重慶市菜園土壤與蔬菜硝酸鹽和亞硝酸鹽含量及相關(guān)性研究

楊 蕓，王崇力，徐衛(wèi)紅*，江 玲，周 坤，劉 俊，張明中，王正銀，謝德體

（西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400715）

重慶市菜園土壤與蔬菜硝酸鹽和亞硝酸鹽含量及相關(guān)性研究

楊 蕓，王崇力，徐衛(wèi)紅*，江 玲，周 坤，劉 俊，張明中，王正銀，謝德體

（西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400715）

研究重慶4 個(gè)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)市售3大類19 種蔬菜73 個(gè)樣品中硝酸鹽含量及重慶市13 個(gè)主要蔬菜基地土壤和蔬菜的硝酸鹽、亞硝酸鹽含量及相關(guān)性。結(jié)果表明，重慶市售蔬菜不同種類及同種蔬菜不同部位的硝酸鹽含量差異顯著。大小順序?yàn)槿~菜類＞茄果類＞蔥蒜類（X= 1 078.39 mg/kg）；萵苣葉＞萵苣莖（X=1 871.62 mg/kg）。葉菜類全部超過(guò)了一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，污染指數(shù)高達(dá)9.09，污染程度最為嚴(yán)重；茄果類和蔥蒜類超過(guò)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的樣本占81.3%和87.5%，污染指數(shù)分別高達(dá)8.85和6.56。重慶市13 個(gè)主要蔬菜基地不同蔬菜以及同種蔬菜不同部位的硝酸鹽含量差異也顯著，大小順序?yàn)樘}卜葉＞萵苣莖（X =730.88 mg/kg）＞萵苣葉（X =693.32 mg/kg）＞白菜（X =617.63 mg/kg）＞蘿卜根（X= 575.74 mg/kg）。土壤中含量差異也顯著，大小順序?yàn)榉N植萵苣的土壤（X =75.24 mg/kg）＞種植白菜的土壤＞種植蘿卜的土壤。蔬菜可食部分的硝酸鹽與土壤中的含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，線性方程y=407.872+4.796x。供試重慶市13 個(gè)主要蔬菜基地土壤及蔬菜可食部分的含量均較低且差異不顯著，蔬菜中的亞硝酸鹽含量和土壤中的含量也無(wú)顯著相關(guān)性。

蔬菜；相關(guān)性

蔬菜是喜硝態(tài)氮且極易富集硝酸鹽的作物[1-2]。人類攝入的硝態(tài)氮有72%～94%來(lái)自蔬菜[3]。蔬菜中硝酸鹽含量受蔬菜品種、生長(zhǎng)期、栽培條件等多種因素的影響[4]。但研究表明，氮肥過(guò)量施用，是導(dǎo)致菜田土壤和蔬菜體內(nèi)硝酸鹽積累的根本原因[5]。硝酸鹽被人體攝入進(jìn)入消化道后，易還原為對(duì)人體有致癌危害的亞硝酸鹽[6]。菜地土壤和蔬菜的硝態(tài)氮?dú)埩粢恢笔艿饺藗冴P(guān)注，合理的土壤氮素管理對(duì)提高蔬菜產(chǎn)量品質(zhì)及保護(hù)土壤環(huán)境質(zhì)量至關(guān)重要。

