全 文 ：第 l0卷 第 4期
2 0 0 2年 1 2月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．10 No．4
Dec．， 2002
沼气发酵残余物对减少叶菜硝酸盐积累的影响研究*
史雅娟 杨林书 李国学
(中国科学院生态环境研究中心 北京 100085)(中国农业大学生态和环境科学系 北京 100094)
摘 要 利用沼气发酵残余物(沼液、沼渣，以下简称沼肥)生产低硝酸盐蔬菜的可行性试验表明，与化肥相 比，适
量沼肥或沼肥与化肥配合施用，均可明显减少蔬菜体内硝酸盐的积累，等 N量的全沼肥较沼肥与化肥配合施用控
制 效果 更好。 油菜喷施沼液 比灌施 降低硝 酸盐含量 ，而菠菜 喷施沼液反 而比灌 施提高 硝酸 盐含量 。相 同施肥量 下
油菜体 内硝酸盐含量上等肥力土壤明显高于低等肥力土壤；沼肥或沼肥与化肥配施在高肥力土壤上减少硝酸盐积
累的作用 比低肥力土壤更明显。施用沼肥对减少大棚油菜积累硝酸盐的作用更明显，而对菠菜作用反之，露地菠
菜减少 硝酸盐 积累的作用 明显。
关键词 沼气发酵残余物 油菜 菠菜 硝酸盐
Effect of anaerobic fermentation residues on nitrate accumulation in leaf vegetables．SHI Ya-Juan(Research Center for
Eco-Environmental Sciences，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100085)，YANG Lin—Shu，LI Guo-Xue(Department
of Ecological and Environmental Sciences，China Agricultural University，Beijing 100094)，CJEA，2002，10(4)：58～6l
Abstract The experiments in pot culture and field are conducted tO study the factors of anaerobic fermentation residues
(AFR)on nitrate accumulation in leaf vegetables．The exploration of strategy in nitrate accumulation aims at supporting
the improvement of energy-environment engineering and the production of safe food．The results show that compared to
chemical fertilizer，AFR can decrease the nitrate accumulation in rape and spinach；nitrate content in plant tissue is in—
creased with the increase of percentage of chemical nitrogen in the mixture of chemical fertilizer and AFR．Comparing
spraying dressing digested slurry with irrigation，spraying method can reduce the nitrate content of rape，however，a re—
verse result is found in spinach．The nitrate accumulation in rape affected by AFR has more apparent effect in high fertility
soil than that in low one，and the regulation effect is more effectively in high fertility soil．To regu late the nitrate accumu—
lation in plant has more apparent effect on rape under greenhouse cultivation and more apparent effect on spinach under
open—air cultivation．
Key words Anaerobic fermentation residues，Rape，Spinach，Nitrate
目前蔬菜生产中大量施用 N素化肥，导致蔬菜品质下降，如引起硝酸盐在蔬菜体内过多积累，由于沼气
发酵残余物不能合理利用而造成二次污染及经济效益低下，常使沼气工程的应用受到限制。大量研究表明，
