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Effect of applying fertilizer on nitrate accumulation in vegetables

施肥对蔬菜硝酸盐累积的影响研究



全 文 :第 12卷 第 2期
2 0 0 4年 4月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1.12 No.2
Apri1, 2004
施肥对蔬菜硝酸盐累积的影响研究
邱孝煊 黄东风 蔡顺香 陈 锋 蔡元呈
(福建省农业科学院土壤肥料研究所 福州 350013)(福建省农业厅农村环保能源总站 福州 350001)
摘 要 试验研 究施肥对福 州市多种蔬菜硝酸盐含量影响结果表明 ,农 户传 统施肥方式蔬菜硝酸盐含量为 59.5~
3743.1mg/kg,平 均硝酸盐含量为 绿叶菜类 > 白菜类 >葱蒜 类>根 茎类>瓜 类>豆类 >茄果 类,且 同类不 同品种
蔬菜硝 酸盐含量 也存在 差异。以 WHO/FAO规定 的允许 值为 标准评 价绿 叶菜 类超标 最重 ,其 次为 白菜 类和 葱蒜
类,其他 4类未超标。化肥纯 N施用量为 450kg/hm 时,化学 N 肥对蔬菜硝酸 盐累积 的贡献 率>85% ,其 中不 同
品种 N 肥贡献率依次为 NH NO >N卜I4HCO >CO(NH ) >(N卜I4) S()4>N卜I4C1。N肥施用量 与蔬菜硝 酸盐累积
量呈正相关,双 氰胺施用量 与蔬 菜硝 酸盐累积量呈负相关。等 N量 下蔬菜硝 酸盐累积 量随基肥 所 占比例 减少 、追
肥所 占比例增大而增大 ,且 随追肥后 时间推 移呈直线下 降。配施有机 氮可 降低蔬 菜硝酸 盐含量 ,降幅 施厩肥 >土
杂肥。调整与优化蔬菜品种及施肥结构 ,采 用“重头 、稳中、控尾”施 N 方式 ,根据 蔬菜食 用卫生要 求选择 N 肥用量
及 其使 用安全期与双氰胺用量 ,可降低 蔬菜硝酸盐含 量。
关键词 肥料 双氰胺 蔬菜 硝酸盐累积 对策
Effect of applying fertilizer on nitrate accumulation in vegetables.QIU Xiao—Xuan,HUANG Dong—Feng,CAI Shun—
Xiang(Soil and Fertilizer Institute,Fujian Academy of Agricultural Sciences,Fuzhou 350013),CHEN Feng,CAI Yuan
Cheng(Energy Resources and Environmental Protection Station,Fujian General Ofice of Agriculture,Fuzhou 350001),
G7EA,2004,12(2):111~114
Abstract The nitrate content in vegetables in Fuzhou City was studied in this experiment.The results show that the
content of nitrate in vegetables are between 59.5 and 3743.1 mg/kg under the condition of common applying fertilizers.
The order of nitrate content in defferent vegetables is leaf vegetable>Chinese cabbage>onion>rhizome>melon>bean>
eggplant.According to the evaluation standard of WHO/FAO,the nitrate content of leaf vegetable,Chinese cabbage,and
onion exceed the quota.Under the condition of applying pure nitrogen of 450 kg/hm .85% nitrate accumulated in vege—
tables comes from nitrogen fertilizers,the contributive order of different kinds of nitrogen fertilizers to nitrate accumulated
in vegetables is NH4 NO3>N}{4 HCO3>CO(NH2)2>(NH4)2 SO4>NH4C1.The doses and ways of applying nitrogen
fertilizers are greatly relative to nitrate accumulated in vegetables.On the one hand,the positive relations are shown on
applying nitrogen fertilizers and negativity one are shown on applying dicyan diamide.At the same dose of nitrogen fertili—
zers applied,the nitrate accumulated in vegetables is decreased with the reducing of the amount of base manure and in—
creasing of the addition manure,and applying organic fertilizers cooperated may reduce the nitrate content in vegetable.
With the results of the above statements,the folowing countermeasures are put forward including regulating breeds of ve—
getable and structures of fertilizer;adding proper dicyandiamide and preventing from applying exceeding amount of nitro—
gen fertilizers;applying high ratio nitrogen fertilizers in early stage,and low ratio nitrogen fertilizers in middle and late
stages.
