施肥對蔬菜硝酸鹽含量的影響

馬惠民，王波

（1.蘇州市吳中區(qū)農(nóng)林局，江蘇蘇州，215128；2.蘇州大學(xué)園藝系）

1 氮肥

1.1 氮肥用量

氮肥用量是蔬菜體內(nèi)硝酸鹽累積的根本原因。研究表明，氮肥用量和蔬菜體內(nèi)的硝酸鹽含量呈顯著的正相關(guān)，但其產(chǎn)量沒有以相應(yīng)的比例增加，過量施用氮肥甚至導(dǎo)致產(chǎn)量降低[1～2]。周藝敏等[3]對菠菜、小白菜等6種蔬菜進(jìn)行施肥試驗，都發(fā)現(xiàn)氮素化肥的施用量與菠菜體內(nèi)硝酸鹽含量呈顯著或極顯著正相關(guān)。王朝輝等[4]研究也表明，氮肥用量與蔬菜硝酸鹽含量呈顯著正相關(guān)（r=0.933～0.957），而產(chǎn)量卻沒有相應(yīng)的提高，氮肥用量過高時，蔬菜生長反而受到抑制。Lorenz[5]試驗表明，施氮和不施肥相比，甜菜葉柄的硝酸鹽含量提高70倍，葉片提高30倍，根提高20倍。減少氮肥的施用量，可降低硝酸鹽在蔬菜中的積累。如Mccall等[6]研究結(jié)果表明，當(dāng)?shù)视昧繌?60 kg/hm2降低到200 kg/hm2時，萵苣的硝酸鹽含量明顯下降，而其產(chǎn)量并沒有受到影響。因此，在保證產(chǎn)量的同時，適當(dāng)降低氮肥施用量能降低蔬菜中硝酸鹽的積累，300 kg/hm2為氮肥用量的臨界值[7]。

1.2 氮素形態(tài)

在氮肥用量相同的情況下，不同氮素的形態(tài)也能顯著影響蔬菜中硝酸鹽含量[8]。張春蘭等[9]研究指出，在水培溶液中硝態(tài)氮/銨態(tài)氮為7∶3和5∶5時，菠菜的生長量與硝態(tài)氮為唯一氮源時無明顯差別，但硝態(tài)氮含量卻分別降低21%和25%。在白菜上的研究發(fā)現(xiàn)，隨著營養(yǎng)液中銨態(tài)氮的比例的增加，白菜體內(nèi)硝酸鹽含量降低[10]。朱祝軍等[11]試驗指出，不結(jié)球白菜生長的營養(yǎng)液中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮濃度（mmol/L）比例以5.0∶5.0為最佳。在小白菜上的研究發(fā)現(xiàn)，硝態(tài)氮∶銨態(tài)氮為75∶25處理可以使葉片、葉柄和根系硝酸鹽含量比硝態(tài)氮∶銨態(tài)氮為100∶0處理分別降低了22%，15%和22%。增銨導(dǎo)致小白菜體內(nèi)硝酸鹽含量降低的主要原因是由于增銨降低了營養(yǎng)液中硝態(tài)氮濃度，從而減少了小白菜對硝態(tài)氮的吸收[12]。Breteler等[13]認(rèn)為，銨態(tài)氮能顯著降低硝態(tài)氮的吸收，從而降低植株體內(nèi)的硝酸鹽含量。增銨也可能通過影響光合作用來影響植株的生物量，進(jìn)而“稀釋”植株體內(nèi)的硝酸鹽濃度。如在水培條件下，銨、硝態(tài)氮等比例混合供應(yīng)，小麥中后期葉綠素含量最高[14]。在大田條件下，增銨加快水的光解和電子傳遞的速率[15]。胡承孝等[16]的土培試驗發(fā)現(xiàn)，施用硫酸銨和氯化銨時小白菜的硝酸鹽含量分別比施用硝酸銨低38.9%和38.8%；對油菜施用尿素、硫銨、硝銨及碳銨等4種氮肥的試驗研究結(jié)果表明，按硝酸鹽含量高低排列，油菜葉片硝酸鹽含量為尿素＞碳銨＞硝銨＞硫銨；葉柄為尿素＞硝銨＞硫銨＞碳銨[17]。說明以硝態(tài)氮為氮源時，蔬菜的硝酸鹽含量高，而施用銨態(tài)氮或銨硝混合氮肥可以降低蔬菜的硝酸鹽含量，但降低的程度因蔬菜的種類和生長條件而有一定的差異。