沼液、沼渣可用作优质的饲料、有机肥料、生物农药、保鲜剂等 。为此，以沼液、沼渣(以下简称沼肥)作为
蔬菜肥料，研究不同沼肥施用量与蔬菜硝酸盐含量的关系，探索施用沼肥控制蔬菜中硝酸盐积累的可行性，
并分析了影响硝酸盐积累的追肥方式、土壤肥力水平、栽培方式等因素对沼肥与硝酸盐积累的影响。
1 试验材料与方法
供试油菜品种为“五月慢”和菠菜(圆叶种)，供试沼液和沼渣取自北京市平谷县南独乐河果园沼气池，发
酵原料为猪粪，养分状况见表 1。采用盆栽和小区试验，盆栽试验在中国农业大学科学园进行，小区试验在
北京市平谷县南独乐河乡进行，供试土壤基本性状见表 2。试验设 3种处理，即全沼肥处理(底肥为沼渣，追
肥 为沼液 )，沼化肥配施处理 (底肥为沼渣和硫酸铵 ，追肥 为沼液，总施 N量 为 300kg／hm )，化肥对照(CK)处
理(底肥为尿素，追肥为硫酸铵，施 N量分别为 150kg／hm )。盆栽试验 A供试土壤为中国农业大学土壤 I
(见表 2)，研究分析全沼肥处理 I、Ⅱ和Ⅲ施用量(总施 N量分别为200kg／h 、300kg／hm2和 600kg／hm2)对
油菜硝酸盐含量的变化，并以化肥 CK和全沼肥 Ⅱ为对照，研究分析沼化肥处理 I、Ⅱ和 Ⅲ施用量(化肥 N
比例分别为 25％、50％和75％)对油菜硝酸盐含量的影响。小区试验 A供试土壤为平谷土壤11(见表 2)，对
*国家自然科学基金资助项 目(79930800)部分研究内容
收稿日期：2001—12—31 改回日期：2002—01—31
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第 4期 史雅娟等：沼气发酵残余物对减少叶菜硝酸盐积累的影响研究 59
沼渣／mg·kg 9705．20 4．055 105．900 4744．10 218．O0 257．40 5967．300 10．068 376．70 14．50 2062·90
沼液／n1g·L 209．20 0．042 0．275 103．90 0．839 0．854 4．736 0．026 130 90 0．021 16·25
全沼肥处理的油菜
(总 施 N 量 为
300kg／hm )、沼 化
肥处理的油菜和菠
菜 (化 肥 N 比 例
30％)，以沼 液原 液
兑等量的水进行追
肥，研究 分析 沼液
的根 部 灌 施 、叶 面
喷施 2种 追肥 方式
对蔬菜硝 酸盐 含量
表 2 供试土壤基本性状
Tab．2 Chemical properties of the tested soil
*土壤肥力水平分级依据(中国科学院南京土壤研究所，1978)~机质含量>20g／kg，肥力等级为高等；有机
质含量 15-20g／kg为上等；有机质含量 10～15g／kg为中等；有机质含量<10g／kg为低等。 ．
的影响。盆栽试验 B选用肥沃土壤及贫瘠土壤，供试土壤为农大土壤 I和农大土壤Ⅱ，对全沼肥处理 I、Ⅱ
(施 N量分别为 300kg／hm 、640kg／hm )、沼化肥处理油菜施用量(化肥 N占25％)，对比化肥对照处理研究
分析沼肥在不同土壤肥力下对油菜硝酸盐积累的影响。小区试验 B分别在大棚与露地对全沼肥(施 N量为
300kg／hm )和沼化肥(化肥 N比例为 30％)处理的油菜和菠菜进行栽培，对比化肥对照处理，研究分析在不
同栽培方式下沼肥对菠菜和油菜硝酸盐含量的影响，供试土壤为平谷土壤 I、Ⅱ和Ⅲ，平谷土壤 I用于露地
油菜的种植，平谷土壤 Ⅱ用于露地菠菜的种植，平谷土壤Ⅲ用于大棚油菜和菠菜的种植。土壤与肥料有关指
标采用常规农化分析方法测定，沼渣和沼液的微量元素指标采用等离子体发射光谱测定 ，植株硝酸盐含量采
用紫外比色法测定，所采鲜样测定其可食部分，加标回收率 95％～105％。
2 结果与分析
2．1 沼肥施用量对油菜硝酸盐含量的影响
表3 不同沼肥及沼化肥施用量对油菜 NO；·N含量的影响
Tab．3 Nitrate content in rape with the different application
ratio of ADR and chemical fertilizer
*表内均为鲜物质量，下同。
相 同总施 N量下随化肥
N 比 例 从 0％ (全 沼 肥 )经
25％、50％、75％ 增 加 到
100％(化肥对照)，油菜的硝
酸盐含量呈持续上升趋势
(见表 3)，与化肥 相 比，施用
沼肥或沼肥与化肥配施可减
少硝酸盐在油菜中的积累。
施 用全 沼 肥处 理 施 N 量 由
200kg／hm 增至 300kg／hm 时油菜 NO；一N含量基本不变，施 N量继续增至 600kg／hm 时油菜 NO；一N含量
明显升高(见表 3)，说明适量施用沼肥可有效控制硝酸盐在蔬菜中的积累，但过量施用会增加硝酸盐在蔬菜
中积累。
2．2 不同沼液追肥方式对蔬菜硝酸盐含量的影响
沼液中所含 N、P、K主要是速效态 ，一般含 N 0．3～0．8g／kg，P 0．2-0．3g／kg，K 0．5～1．0g／kg，并含 20