Key words Fertilizer,Dicyandiamide,Vegetable,Nitrate accumulation,Countermeasures
蔬菜生产中大量施用化学 N肥及施肥不当使蔬菜体内硝酸盐过量累积 ,人体摄入 的硝酸盐 81.2%来 自
蔬菜⋯。硝酸盐是强致癌物亚硝胺 的前提物,本研究探讨 了施肥对蔬菜硝酸盐累积的影响,为蔬菜种植合理
施肥提供理论依据。 ‘
1 试 验材料与方 法
试验 于1997~1999年在福 州市郊 区仓 山、盖山和新店进行 ,1997年在仓 山设 置N肥 品种 及施用量试
*福建省 自然科学基金项 目(C95051)资助
收稿 日期 ·?003—04一l7 改回 日期:2003—05—2l
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l12 中 国 生 态 农 业 学 报 第 12卷
验 ,1998年在盖山设置 N肥不同施用方式安全间隔期和有机氮 与无机氮配施试验 ,1999年在新店设置双氰
胺施用 量试验 。试验 前仓 山土壤 pH 值 6.93,全 N2.451g/kg,全 P1.250g/kg,全 K22.062g/kg,有机 质
22.582g/kg,碱解氮 154.013mg/kg,速效磷 89.944mg/kg,速 效钾62.234mg/kg;盖 山土壤 pH 值7.08,全 N
2.382g/kg。全 P0.693g/kg,全 K21.168g/kg,有 机质 18.453g/kg,碱 解氮 147.102mg/kg,速 效磷 83.831
mg/kg,速效钾67.213mg/kg;新店土壤 pH值6.82,全 N 1.367g/kg,全 P 1.052g/kg,全 K 30.741g/kg,有机质
29.135g/l(g,碱解氮77.023rag/kg,速效磷61.127nag/kg,速效钾58.085mg/kg。供试 N肥品种为(NH.) s04(Ia)、
NH cl(1I )、NH HCO (1I )、CO(NH ) (IV )和 NH NO (V )等 5种 ,以未施 N肥(CK I)为对照。N肥 (尿
素)施用量设 150kg/hm (I )、300kg/hm (Ⅱ )、450kg/hm (IlI )、600kg/hm (IV )和 750kg/hm (V。)5个 N素
水平 ,以未施 N肥 (CK )为对照。N肥 (尿素)不同施用方式安全间隔期试验设轻头稳中重尾(工 、)、重头稳中
控尾(Ⅱ )和攻头轻中控尾(m )等 3种方式 ,以未施 N肥(CKl1)为对照 ,安全间隔期设最后 1次追肥后 3d、
8d、13d和 18d等 4个时期 .有机氮与无机氮配施试验设 50%有机氮(厩肥)+50 cJ/n无机氮(工 )、50%有机氮
(土杂肥)+50%无机氮(Ⅱ )和纯无机氮(m )3种处理 ,以未施 N肥(CKn)为对照。双氰胺施用量试验设双
氰胺用量分别 占纯 N(硫酸铵)用量的 5%(I )、7%(Ⅱ )和 9%(m )3个水平处理 ,以未施双氰胺 (CK v)为对
照。其他试验用 N量为 450kg/hm 。化学 N肥 3种施用方式安全间隔期试验 中 I 处理基肥 占 30%,第 1
次追肥 占30%,第 2次追肥占 40%;n 、处理基肥占 50%,第 1次追肥占 20%,第 2次追肥 占30%;m 处理
基肥占 70%,第 1次追肥占 10%,第 2次追肥占20%;其他试验基肥占40%,第 1次追肥占25%,第2次追肥占
35%,有机肥全部作基肥 ,双氰胺按所占比例折算量施入。每试验 3个重复 ,随机区组排列 ,小区面积 20墙rn2。
N肥品种施用量及不同施用方式安全间隔期试验供试蔬菜品种均为空心菜 ,其他 2试验供试蔬菜为小白菜。3
种施 N方式安全间隔期试验于第 2次追肥后 3d、8d、13d和 18d分别取蔬菜样品,其他试验收获时分别取蔬菜样
品,并对福州市主要蔬菜市场随机抽取7大类35种蔬菜样品,取其可食部分用清水洗净晾干后切碎制成匀浆,
用紫外分光光度法检测蔬菜硝酸盐含量 ,以盐酸萘乙胺 比色法检测蔬菜亚硝酸盐含量。
2 结果与分析
2.1 传统施肥对蔬菜硝酸盐累积的影响
表 1表明传统施肥蔬菜硝酸盐含量为 59.5~3743.1rag/kg,亚硝酸盐含量为 0.01~3.25rng/kg。各类蔬菜
平均硝酸盐含量依次为绿叶菜类 >白菜类 >葱蒜类 >根茎类 >瓜类>豆类>茄果类,其中绿叶菜类和白菜类