2009年重慶市蔬菜種植面積和總產(chǎn)量分別達(dá)到828萬(wàn) 畝和1 177萬(wàn) t，面積和總產(chǎn)量年均增長(zhǎng)超過(guò)了15.0%。隨著農(nóng)業(yè)集約化水平的提高，氮肥的大量施用引起的菜田硝酸鹽和亞硝酸鹽富集也日趨突出。同時(shí)，近幾年重慶地區(qū)消化系統(tǒng)癌癥發(fā)病率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。20世紀(jì)90年代，黃建國(guó)等[7]報(bào)道過(guò)重慶市蔬菜硝酸鹽、亞硝酸鹽含量及其與環(huán)境的關(guān)系。但是，近年來(lái)關(guān)于重慶市菜園土壤及蔬菜硝酸鹽和亞硝酸鹽的狀況及其相關(guān)性研究尚無(wú)資料。本實(shí)驗(yàn)以 重慶市4 個(gè)主要農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)市售19 種蔬菜、重慶市13 個(gè)主要蔬菜基地耕層土壤及栽培蔬菜為研究對(duì)象，研究了重慶市售蔬菜硝酸鹽含量現(xiàn)狀、重慶市主要蔬菜基地土壤及蔬菜硝酸鹽、亞硝酸含量以及二者可能存在的相關(guān)性，為菜園土壤合理施肥提出科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2012年2月—2013年5月在重慶市4 個(gè)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)（兩路、學(xué)田灣、北碚天生和沙坪壩農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)）隨機(jī)采集不同種類市售蔬菜樣品，包括綠葉菜類、茄果類、蔥蒜類3 類19 種蔬菜73 個(gè)樣品。同時(shí)，在重慶市潼南桂林、柏梓和新勝，璧山城北，涪陵大木，萬(wàn)州陳家壩，武隆仙女山，渝北關(guān)興（玉峰山），九龍坡白市驛，江津吳灘、仁沱，大足復(fù)隆，北碚區(qū)龍鳳橋鎮(zhèn)13 個(gè)主要蔬菜基地采集成熟期蔬菜樣品。每種蔬菜采集5～10 個(gè)樣品，每一樣品由5～10 株混合組成。同步采用梅花多點(diǎn)（5～10 點(diǎn)）取1.5～2.0 kg土樣，采樣深度0～20 cm，裝于聚乙烯塑料袋。

1.2 方法

新鮮蔬菜取可食部位，用清水清洗，再用無(wú)離子水洗凈，然后擦干、剪碎、晾干后，用10 000 r/min高速組織搗碎機(jī)切斷搗碎，制成勻漿備樣檢測(cè)，按照GB/T 5009.33—2010《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》，亞硝酸鹽采用鹽酸萘乙二胺法測(cè)定，硝酸鹽采用鎘柱還原法測(cè)定。新鮮土樣用1 mol/L的KCl溶液浸提，硝態(tài)氮在210 nm和275 nm波長(zhǎng)處用紫外分光光度法測(cè)定；亞硝態(tài)氮在543 nm波長(zhǎng)處用可見(jiàn)分光光度法測(cè)定[8]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 重慶市售主要蔬菜硝酸鹽含量

2.1.1 蔬菜硝酸鹽含量

表1 重慶市售主要蔬菜硝酸鹽含量Table 1 Nitrate contents in commercial vegetables from Chongqing

2.1.2 蔬菜硝酸鹽污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

表2 蔬菜硝酸鹽分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[3]Table 2 Evaluation criteria of nitrate in vegetables[3]

表3 重慶市售主要蔬菜的硝酸鹽污染指數(shù)Table 3 Nitrate pollution index of commercial vegetables from Chongqqiinngg

參照姚春霞等[3]對(duì)蔬菜硝酸鹽分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，由表2和表3可知，重慶市售蔬菜中葉菜類蔬菜41 個(gè)樣全部超過(guò)了一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中有37 個(gè)樣品超過(guò)了二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，占90.2%，25 個(gè)樣品超過(guò)了三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，占61%，2 個(gè)樣超過(guò)了四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，占4.9%；蔥蒜類16 個(gè)樣有14 個(gè)樣品超過(guò)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，占87.5%，有12 個(gè)樣品超過(guò)了二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，占75%，6 個(gè)樣品超過(guò)了三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)占37.5%；茄果類16 個(gè)樣有13 個(gè)樣品超過(guò)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，占81.3%，有9 個(gè)樣超過(guò)了二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，占56.3%，6 個(gè)樣超過(guò)了三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，占37.5%，1 個(gè)樣超過(guò)了四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，占6.3%。葉菜類、蔥蒜類、茄果類的平均污染指數(shù)為3.75、2.5、3.07（表3），參考陳書(shū)玉[9]對(duì)蔬菜硝酸鹽污染指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，均為中度污染。但葉類、蔥蒜類和茄果類蔬菜污染指數(shù)最大值分別高達(dá)9.09、6.56和8.85，污染程度均達(dá)到了重度污染。

表4 重慶市主要蔬菜基地土壤中和含量Table 4 Nitrate and nitrite contents in soils from major vegetable bases in Chongqing

表4 重慶市主要蔬菜基地土壤中和含量Table 4 Nitrate and nitrite contents in soils from major vegetable bases in Chongqing

