
中國是世界上最大的食用菌生産國，占全球食用菌産量的75%。盡管食用菌生産對世界各地的人們具有重要的經濟價值，但其每年産生的菌渣達5～214萬t，這帶來了廢物處理問題，對環境造成了麻煩。
堆肥是一種環保技術，以菌渣為原料與褐煤共堆肥生産高價值有機肥，避免了因丢棄和焚燒菌渣過程中對環境的污染和資源浪費，對生态環境和農業資源利用均有積極意義。
此外，許多研究表明中藥複方制劑有機肥富含纖維素、蛋白質、微量元素等營養成分，還兼備了中藥特有的活性成分，具有抗病殺菌等作用，在土壤改良，病蟲害防治，品質提升等方面有顯著功效。
且豐富的有機質和有益微生物，還可以通過吸附、固定土壤中的重金屬離子，降低其生物有效性，進而減少作物對重金屬的生物富集，是目前農業可持續發展和綠色有機種植的重要肥料類型。
但也研究指出，有機肥中重金屬超标問題較嚴重，且能活化土壤重金屬活性，這與有機肥的原料密切相關，2018年，美國西部某地進行有機肥料産品品質監督抽查，結果合格率79.3%，當地政府也，責令企業召回不合格産品并限期整改。
長期施用豬糞等有機肥雖然顯著改善了土壤化學性質，但顯著提高了土壤有效态Cu、Zn、Cr、Cd、As和Fe的含量。而且施用有機肥降低了土壤pH值。
活化土壤營養元素的同時，也會影響土壤重金屬的形态，改變重金屬的生物有效性等。
是以，制備生物有機肥的原材料、方式、試驗條件等不同，對重金屬的影響狀況不同。有機肥原料對有機肥成分的影響，各類生物有機肥的施用對土壤重金屬含量變化，生物有效性以及對植物積累重金屬的影響仍值得重視。
利用菌渣、植物源中草藥等為原料，加入磷石膏、褐煤灰等礦物質，利用活性氨基酸發酵法制成菌渣發酵肥和活性氨基酸功能性藥肥。
在安順山藥種植基地進行大施肥試驗，分析不同施肥處理下安順山藥不同生長時期，立地土壤和植物重金屬的變化特征。
兩種有機肥單獨、化肥配施對土壤及山藥塊莖重金屬的影響，為安順山藥的清潔種植及生物有機肥的安全開發提供科學理論依據。
«——【·材料與方法·】——»
本試驗于安順市西秀區大西橋鎮鮑屯新村安順山藥種植基地進行，地處106°14′62″E，26°33′80″N，屬于低山丘陵地帶，平坦地勢分布較多，且土層深厚松軟，為酸性黃壤，土壤養分含量豐富（表1）。
大部分地區适宜山藥的生長，農民種植山藥時間較長，區内已形成一定規模，山藥總生産規模1.5萬畝，年總産量3.0萬t以上。
功能性藥肥：活性腐殖酸40%，功能性藥肥基質40%，磷石膏20%，配比混合物，攪拌，自然堆放發酵10～15d後，幹燥後粉碎造粒作為基肥施用。活性腐殖酸、功能性藥肥基質的制備方法參見專利
“一種利用活性腐殖酸發酵制備功能性藥肥的方法”。
菌渣發酵肥：利用菌棒包括香菇、平菇、猴頭菇、靈芝、黑木耳等藥食用菌菌糠種植栽培出菇後的菌棒，粉碎後按固液比1∶10，加入纖維素酶、果膠酶菌劑和酒曲進行發酵15d後，分離固體物質幹燥後，進行粉碎和造粒作為基肥施用。
複合肥為18-18-18複合肥，即100kg肥料中含有18kg氮、18kg五氧化二磷和18kg氧化鉀，氮磷鉀比例為1∶1∶1。試驗用山藥品種為安順山藥。
如表2所示，采用随機區組設計進行大田實驗，試驗共設定5個處理（表2），每個處理平行設定3個重複，共15個小區，每個試驗小區30m2。
有機肥與複合肥在施用前按比例進行混合後施用。各處理在山藥栽種時施用基肥（150kg/小區），在山藥塊莖膨大初期（60kg/小區）和膨大後期（90kg/小區）進行追肥兩次。
每個小區共施入量為300kg。菌渣發酵肥、功能性藥肥和複合肥中重金屬含量情況見表3。
分别在施肥前、追肥後間接相等的時間采集根區15cm耕作層土壤，直至收獲。采樣時避開施肥點。
每個小區均勻分布樣點，采集3個樣點，15個小區共采集45個樣點。取樣時采用木制器具以避免重金屬殘留，樣品采集後立即帶回實驗室進行通風晾幹處理，四分法縮減後研磨過篩裝袋備用。
計算山藥重金屬富集系數（BCF）和各器官對重金屬的轉移系數（BTF），公式如下：
根據薯類及塊莖類蔬菜污染名額，選取了Cr、Cd、Pb、Hg和As作為山藥重金屬污染評價名額（表4）。