2 磷肥

作為作物三大營養(yǎng)元素之一的磷和氮素代謝密切相關(guān)。磷是硝酸還原酶的組成元素之一，而且葉片中硝酸還原酶的電子供體煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（FADH）由磷酸甘油醛產(chǎn)生。因此，磷對硝態(tài)氮在植物體內(nèi)的還原有重要作用。增加磷肥用量，提高植株體內(nèi)磷含量水平，有利于提高植物對硝態(tài)氮的還原轉(zhuǎn)化能力。針對不同的蔬菜種類確定合理的氮磷用量及比例，對維持蔬菜高產(chǎn)，降低硝態(tài)氮含量，改善品質(zhì)具有重要意義。因此，磷有利于硝態(tài)氮的還原，進(jìn)而降低蔬菜體內(nèi)硝酸鹽的含量。土壤有效態(tài)磷酸鹽含量低時，植物迅速吸收無機氮化物，并在體內(nèi)累積。當(dāng)有效磷酸鹽含量豐富時，對無機氮化物吸收降低。所以，施用磷肥可能改變植物體內(nèi)氮素平衡[18]。林志剛等[19]的試驗表明，以磷石膏為添加劑的氮肥表現(xiàn)了較好的降低葉菜類蔬菜硝酸鹽含量的效果，尤其在缺磷的輕度鹽漬化土壤上，可達(dá)到降低硝酸鹽30%～50%的效果并能比單施氮肥的蔬菜有較明顯的增產(chǎn)效應(yīng)。高祖明等[20]通過基質(zhì)栽培研究表明，缺磷比增施氮肥更容易導(dǎo)致葉菜類硝酸鹽的積累。 與高氮區(qū)（N∶P2O5∶K2O=12∶2∶4）相比，缺磷區(qū)（N∶P2O5∶K2O=6∶0∶4）蔬菜體內(nèi)硝酸鹽積累更多。缺磷區(qū)由于未施用磷肥，氮磷比過大，硝酸鹽的積累量竟達(dá)高氮區(qū)的5.71倍（小白菜）和2.40倍（菠菜），對菠菜增施磷肥（過磷酸鈣 75 kg/667 m2），使植株硝酸鹽含量降低31.8%。劉永菊等[21]研究發(fā)現(xiàn)，在供試土壤有效磷含量為75.3 mg/kg時，磷肥對大白菜硝酸鹽積累影響不顯著。在小白菜上的研究發(fā)現(xiàn)，在土壤缺磷時，小白菜硝酸鹽累積量比對照高81%，增施磷肥可降低其硝酸鹽含量[16]。因此，磷對蔬菜硝酸鹽含量的影響主要是決定于土壤有效磷含量及施氮水平。林志剛等[19]在北方缺磷土壤中試驗發(fā)現(xiàn)，增施磷肥可以降低蔬菜硝酸鹽含量。在植株體內(nèi)，硝酸鹽含量與全磷含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即全磷含量高，硝酸鹽含量低。因此，施用適當(dāng)?shù)牧追视兄诮档褪卟酥邢跛猁}含量[22]。