統(tǒng)計(jì)參數(shù) 白菜 萵苣 蘿卜NO3--N NO3--N NO2--N NO2--N NO3--N NO2--N樣本個(gè)數(shù) 12 12 6 6 5 5最小值/（mg/kg） 1.19 0.04 13.40 0.04 14.46 0.06最大值/（mg/kg） 182.64 1.18 177.58 0.8 58.03 1.44平均值/（mg/kg） 47.05 0.32 75.24 0.31 33.42 0.35標(biāo)準(zhǔn)偏差/（mg/kg） 66.28 0.50 60.47 0.36 19.54 0.61 CV/% 140.87 156.25 80.37 116.13 58.47 174.29

供試重慶市主要蔬菜基地種植白菜、萵苣、蘿卜的土壤中硝酸氮的分析結(jié)果表明（表4），3 種蔬菜土壤中平均含量大小順序?yàn)榉N植萵苣的土壤75.24 mg/kg）＞種植白菜的土壤＞種植蘿卜的土壤；并且種植不同蔬菜的土壤中含量變異系數(shù)差異顯著，其中，變異系數(shù)大小順序?yàn)榉N植白菜的土壤（CV=140.87%）＞種植萵苣的土壤（CV=80.37%）＞種植蘿卜的土壤（CV=58.47%），其中種植白菜的土壤變異系數(shù)較大。土壤中亞平均含量差異不大，大小順序?yàn)榉N植蘿卜的土壤＞種植白菜的土壤0.32 mg/kg）＞種植萵苣的土壤（表4）。土壤中含量變異系數(shù)較大，均大于1，且差異顯著，大小順序?yàn)榉N植蘿卜的土壤（CV=174.29%）＞種植白菜的土壤（CV=156.25%）＞種植萵苣的土壤（CV=116.13%）。

表5 重慶市主要蔬菜基地蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量Table 5 Nitrate and nitrite contents in vegetables from major vegetable bases of Chongqing

重慶市主要蔬菜基地蔬菜可食部分中硝酸鹽含量分析結(jié)果表明（表5），不同蔬菜以及同種蔬菜不同部位中硝酸鹽含量均有差異且差異顯著，幾種蔬菜可食部分中硝酸鹽平均含量大小順序?yàn)樘}卜葉＞萵苣莖＞萵苣葉＞白菜＞蘿卜根。與蔬菜中硝酸鹽含量分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)比（表2），這3 種蔬菜可食部分中硝酸鹽平均含量均超過(guò)了一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但都未超過(guò)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。不同蔬菜以及同種蔬菜不同部位可食部分中硝酸鹽含量變異系數(shù)差異顯著，大小順序?yàn)樘}卜根（CV=176.32%）＞白菜（CV=97.40%）＞蘿卜葉（CV=73.58%）＞萵苣葉（CV=60.65%）＞萵苣莖（CV=27.21%）。供試蔬菜可食部分中亞硝酸鹽含量均較低，差異也不顯著（表5），大小順序?yàn)樘}卜葉3.72 mg/kg）＞萵苣莖）＞萵苣葉1.61 mg/kg）＞蘿卜根＞白菜1.20 mg/kg）；3種蔬菜變異系數(shù)差異顯著，大小順序?yàn)樘}卜葉（CV=158.33%）＞萵苣葉（CV=91.30%）＞蘿卜根CV=55.17%）＞白菜（CV=55.00%）＞萵苣莖（CV=40.10%）。

圖1 蔬菜硝酸鹽含量隨土壤硝態(tài)氮含量變化趨勢(shì)圖Fig.1 Linear relationship of nitrate content in vegetables with nitrate nitrogen content in soils

2.4 蔬菜中亞硝酸鹽和土壤中NO2--N的相關(guān)性

經(jīng)檢驗(yàn)，重慶市主要蔬菜基地蔬菜中亞硝酸鹽和土壤中NO2--N無(wú)顯著的線性相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r分別為-0.036、-0.54、0.601、-0.254和-0.585，P值分別為0.911、0.268、0.590、0.680和0.300，差異不顯著。而此次采集的所有蔬菜的可食部分的亞硝酸鹽與土壤NO2--N經(jīng)檢驗(yàn)，相關(guān)系數(shù)r為-0.179，P=0.337＞0.05，差異不顯著。進(jìn)一步進(jìn)行曲線擬合，所有曲線差異均不顯著（P＞0.05）。