采用單因子指數和N.L.Nemerow綜合指數法對土壤及山藥中重金屬污染進行評價，公式如下：
式（4）中：Pi為重金屬i的單項污染指數，當Pi＞1時，即為污染，Ci為重金屬i的平均值；Si為重金屬i的标準限量值（表4）。
有重金屬單因子污染指數中最大值的平方；(Pi)2ave為樣品中所有重金屬中單項污染因子的平均值的平方。
分級具體方法參照國家農業行業标準《農田土壤環境品質監測技術規範》（NY/T395−2012）進行，評價等級見表5。
此方法中RfD參照美國環保署規定的安全限量和世界衛生組織暫定的可耐受攝入量（表6）。
«——【·結果與分析·】——»
pH值是影響重金屬含量變化特征的主要因素，不同處理措施下安順山藥塊莖膨大期土壤pH均明顯下降，到收獲期又上升，其中70%功能性藥肥+30%複合肥處理組（GYF）變化幅度最大，未施肥對照組（CK）變化幅度最小（表7）。
不同施肥處理均明顯增加了土壤有機質（SOM）含量，其中功能性藥肥處理組（GY）組的SOM含量增長最明顯（表7）。
污染物超過土壤污染風險篩選值時，對安順山藥品質安全、植物生長和土壤生态環境可能存在風險，應當加強土壤環境監測和山藥産品協調監測，采取安全利益措施。
對塊莖膨大期山藥的地上部位的莖葉（Ⅱ-y）和地下根莖（Ⅱ-g）、收獲期的根莖（Ⅲ-g）進行樣品采集，分析重金屬含量變化特征。
不同施肥處理下山藥，各生長期和不同部位重金屬含量有所差異，除CK和GYF處理的膨大期的山藥根單因子污染指數法（Pi）能衡量每一個重金屬因子的污染程度和對綜合污染的貢獻程度，由表8可知。
山藥因具有豐富的營養成分和活性成分，是廣受大衆喜愛的藥食同源食材，山藥根莖是其藥食用。
是以對收獲的安順山藥塊莖中Cu、Cd、Cr、Hg、As和Pb這6種重金屬進行經口途徑的健康風險評價，Ni在蔬菜類中無相關限量标準，是以此處不予評價。
由表9可知，不同施肥措施處理下安順山藥塊莖中6種重金屬的單因素危險商和綜合危險指數均小于1，不存在非緻癌健康風險。
其中重金屬Pb、Cd、Cr、As是緻癌重金屬，由表10可知，不同處理下山藥塊莖中4種重金屬的緻癌風險指數CRisk。
在成人中為2.23×10–9～1.79×10–6，兒童CRisk為2.34×10–9～1.88×10–6。成人和兒童的TCRisk為2.55×10–9～4.42×10–6之間，CRisk指數和TCRisk指數均低于1×10–4，不存在緻癌風險。
轉運系數表示重金屬從根莖向地上部轉移的能力，由表11可知，在塊莖膨大期山藥對不同重金屬的轉運能力有所差異。
整體而言，7種重金屬的平均轉移系數不同的施肥措施均提高了山藥對重金屬綜合轉運能力，将重金屬從根莖不斷往地上部分運輸，這可能是導緻膨大期山藥根莖重金屬含量下降的原因。
利用因子分析法對各施肥處理對土壤和山藥重金屬影響進行綜合評價，得分如表12所示，得分越高表示該處理對重金屬增加的影響越明顯。不同施肥處理對土壤和山藥中重金屬的影響有所不同。
在土壤中，膨大期和收獲期均是GYF處理的綜合得分最高，明顯高于對照和其他處理，表明GYF（功能性藥肥+複合肥）配施對土壤重金屬污染影響最大，GY和JZ在膨大期和收獲期均低于CK。
«——【·讨論·】——»
近年來，有機肥研究發展迅速，各類資源廢棄物得以循環再利用。廢棄菌棒發酵後産生大量生物炭，有利于改善土壤結構，鈍化和修複土壤重金屬污染。
大陸是草本中藥大國，植物源中草藥作為有機肥的堆肥原料進行研發功能性有機肥也是近年來的研究熱點。
磷石膏是磷礦生産中伴生的副産物，在貴州有着大量的磷礦産業，磷石膏廢棄物。
再生利用一直是亟待解決的難題。近年來由于其含有豐富的鈣、矽、磷等礦質元素，在農業方面被作為土壤調理劑和改良劑，但目前對磷石膏的使用率仍較低。
是以，無論是有機肥單施或者是有機無機配施在長期的農業生産中均需考慮生态效益和環境承載力，避免造成環境和食品安全。
在發展有機肥的同時應加大有機肥重金屬的脫離技術，從綠色、科學可持續的角度出發，發展綠色、清潔、有效的綜合性功能有機肥。
從根本上解決土壤重金屬污染問題，維持土壤生物系統穩定，保證當今現代化農業的清潔生産和農産品安全。