施用磷肥對蔬菜生長和硝酸鹽積累的影響雖已有不少報道，但至今看法不一。因此，磷與硝酸鹽積累的關(guān)系尚需進(jìn)一步深入研究。

3 鉀肥

鉀對作物硝態(tài)氮的吸收、還原及氮素代謝過程密切相關(guān)。它能夠促進(jìn)光合作用，提高CO2的同化率，為硝酸鹽的還原提供充足的能量；鉀能促進(jìn)碳水化合物的運輸，特別是從地上部向根系的運輸，提高根系的活力，從而增加根系對硝態(tài)氮的吸收，增加硝酸鹽的積累。鉀還是硝態(tài)氮在植物體內(nèi)運輸?shù)陌殡S離子，以鉀為伴隨離子可以加速硝態(tài)氮由根部向地上部的轉(zhuǎn)移，也可以提高莖葉硝態(tài)氮的含量[23]。此外，鉀也是多種酶的激活劑。如：鉀是硝酸還原酶的激活劑，增加鉀的供應(yīng)可以顯著提高硝酸還原酶的活性，加快硝酸鹽的還原同化。鉀還能促進(jìn)植物體內(nèi)蛋白質(zhì)和核蛋白的合成，在大量鉀素存在時，植物所吸收的硝態(tài)氮能很快轉(zhuǎn)化成合成氨基酸的原料，從而減少硝酸鹽的積累?？梢?，鉀既能促進(jìn)蔬菜對硝態(tài)氮的吸收，增加硝酸鹽的積累，也能促進(jìn)其還原轉(zhuǎn)化，減少硝酸鹽的含量。由此可見，鉀肥與蔬菜硝酸鹽積累關(guān)系十分復(fù)雜。在黃瓜上的研究表明，隨著鉀素供應(yīng)增加，黃瓜體內(nèi)的硝酸鹽含量逐漸降低[24]。何天秀等[25]研究表明，蔬菜中的鉀與硝酸鹽含量呈極顯著的負(fù)相關(guān)，其回歸模型為指數(shù)曲線方程。增施鉀肥，氮鉀平衡有利于控制蔬菜中硝酸鹽的含量[26]，而偏施氮肥則相應(yīng)提高硝酸鹽含量。芹菜施硝酸銨配施氯化鉀，芹菜中硝酸鹽含量大幅度降低，同時產(chǎn)量大大提高[27]。說明氮鉀配施既能提高蔬菜產(chǎn)量，又能降低蔬菜中硝酸鹽累積量。試驗證明[27]，芹菜、蘿卜根中硝酸鹽和鉀含量呈極顯著的負(fù)相關(guān)，蘿卜中硝酸鹽含量能夠受含鉀量的制約，施用鉀肥是減少蔬菜硝酸鹽含量的有效措施之一。在鉀肥的選用上，又以氯化鉀效果優(yōu)于硫酸鉀。

4 微量元素

近年來的一些研究結(jié)果表明，施用微量元素對于減少蔬菜硝酸鹽含量有一定效果。鉬顯著影響蔬菜硝酸鹽含量，因為鉬是構(gòu)成硝酸還原酶的元素，缺鉬使硝酸還原酶合成受阻，因此蔬菜中硝酸鹽含量皆隨鉬肥用量增加而降低[28]。噴Mo 200～400 mg/L，雪里蕻葉片中 NO3－含量下降幅度為 41%～76%[17]。 王雙明[29]研究表明，小白菜采前2 d葉面噴鉬酸鈉（800 mg/L）能降低植株內(nèi)NO3－的含量，增加硝酸還原酶活性。黃啟為等[30]指出，在小白菜收獲前10 d噴鉬或錳各1次，噴鋅3次可很好的降低蔬菜體內(nèi)硝酸鹽含量，作用大小為Mo＞Mn＞Zn。 胡勤海等[31]也報道，根外追施 Mo、Mn 和稀土元素，對蔬菜葉片硝酸還原酶有激活作用，使植株內(nèi)硝酸鹽含量下降。胡承孝等[32]認(rèn)為缺硼和高硼均導(dǎo)致NRA下降，從而使硝酸鹽含量增加。氯離子對硝酸根有拮抗作用和替代硝態(tài)氮在滲透調(diào)節(jié)方面的作用，促進(jìn)硝態(tài)氮從液泡向細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移并還原[33]，同時氯離子的存在可以抑制硝化細(xì)菌的活性[34]。

5 有機肥料

劉秀茹等[35]研究認(rèn)為，施用有機肥料是降低蔬菜硝酸鹽含量，提高產(chǎn)品營養(yǎng)價值的有效措施。有機肥中含有較多的酚、糖、醛類化合物及羧基，施用有機肥能降低蔬菜硝酸鹽含量，其原因有2個[36]，一是生物降解有機質(zhì)，養(yǎng)分釋放緩慢，蔬菜能更好地吸收養(yǎng)分；二是可能與有機質(zhì)對肥料中NH4+的吸附和固定，抑制NH4+的硝化作用，促進(jìn)土壤反硝化過程，減少硝態(tài)氮的形成有關(guān)[37]。研究表明，盆栽條件下冬青菜以尿素配腐熟雞糞為基肥，50%尿素+50%雞糞處理，收獲后土壤殘留硝態(tài)氮含量為7.6 mg/kg，與100%尿素處理相比減少硝態(tài)氮93.8%，土壤中硝態(tài)氮含量隨雞糞堆肥的施用量增加而減少，呈顯著的負(fù)相關(guān)（R=－0.969*）。等氮量試驗表明，芹菜體內(nèi)硝酸鹽含量不施肥處理為442 mg/kg，施有機肥處理為744 mg/kg，施化肥處理為1 480 mg/kg[38]，楊少海等[34]在芹菜上也得出類似的結(jié)論。據(jù)李元芳[39]的試驗證明，施用不同肥料，蔬菜體內(nèi)硝酸鹽含量差異很大，影響硝酸鹽在蔬菜體內(nèi)積累增多的肥料類型依次是：氮素化肥＞當(dāng)?shù)貪a肥＞高溫堆肥＞微生物肥料。如番茄上施用微生物肥料1500kg/hm2，其硝酸鹽含量平均是135±4.2 mg/kg，而施用600 kg/hm2尿素，則硝酸鹽含量增為379±24.0 mg/kg，兩者相差近2倍。除硝酸鹽外，施用微生物肥還能減少蔬菜體內(nèi)的汞、鎘、鉛含量，達(dá)到控制污染的目的。可見，施有機肥是降低蔬菜硝酸鹽累積的有效措施，與氮素化肥相比，肥料對蔬菜硝酸鹽含量影響不同，施用牛糞和生物發(fā)酵雞糞可以使生菜硝酸鹽含量降低，而施用豆粕、豬糞則使生菜硝酸鹽含量顯著升高[41]。但過量施用有機肥，也能導(dǎo)致蔬菜硝酸鹽含量增加。