多种氨基酸及一些微量元素、生化物质等(见表1)，它可同时提供养分和水分，易被吸收和利用，适宜用作追
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60 中 国 生 态 农 业 学 报 第 1O卷
表 4
Tab．4
不同沼液追肥方式对蔬菜硝酸盐含量的影响
Impact of irrigation and spraying digested slurry
on nitrate of vegetables
2．3 不同土壤肥力与沼肥施用量对油菜硝酸盐含量的影响
土壤肥力水平代表
土壤 的 N、P、K、有 机质 、
阴离子交换量、pH值 等
特征值，对作物产量和品
质有一定作用。研 究表
明，植物硝酸盐积累与土
壤 N素循环过程关 系密
切，其中矿化和硝化作用
有一定意义，矿化作用及
肥，追肥方式有根部灌施及叶面喷施 2
种。不同沼液追肥方式对蔬菜硝酸盐
的影响试验结果(见表 4)表明，油菜全
沼肥处理中叶面喷施比灌施降低硝酸
盐23．41％，沼化肥配施处理叶面喷施
比灌施降低硝酸盐 20．31％，施用全沼
肥、沼化肥油菜叶面喷施均比灌施沼
液降低硝酸盐含量；而菠菜叶面喷施
比灌施沼液硝酸盐含量增加 12．43％，
表明菠菜叶面喷施比灌施造成硝酸盐
积累的作用更明显。
表 5 不同土壤肥力与沼肥施用量对油菜 N0 -N含量的影响
Tab．5 Impact of soil fertility and ADR on NO —N contents of rape
硝酸盐累积强度取决于土壤肥力水平及周围环境。2种肥力的土壤油菜体内硝酸盐的含量依次为全沼肥 I
<沼化肥<化肥对照(见表 5)，2种肥力土壤等 N量的全沼肥和沼化肥处理均可控制油菜体内硝酸盐积累，
含 25％化肥 N的沼化肥控制油菜体内硝酸盐积累的能力略低于全沼肥；且全沼肥 I、沼化肥与化肥对照之
间的差异高肥力土壤大于低肥力土壤，说明沼肥和沼化肥在高肥力土壤控制油菜硝酸盐积累的作用更明显。
由表5可知沼肥、沼化肥和化肥 CK处理的油菜硝酸盐含量肥沃土壤比贫瘠土壤增幅 11．08％～36．89％，相
同处理上等肥力土壤比低等肥力土壤油菜体内更易积累硝酸盐，2种肥力土壤全沼肥处理随施 N量的增加
而油菜硝酸盐含量急剧上升，且不同土壤间存在差异，高 N量时油菜硝酸盐含量较低 N量时降低，由
33．32％降至 11．08％。
2．4 露地与大棚小区试验比较
表 6 露地与大棚中施用沼肥对蔬菜硝酸盐含量的影响
Tab．6 Impact of cultivation environment on NO —N contents of vegetables
据研究，大棚
蔬菜比露地蔬 菜易
富集硝酸盐。露地
与大棚中采用 相同
技术措施和种植相
同品种油菜与菠菜
试验结果 (见 表 6)
表 明，相 同施 N 量
下大棚与露地 中所
有全 沼 肥 、沼 化 肥
处理的油菜和菠菜硝酸盐含量均较化肥对照降低，全沼肥处理的硝酸盐含量分别低于等 N量的沼化肥处
理，与化肥对照相比大棚与露地中全沼肥、沼化肥处理均可减少菠菜和油菜硝酸盐积累，而全沼肥比沼化肥
处理减少硝酸盐积累的效果更好。由表 6可知，与露地相比大棚油菜全沼肥、沼化肥处理的硝酸盐含量分别
降低 24．62％和 20．23％，而化肥对照则升高 8．81％，表明大棚中施用沼肥减少油菜硝酸盐积累的效果好。
与大棚相比露地中全沼肥、沼化肥处理的菠菜硝酸盐含量降低 33．16％～53．08％，而化肥对照降低
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35．84％，表明露地中沼肥处理减少菠菜硝酸盐积累的效果好。
3 小 结
与化肥对照相比，适量施用沼肥或沼肥与化肥配合施用，均可明显减少蔬菜体内硝酸盐的积累，但过量
施用沼肥会增加硝酸盐在蔬菜体内积累。等 N量的全沼肥较沼化肥控制效果好 ，随化肥 N的比例增加，沼
化肥处理的蔬菜硝酸盐含量有上升的趋势。不同沼液追肥方式试验结果表明，油菜叶面喷施比灌施沼液降
低硝酸盐含量，而菠菜叶面喷施反比灌施增加硝酸盐含量。相同施肥量下油菜体内硝酸盐含量在上等肥力
土壤明显高于低等肥力土壤，沼肥和沼化肥处理在高肥力土壤上减少硝酸盐积累的作用更明显。施用沼肥
对减少大棚中油菜硝酸盐积累的作用更明显 ，而对菠菜作用相反，露地菠菜减少硝酸盐积累的作用明显。油
菜与菠菜在沼肥追肥方式和栽培方式试验中部分结果相反，这进一步说明硝酸盐的积累与遗传因素有关，在
确定施用沼肥方案中需要考虑品种等因素。
参 考 文 献
1 蔡昌达等．浮山养殖场一个以沼气为纽带的生态农场 全国沼气综合利用技术交流会议文集 成都：成都科技大学出版社，1992
2 张无敌等．厌氧发酵残余物在防治病虫害中的作用．中国沼气，1996，14(1)：6～9
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