3 討 論

供試重慶4 個(gè)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)蔬菜可食部分的硝酸鹽含量以葉菜類＞茄果類＞蔥蒜類。葉菜類蔬菜全部樣品硝酸鹽均超過(guò)了一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，且葉菜中硝酸鹽最高污染指數(shù)以及平均污染指數(shù)均高于蔥蒜類和茄果類?？梢?jiàn)，取食葉、莖等營(yíng)養(yǎng)器官或貯藏體的葉類蔬菜的硝酸鹽含量明顯高于取食其繁殖器官的茄果類和蔥蒜類蔬菜。這可能與葉菜類耐肥性極強(qiáng)，施氮肥比其他蔬菜品種要高，而且易于富集硝酸鹽有關(guān)[3]。研究發(fā)現(xiàn)，市售茄果類蔬菜中硝酸鹽含量較早前黃建國(guó)等[7]報(bào)道的茄果類蔬菜中硝酸鹽含量增加了近10倍。原因可能是近年來(lái)茄果類蔬菜大量使用氮肥提高產(chǎn)量，從而導(dǎo)致可食部位中硝酸鹽含量顯著增加。根據(jù)對(duì)重慶市主要蔬菜基地的施肥調(diào)查結(jié)果表明，露地番茄的施氮量普遍在300 kg/hm2左右，而重慶市的番茄較佳施氮量為200 kg/hm2。此外，同一蔬菜不同部位中硝酸鹽含量也不同，該結(jié)果與都韶婷[10]報(bào)道相似。原因可能是不同組織硝酸還原酶活性、吸收速率、Vmax、Km及親和力等不同所致[10]。葉片硝酸鹽含量取決于硝酸還原酶活性、吸收速率和親和力3方面的影響；葉柄硝酸鹽含量與Vmax和Km相關(guān)性更大；根系硝酸鹽含量則與Vmax極顯著相關(guān)[10]。從變異系數(shù)來(lái)看，茄果類蔬菜變異系數(shù)（CV=83.0%）明顯高于葉菜類（CV=52.1%）和蔥蒜類（CV=56.1%），說(shuō)明品種和環(huán)境條件（氮肥種類及施用量、土壤性質(zhì)等）對(duì)茄果類蔬菜積累硝酸鹽有較大影響。

供試3大類蔬菜的硝酸鹽均出現(xiàn)超過(guò)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，且葉菜類和茄果類蔬菜的硝酸鹽超過(guò)四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，這可能是由于氮肥施用過(guò)量，磷、鉀肥配比不當(dāng)有關(guān)。表明重慶市售蔬菜受硝酸鹽污染較為嚴(yán)重。葉類和茄果類蔬菜的硝酸鹽平均含量分別為1 619.73 mg/kg和1 327.67 mg/kg，因此，生食和鹽漬不宜。蔥蒜類蔬菜的硝酸鹽平均含量為1 078.39 mg/kg，建議不生食，可鹽漬、熟食。

重慶市主要蔬菜基地蔬菜可食部分的硝酸鹽含量均超過(guò)了一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但都未超過(guò)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。供試主要蔬菜基地3 種蔬菜較農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)市售蔬菜的硝酸鹽含量低1.72～2.26 倍，說(shuō)明，供試主要蔬菜基地蔬菜中硝酸鹽污染較農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)市售蔬菜明顯要輕。不同種類蔬菜以及同種蔬菜不同部位可食部分的硝酸鹽含量變異系數(shù)差異顯著。因此，蔬菜體內(nèi)積累硝酸鹽不僅與產(chǎn)地菜園土肥力狀況、氮肥種類及施用量、水分管理及采收時(shí)期等有關(guān)，而且還受蔬菜種類、品種及不同部位的影響[10,12-15]。供試蔬菜可食部分的亞硝酸鹽含量均較低，遠(yuǎn)低于WHO/FAO規(guī)定的允許值15.5 mg/kg。此結(jié)果與王芳等[12]和唐建初等[16]報(bào)道類似。原因是植物體中亞硝酸還原酶的活力遠(yuǎn)高于硝酸酶的活力，當(dāng)植物根系吸收的硝酸鹽被硝酸還原酶還原成亞硝酸鹽后，就會(huì)連續(xù)被活力較高的亞硝酸還原酶還原成胺，因此植物體一般不會(huì)積累過(guò)多的亞硝酸鹽[3]。重慶市主要蔬菜基地土壤中和含量以及蘿卜中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量的變異系數(shù)大多大于1，原因可能受品種和環(huán)境條件（氮肥種類及施用量、土壤性質(zhì)、氣候等）的影響較大有關(guān)。重慶蔬菜基地蔬菜可食部位中硝酸鹽和土壤中呈現(xiàn)顯著相關(guān)性，蔬菜可食部分的硝酸鹽含量隨土壤中含量的增加而顯著增加。該結(jié)果與姚春霞等[3]報(bào)道相似。蔬菜中的硝酸鹽主要是通過(guò)根系吸收土壤溶液中的而土壤溶液中的除了少量由土壤有機(jī)質(zhì)礦化而來(lái)外，主要來(lái)自N素肥料的施用，氮肥的施用是蔬菜的硝酸鹽-N污染的主要來(lái)源[3]。因此，合理施用氮肥是控制蔬菜體內(nèi)硝酸鹽積累的重要措施[17-19]。本實(shí)驗(yàn)中，萵苣葉、莖和蘿卜葉中硝酸鹽與土壤中含量，以及蔬菜可食部分的亞硝酸鹽含量與土壤中含量之間無(wú)顯著相關(guān)性，可能是品種、土壤肥力、氣候條件以及各地施肥差異等原因所致[3-4,20-22]。

