全 文 ：收稿日期:2005-08-30
基金项目:四川省科技厅“十五”攻关项目(02NG004-004);四川省人事
厅学术技术带头人培育基金项目
作者简介:杨保川(1980—),男,四川自贡人,硕士研究生,主要从事农
业废弃物处理及新型肥料研究。
E-mail:yascau1999@yahoo.com.cn
通讯作者:王昌全 E-mail:wcquan@sicau.edu.cn
农业环境科学学报 2006,25(增刊):96-99
JournalofAgro-EnvironmentScience
叶面喷施钼锰对莴笋生长发育和硝酸盐含量的影响
杨保川,王昌全,项虹艳,卢益武
(四川农业大学资源与环境学院,四川 雅安 625014)
摘 要:通过盆栽试验研究了钼、锰及其交互作用下对莴笋生长发育和其体内硝酸盐含量的影响。结果表明,两者使莴笋叶绿素增
加量从 8.1%到 28.2%不等,使莴笋产量增加了 1.3%到 47.5%不等,同时两者均不同程度地使硝酸盐在莴笋中的累积从 3.7%下降
到29.2%,其中处理7(0.1%Mo+0.5Mn%)在所有处理中对增加莴笋叶绿素含量、促进莴笋生长发育、减少莴笋体内硝酸盐累积和提
高莴笋体内硝酸还原酶活性等方面都表现出最佳效果。
关键词:钼肥;锰肥;莴笋;硝酸盐;交互作用
中图分类号:X503.23 文献标识码:A 文章编号:1672-2043(2006)增刊-0096-04
目前,鲜食蔬菜产品中NO3
-
含量已成为农产品品
质的重要指标之一。世界卫生组织和联合国粮农组织
规定硝酸盐的ADI值(日允许摄入量)为 3.6mg·kg-1
体重[1]。沈明珠根据以上标准,认为蔬菜的硝酸盐含量
为432mg·kg-1,而事实上,有些蔬菜的硝酸盐含量已
大大超过432mg·kg-1,对人体健康形成潜在的威胁[2]。
大量科研工作者从选育低富集硝酸盐的蔬菜品种[3]、
合理施用氮肥[4~7]以及平衡施肥等各种措施来降低蔬
菜体内硝酸盐含量。钼(Mo)是硝酸还原酶的组成部
分,处于该酶的活性中心,它的主要作用是激活植物
体内NR的活性,提高酶催化的效应。缺钼会使植物
体内硝酸还原酶活性降低,造成过量的硝酸盐积累。
锰(Mn)参与硝酸还原成氨的过程,是硝酸还原酶的
催化剂。
对于微量元素配合施用对蔬菜硝酸盐含量的影
响仅有少量报道[8],本文以钼锰 2种微肥配合使用在
降低蔬菜中硝酸盐类含量方面进行探讨,为生产无公
害绿色食品提供理论依据。
1 材料和方法
1.1供试土壤和作物
土壤样品采自四川雅安市雨城区(主要发育于紫
色冲积物),类型为紫潮泥田。土壤有机质含量32.2g·
kg-1,全氮 1.6g·kg-1,速效氮 182mg·kg-1,速效磷 15
mg·kg-1,速效钾74mg·kg-1,pH6.7。供试蔬菜作物为
四川省广泛栽种的莴笋(叶用莴苣),品种为水三。
EfectsofFoliarSprayingMolybdenum,ManganeseonGrowthandNitrateContentofLetuce
YANGBao-chuan,WANGChang-quan,XIANGHong-yan,LUYi-wu
(Colegeofresourceandenvironment,SichuanAgriculturalUniversity,Ya′an625014,China)
Abstract:Efectsoffoliarapplicationofmolybdenum,manganeseongrowthofletuceandreducingnitrateaccumulatinginletucewere
studiedbypotcultureexperiment.Theresultsshowedthataltreatmentscouldincreasecontentsofchlorophylby8.1%-28.2%,yieldof
letuceby1.3%~47.5%anddecreasecontentsofnitrateinletuceby3.7%-29.2%,respectively.Inaddition,thetreatment(0.1%Mo+0.5%
Mn)indicatedtobethebestresultinincreasingchlorophylcontents,acceleratingthegrowth,reducingthenitratecontentandincreasingthe
nitratereductase(NR)activityofletuceinthisstudy.