与茄果类硝酸盐含量分别相差 34.0倍和 21.3倍,根茎类、瓜类、豆类与茄果类硝酸盐含量分别相差2.3倍 、2.0
倍和 1.5倍。同类蔬 菜不 同品种 间硝 酸盐累积差 异也较 大,其 变异 系数依次 为白菜类 和葱蒜类 >瓜类 >
豆类>绿叶菜类>根茎类>茄果类。据报道蔬菜种间、品种间硝酸盐累积差异主要受遗传因子所控制 j。以
wHO/FA()规定的允许值(432mg/kg,鲜食)为标准 评价 35种蔬菜硝酸盐含量,其中 12种蔬菜硝酸盐含量超
标,绿叶菜类超标最重 ,其次为白菜类和葱蒜类 ,根茎类 、瓜类 、豆类和茄果类均未超标。因 35种蔬菜亚硝酸盐
含量均远低于 wH()/FA()规定的允许值 (15.5mg/kg),故本研究未探讨蔬菜亚硝酸盐累积问题。
表 1 传统施肥对蔬 菜硝 酸盐累积的影响
Tab l Nitrate contents in vegetables by common applying fertilizers
*P 值为各类蔬菜硝酸盐 含量平均值 j WHO/FAO标准 比值。
2.2 化学 N肥及有机肥施用对蔬菜硝酸盐累积的影响
由表 2可知,化肥纯 N施用量为 450kg/hm 时化学 N肥对空心菜硝酸盐累积的贡献率>85%,水土 系
6 , 4 3 8 9 2 2 2 l l 3 l 0
● 0 0 0 0 0 0
5 7 2 9 0 3 4
2 5 2 , 5 5 0
3 0 0 O 0 O 0
~ ~ ~ ~ ~ ~
4 5 0 4 2 2 ● 0 0 , 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 6 9 6 5 4 2
6 3 0 0 0 0
, 7 5 9 6 7 3
5 6 6 9 9 6 9
4 8 8 2 6 4 ,
8 l
2 O ∞ 0
¨ 【三 H
+¨ 十一 ± 十一 土 ! +
3 9 5 , 4 ● 7
9 2 6 , 3 2 3 7 4 , 4 ,一 8 7
5 6 8 2 2 ● , Il
7 5 4 5 6 4 4
类 类 类 类 类 类 类
菜 蒜 茎 果
绿 白 葱 根 瓜 豆 茄
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第 2期 邱孝煊等 :施 吧对蔬菜硝酸盐累积的影响研究 ll3
统贡献率仅 占15%以下 ,其 中各化学N肥 品种对蔬 菜硝 酸盐 累积的贡献率依次 为NH NO >NH HCO3>
C=0(NH 2>(N )2S( >N C1。N NO3
本身含有 NO3,施入土壤后 可短时间 内在
土壤 溶液 中形成较 高 NO 浓 度,蔬菜吸收
NQ一量与同化量严重失衡 ,菜体 NO3-过剩
而大量累积,故 比施用其他 4种 N肥处理蔬
菜硝酸盐含量高 4.8%~32.4%。施用其他
4种 N肥处理蔬菜硝酸盐含量与其在土壤
中硝化强度 、离子颉抗 和取 代效应等有关。
图 1表 明当施 N量≤300kg/hm:时空心菜
表 2 不同 N肥 品种与水 土系统 对蔬 菜硝酸盐累积的贡献率
Tab.2 (、ontributio1 rate of different kinds of N fertilizers and
mils to nitrate accumulated in vegetable
硝酸盐累积量随施 N量的增加而急剧上升 , N肥贡献值为各化学N肥品种处理渔tj X,J-~N2.)k;N肥贡献率:N肥
当施 N量为 300~600kg/hm 时 随施 N 量 贡献值 N肥处理值×1O0%
的增加其上升趋势变缓,当施 N量达600kg/hm 时随施 N量的增加则呈下降趋势。据研究蔬菜盐渍、煮熟
时食用其硝酸盐 限量可分别增 为 785mg/kg和 1440mg/kg 。按施 N水平与蔬菜硝酸盐含量相关方程推
算,当空心菜硝酸盐含量达鲜食允许值时,其理论施 N肥量为248.1kg/hm ,本试验各施 N肥处理空心菜硝
酸盐含量均符合盐渍 、熟食允许值 。图 2表明等量 N肥不同施用方式空心菜硝酸盐累积量均随基肥所 占比
例减少 、追肥所 占比例增加而随之提高,且随追肥后时间推移其硝酸盐累积量呈直线下 降趋势 ,追肥后时 间
变化与蔬菜硝酸盐累积量回归方程 I 处理为:
y=2151.76—38.62 (,.= 一0.9975 ) (1)
Ⅱ 处理为 :