4 結(jié) 論

供試重慶4 個(gè)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)市售3 類19 種蔬菜不同種類及同種蔬菜不同部位的硝酸鹽含量差異顯著。葉菜類全部超過(guò)了一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，污染程度最為嚴(yán)重。茄果類和蔥蒜類超過(guò)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的占樣本的81.3%和87.5%。

重慶市13 個(gè)主要蔬菜基地蔬菜可食部分的硝酸鹽含量均超過(guò)了一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但都未超過(guò)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。種植萵苣的土壤中含量超標(biāo)較為嚴(yán)重。蔬菜中硝酸鹽含量和受土壤中含量蔬菜種類、產(chǎn)地菜園土肥力狀況、氮肥種類及施用量等影響較大。供試重慶市13 個(gè)主要蔬菜基地土壤及蔬菜可食部分的亞硝酸鹽含量均較低且差異不顯著。

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Nitrate and Nitrite Contents and Correlations of Vegetables with Soil in Chongqing

YANG Yun, WANG Chong-li, XU Wei-hong*, JIANG Ling, ZHOU Kun, LIU Jun, ZHANG Ming-zhong, WANG Zheng-yin, XIE De-ti
(College of Resources and Environmental Sciences, Southwest University, Chongqing 400715, China)

Nitrate contents of 73 samples of 19 species of vegetables from three categories collected from four farmers’markets in Chongqing municipality were investigated. The contents of nitrate and nitrite in vegetables from 13 major vegetable planting bases in Chongqing were analyzed and correlated with those of soil samples from these planting bases. The results showed that significant differences in nitrate contents were observed among different vegetable species and different parts of the same species, and the decreasing order was leaf vegetables＞ solanaceous vegetables＞ allium vegetablesand lettuce leaves＞ lettuce stemsThe content of nitrate in all leaf vegetables exceeded level I standard, showing a pollution index up to 9.09. About 81.3% of solanaceous vegetables and 87.5% of allium vegetables exceeded level I standard, and pollution index was up to 8.85 and 6.56, respectively. Significant differences in nitrate nitrogen were found among different vegetable species and among different parts of the same species from 13 vegetable planting bases, and the descending order was radish leaves＞ lettuce stems＞ lettuce leaves（693.32 mg/kg) ＞ cabbages＞ radish rootsSignificant differences in nitrate nitrogen were also observed in soils from the vegetable bases, and the decreasing order was lettuce-growing soil＞ cabbage-growing soil＞ radish-growing soilSignificant linear correlation of nitrate contents was found between vegetables and soils (y = 407.872 + 4.769x). The contents of nitrite in vegetables and soils from 13 vegetable bases were low, without showing significant differences. Moreover, no significant correlation of nitrite contents was found between vegetables and soils.

vegetables;correlation

S63；X56

A

1002-6630（2014）14-0136-05

10.7506/spkx1002-6630-201414026

2013-08-05

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（Nycytx-35-gw16）；“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2007BAD87B10）

楊蕓（1989—），女，碩士研究生，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)與環(huán)境生態(tài)研究。E-mail：410713602@qq.com

*通信作者：徐衛(wèi)紅（1969—），女，教授，博士，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)與環(huán)境生態(tài)研究。E-mail：xuwei_hong@163.com