Keywords:molybdenum;manganese;letuce;interaction;nitrate
第25卷增刊 农 业 环 境 科 学 学 报
1.2试验方法
盆栽试验在四川农业大学网室中进行。瓷盆规格
为20cm×50cm,每盆装土15kg。全部处理基础施肥
量一致,N0.1g·kg-1土(尿素),P2O50.06g·kg-1土(过
磷酸钙),K2O0.12g·kg-1土(氯化钾)。其中 P肥全作
基肥,N、K肥的40%作基肥,60%作追肥。
试验设 9个处理,依次为:(1)清水;(2)0.1%钼酸
铵;(3)0.2%钼酸铵;(4)0.2%硫酸锰;(5)0.5%硫酸锰;
(6)0.1%钼酸铵+0.2%硫酸锰;(7)0.1%钼酸铵+0.5%硫
酸锰;(8)0.2%钼酸铵+0.2%硫酸锰;(9)0.2%钼酸铵+
0.5%硫酸锰。各处理重复3次。
2004年11月2日种植幼苗,20日定植,每盆选
择植株大小相近,长势良好,根系发达的壮苗2株。追
肥于2004年12月25日和2005年2月1日进行,各
占总肥量的30%。从生长旺盛初期开始对莴笋叶片
的正反两面进行喷施处理。每7d喷施1次(叶面开始
滴水时停止),连喷3次。试验分析于第2次喷施5d
后进行。
1.3测定方法
硝酸盐含量测定采用水杨酸-硫酸比色法[9];硝
酸还原酶活性测定用磺胺-α-萘胺比色法[10];叶绿素
含量采用乙醇丙酮混合法[11]。
2 结果与分析
2.1对叶绿素含量的影响
钼、锰在植株体内有着不同的生理作用,因而不
同钼锰配处理对叶绿素含量的影响不同,试验结果见
表1。结果表明:
表1 钼锰配合使用对莴笋叶绿素含量的影响
Table1EfectsoftheinteractionbetweenMoandMnonthechlorophylcontentsofletuce
注:*表示在5%水平上显著,**表示在1%水平上显著。
(1)经喷施两次后,叶绿素含量除处理 9比对照
略低外,其它处理都有不同程度的增加。钼锰单独喷
施情况下,浓度越高,叶绿素含量越高;喷施钼肥效果
优于喷施锰肥。在钼锰配合作用下,低钼高锰或高钼
低锰能大大提高莴笋叶绿素含量。
(2)经 3次喷施后,低钼高锰作用对叶绿素含量
的影响仍然是非常明显的,叶绿素含量比对照增加了
15.8%;低钼低锰及高钼低锰比对照增加了 6.7%和
13.3%。
(3)喷施2两次与喷施3次所测得的叶绿素含量
没有明显变化,这可能是由于莴笋处于生长旺盛期,
光合作用强,叶片迅速肥大所致。
2.2对莴笋生长发育的影响
钼、锰是动植物生长必需的微量元素,它们对植
株生长发育有着良好的影响。不同处理影响莴笋地上
部的同时,也影响着地下部根系的生长。收获后,对不
同处理的根重、根长、根数及及生物产量进行了测定,
试验结果见表2。结果表明:
(1)从根数看,清水处理的对照根数为5条,而喷
施了微肥的处理都比对照多,尤其是低钼高锰7高达
9条,比对照增加了 4条;单独喷施高浓度钼肥的根
数也达到了8条。其他处理的根数也比对照增加了1
至2条。
(2)从根长来看,对照处理不足 10cm,喷施微肥
的处理都在10cm以上。低钼高锰及低钼低锰配合作
用的处理 7、6根长最长,比钼、锰微肥单独使用的效
