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对起始于1990年左右的三种典型土壤旱地红壤、中层黑土和灰漠土长期肥料试验进行了分析研究,以阐明土壤重金属全量及有效态时间和空间上的演变特征及其原因和长期施肥对红壤作物重金属含量的影响及安全风险,研究结果表明:在红壤和黑土的有机肥处理(M)和有机肥加化肥处理(NPKM),高量有机肥加化肥(1.5NPKM)处理中存在土壤Cu风险;Zn元素在红壤和黑土的NPKM1.5NPKMM处理略微上升,灰漠土Zn含量呈下降的趋势。红壤和黑土在NPKM1.5NPKMM处理中随着施肥年限的增加Cd含量上升显著,红壤NPKM和M处理中Cd含量2006年分别为1.48mg/kg和1.31mg/kg,年平均上升0.09mg/kg和0.08mg/kg,达到极显著水平(rNPKM2= 0.8871** rM2=0.9459**, n=6)。Cr元素在红壤和黑土没有风险。Pb元素在三种土壤均没有风险。红壤施有机肥(猪粪)处理存在Cu、Cd污染,黑土施有机肥(牛粪)处理存在Cu、Zn、Cd污染,灰漠土中没有重金属风险。红壤NPKM处理中Cu含量超过国家二级标准,在NPKM和M处理中土壤Cd含量均超过的国家环境质量三级标准。黑土NPKM处理土壤Cd含量超过国家二级标准,1.5NPKM处理中土壤Cd含量超过国家三级标准。红壤的土壤环境质量超标严重,应予以重视。红壤和黑土的有效Cu、有效Pb含量在NPKM1.5NPKMM处理都成上升趋势,快慢为红壤大于黑土,灰漠土的有效Cu含量16年基本持平。有效Zn在三种土壤的变化基本一致,对照(CK)和化肥处理(NNPNKKPNPK)的处理含量变化不明显,NPKM1.5NPKMM肥处理的有效Zn随年份呈上升趋势,上升的快慢为红壤大于黑土大于灰漠土。有效Cd三种土壤均有所上升,其中红壤上升的最快,NPKM和M处理的土壤有效Cd含量从试验起始的0.03 mg/kg分别上升到2006年的0.53 mg/kg和0.58 mg/kg,呈极显著的线性上升趋势(rNPKM2=0.883** rM2=0.952**,n=5)。黑土和灰漠土都表现为后期有机肥处理的有效态Cd略有上升,且灰漠土后期N处理的有效态Cd也略有增加。红壤有效态Cd和黑土有效态Cu、Cd在对照(CK)和化肥处理(NNPNKPKNPK)含量高低取决与pH和全量含量的变化,pH越低,有效态含量越高,全量越高,有效态含量也越高。NPKM1.5NPKMM处理中红壤有效态Cd含量与pH和全量含量的呈极显著正相关,黑土有效态Cu、Cd含量与有机质和全量都的呈极显著正相关。红壤对照(CK)和化肥处理(NNPNKKPNPK)的Cu活化率变化不显著,Cd的活化率高于Cu,且随时间呈显著上升趋势。红壤Cd的活化率与土壤pH呈显著的负相关,在酸化严重的氮处理(N)上活化率达95.7%。NPKM1.5NPKMM处理有机肥的红壤Cu、Cd的活化率随施肥年限呈显著的上升趋势,且Cd活化率与土壤有机质含量呈显著正相关。黑土Cu活化率变化不显著,Cd活化率在化肥和有机肥处理都上升。黑土Cu、Cd活化率在对照(CK)和化肥处理(NNPNKKPNPK)处理中与pH值呈负相关关系,在NPKM1.5NPKMM处理中,与有机质含量呈正相关。2006年红壤玉米和籽粒在1.5NPKM处理和M处理存在Cu累积,玉米秸秆存在着Zn累积,玉米和小麦的籽粒秸秆Pb含量在NPKM处理、1.5NPKM处理和M处理玉米秸秆Pb含量较低,化肥处理偏高。小麦和玉米籽粒和秸秆Cd含量都在NPKM和1.5NPKM处理较高,土壤有效态Cd含量与小麦籽粒和玉米籽粒的Cd含量均达到了显著的正相关关系(r小麦2=0.8623,n=6)(r玉米2=0.7694,n=5),土壤有效Cd含量越高,籽粒中的Cd含量也越高,存在着严重的Cd污染的安全风险。Cu元素的富集系数在玉米籽粒NPK处理中最高,为133.88%。Zn元素的富集系数小麦籽粒高于玉米籽粒,且小麦籽粒在施N处理上高达712.34%。Pb元素玉米籽粒的富集系数高于小麦。Cr元素小麦籽粒的富集系数高于玉米,且在施化肥处理中小麦籽粒的富集系数可高达2954.81%。Cd元素小麦和玉米籽粒的富集系数从对照处理到化肥处理再到有机肥处理富依次降低,且玉米的富集系数大于小麦。小麦、玉米籽粒Pb、Cd和Cr元素含量都有超标现象,小麦各处理籽粒中Pb元素全部超标,玉米籽粒Pb在N、NPK处理超标严重,为国家标准的6-7倍。Cr元素由于红壤中的背景值较高,作物中的Cr元素超标。小麦籽粒在NPKM和1.5NPKM处理中Cd严重超标,存在较高的粮食安全风险。