= 1923.34—40.08x (,.= 一0.9857 ) (2)
Ⅲr 处理为:
Y=1649.6 21.7x (,.= 一0.9286) (3)
CKⅢ处理为:
‘v=369.54—12.98w (,.= 一0.7938) (4)
据 3种施 N方式相关方程,当空心菜硝酸盐含量达鲜食 、盐渍和熟食允许值时其理论安全期分别为 36
~ 56d、28~40d和 10~19d 试验 中空心菜生育期最后 1次追肥后 20d收获 ,故其鲜食和盐渍的理论安全期
无实际意义。图 3表明用 l/2厩肥和 1/2土杂肥 中有机氮代替无机氮 ,蔬菜硝酸盐含量分别下 降52.1%和
33.0%,表明有机氮和无机氮配施可利用有机肥养料释放较缓特点,降低蔬菜硝酸盐含量。施用 3种肥料蔬
菜硝酸盐累积依次为尿素>土杂肥>厩肥。
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0 l 5O 300 450 600 750
旋N量厂kg·h
图 1 施 N量与蔬菜硝酸盐
累积 的关 系
Fig.1 Relation of doses of fertilizer applied
and nitrate acunm[ated in vegetable
时间,d
图 2 追肥后 时间推移 与蔬 菜
硝酸盐累积的关系
FI gl 2 Relation of elapse of time and
nitrate accumulated in vegetable
I D ID llID CK r~
处 理
图 3 1/2有机氮与纯 无机 氮配施
对蔬菜硝酸盐 累积 的影 响
Flg.3 Efect of nitrate content in vegetable
between applying pure inorganic nitrogen and
applying half of organic nitrogen
2.3 双氰胺施用量对蔬菜硝酸盐累积的影响
试验结果表明双氰胺施用量与蔬菜硝酸盐累积量存在显著负相关关系(,.=一0.9826 ),其回归方程为:
Y = 897.4—23.5at (5)
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114 中 国 生 态 农 业 学 报 第 12卷
以此推算 当小白菜硝 酸盐 含量达鲜食 、盐渍和熟食允许值 时,双氰胺理论施用量分别 占纯 N 用量的
19.8%、4.8%和 0%。双氰胺降低蔬菜硝酸盐累积量的原因是其能抑制土壤硝化,延缓 NH4~-N 向 NO3-一N
转化。陈清等 研究证明 ,添加 占纯 N4%剂量的双氰胺可降低 NH4+-N消化速率 ,且随时间变化添加双氰胺
处理土壤 N 一N下降速率 NO[一N含量均低于未添加双氰胺处理。
3 小 结与讨 论
蔬菜种间和品种间硝酸盐累积均存在差异,应合理调整与优化蔬菜品种结构,增加硝酸盐累积相对较低
蔬菜的种植份额,加强选育低硝酸盐累积的蔬菜品种;且有机与无机肥配施,严禁使用 NO3一N肥,避免使用
碳酸氢铵,合理开发利用氯化铵和硫酸铵;3种施 N方式中“攻头、轻中、控尾”方式蔬菜硝酸盐含量虽低,但
后期长势出现明显脱肥症状 ,“轻头 、稳中、重尾 ”方式蔬菜硝酸盐含量最高 ,后期长势过旺,而“重头 、稳中、控
尾”方式蔬菜硝酸盐含量居 中,长势 良好 ;蔬菜硝酸盐含量与 N肥用量呈正相关 ,且 随追肥后时间推移呈直
线下降 趋 势 ,故 生 产 中应 防止 N 肥 施 用 过 量 ,尽 早 追 肥 ,延期 收 获;空 心 菜 鲜 食 时理 论 施 N 量 为
248.1kg/hm ,熟食时 3种施 N方式理论安全期为 10~19d;小 白菜鲜食和盐渍食用时双氰胺理论用量 占纯
N用量的 19.8%和 4.8%。
参 考 文 献
户茹 又次等 作物生理讲座 北京:人民出版社。1966.365~396
沈明珠 ,翟宝杰,东惠茹等 蔬菜硝酸盐累积的研究 I.不同蔬菜硝酸盐亚硝酸盐含量评价.园艺学报。1 982。9(4):45-47
冷家峰,李东海,王泽俊 蔬菜中硝酸盐、亚硝酸盐含量评价标准 山东蔬菜,1996(4):36
陈 清,郑兴耘,温贤芳 双氰胺对肥料氮在土壤中的转化及硝酸盐在芹菜体内累积的影响.核农学报。1996。17(6):269~272
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