6 硝化抑制劑

由于旱地土壤中存在著十分強烈的硝化作用，施入旱地土壤中的銨態(tài)氮很快就會被硝化成硝態(tài)氮，因此，無論施何種形態(tài)氮肥，生長在旱地土壤上的蔬菜主要吸收的都是硝態(tài)氮。為降低和控制蔬菜硝酸鹽的含量，目前國外普遍施用氮抑制劑來抑制土壤硝化細(xì)菌的活性，從而達(dá)到降低土壤和蔬菜硝酸鹽含量的目的。最常見的硝化抑制劑有：乙炔、雙氰胺（DCD）和2－氯－6－（三氯甲基）吡啶等[43]。西德在全國普遍采用雙氰胺作為硝化抑制劑來控制蔬菜硝酸鹽的含量，取得了較好的效果[44]。胡勤海等[31]研究指出，雙氰胺對蔬菜中硝酸鹽的積累有明顯的抑制作用，與只施尿素相比，添加10%～20%的雙氰胺可以使青菜葉片中的硝酸鹽含量降低35.7%～71.1%，莖降低14.5%～54.7%，蘿卜葉中NO3－含量降低29.9%～34.6%，莖降低11.7%～32.2%，從而使蔬菜中NO3－含量可降至高度污染水平以下（≤14 40 mg/kg）。傅柳松等[45]報道，施用雙氰胺能夠顯著降低蔬菜硝酸鹽含量，雙氰胺以10%的比例加入肥料中，可使菠菜的硝酸鹽含量降低10%，油菜葉柄減少44.5%，葉片減少24.8%，有效期可以維持110 d[46]。Lorenz[5]指出在田間以75%的銨態(tài)氮和25%的硝態(tài)氮為氮源，配合施入5 mg/kg的氮吡啉（2－氯－6－三氯甲基吡啶）作為硝化抑制劑，可以明顯降低蔬菜硝酸鹽的含量而生長不受影響。但在美國等國家發(fā)現(xiàn)氮吡啉對某些氮肥抑制的有效性尚有一些問題，在用尿素＋氮吡啉時，對甜玉米中的硝酸鹽毫無影響[44]。商照聰?shù)萚42]研究指出，雙氰胺與碳銨配合施用，能夠抑制銨態(tài)氮硝化產(chǎn)生硝態(tài)氮，使土壤在更長時間內(nèi)保持更高的銨態(tài)氮含量?？梢姡锌赡芡ㄟ^配施硝化抑制劑，使土壤中的氮素保持一定的硝態(tài)氮/銨態(tài)氮，從而降低蔬菜中硝酸鹽的累積。

雙氰胺是一種氨基氰化鹽類化合物，雙氰胺中的氰對生物的呼吸有抑制作用，但其毒性隨時間的推遲而降低，分解產(chǎn)物為氮化合物，極易為植物所同化，通常24～48 h后即無殘留，故雙氰胺是一種理想的氮抑制劑。雙氰胺用量一般以占總施入純氮量的10%～20%為宜，施肥與收獲間隔期以15 d左右為佳，雙氰胺過多則會影響產(chǎn)量，收獲過早則效果不明顯。

總之，蔬菜是人們生活中不可缺少的副食品，消除和防止蔬菜硝酸鹽污染是保證人民身體健康，提高人民生活水平的大勢所趨，生產(chǎn)者、消費者、經(jīng)營者、生產(chǎn)、市場管理部門以及全社會都應(yīng)該予以足夠重視。

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