表2 钼锰对莴笋植株性状的影响
Table2EfectsofinteractionbetweenMoandMnontheplantsproperties
注:以上数据为3次重复的平均值。
97
2006年3月
果好;钼肥对根长的影响比锰肥大,且高浓度处理比
低浓度处理效果明显。
(3)从根重看,高锰高钼对根重影响不如其他处
理;对根重影响最明显的是低钼高锰处理,它的根重
为 13.65g,是对照的 2倍;其次是低钼低锰处理,它
的根重是对照的1.86倍;其余处理的根重增加范围
在 29.1%~53.4%。对根数、根长、根重的分析结果表
明,钼、锰2种微肥配合施用时低钼高锰效果最为明
显;钼肥单独施用的效应优于锰肥单独施用,且以高
浓度水平效果较佳。
(4)从生物量来看,微肥单独喷施时,钼肥的增重
效应比锰肥明显提高,增长量达到了 14.6%和
15.0%,高于锰肥 6.3%以上;两个钼水平之间没有较
为明显的差异,而高锰水平比低锰水平更明显促进莴
笋生长。钼、锰微肥混合施用时,以低钼高锰的增长效
应最为明显,比喷施清水处理提高了 15.1%;其次是
低钼低锰和高钼低锰,分别达到了12.3%和8.4%。单
独喷施高浓度的钼肥与低钼高锰配合使用的生物量
间无明显差异。高钼高锰作用下的莴笋生长量与对照
处理没有明显差别。从总体上看,钼、锰微肥交互使用
效果好于单独使用。
2.3对莴笋硝酸盐含量的影响
叶菜类蔬菜喷施钼、锰微肥能够显著降低体内硝
酸盐含量,这是由微量元素在植物体内所起的生理作
表3 钼锰配合作用对硝酸盐含量的影响
Table3EfectsoftheinteractionbetweenMoandMnonNO3
-
contentsintheplant
用所致,试验见表3。结果表明:
(1)在叶菜类蔬菜生长旺盛期,喷施微肥对降低
硝酸盐含量效果非常明显;喷施3次降低硝酸盐含量
的程度明显大于喷施2次。说明喷施次数对降低叶用
蔬菜体内硝酸盐含量效果明显。喷施3次处理硝酸盐
含量高于喷施2次处理,是由叶菜本身生育期内硝酸
盐含量变化所引起的。
(2)在 2次测定值中,钼锰微肥配合作用对降低
蔬菜体内硝酸盐含量的程度高于2种微肥单独施用。
低钼高锰处理降低硝酸盐含量幅度最大,2次测定值
分别比喷施清水的对照降低了 26.0%和 29.2%,与对
照相比两者都达到了显著水平。低锰低钼或低锰高钼
下降低硝酸盐含量的效果也非常明显,比对照分别降
低了19.3%、19.8%和19.0%、22.1%;二者降低率之间
差异不大,说明在低锰水平下2个钼浓度水平与之搭
配处理,在降低蔬菜硝酸盐积累方面的效果差异不明
显。低锰或高钼高锰处理对降低蔬菜硝酸盐积累无明
显效果。
(3)微肥单独施用时,高浓度处理降低硝酸盐积
累的作用大于低浓度处理。就喷施浓度降低硝酸盐积
累的程度来看,高浓度钼肥比低浓度钼肥提高了6.6
和 9.7个百分点;锰肥高浓度下较低浓度下提高了
5.7个百分点。
(4)对2种微肥之间的效果进行比较。在对莴笋
进行3次喷施后,硝酸盐含量的降低程度分别为:钼
肥降低了22.0%和28.6%,与对照相比较均达到极显
著水平;锰肥降低了6.2%和11.9%。前者降低程度
大,说明对蔬菜喷施钼肥比喷施锰肥更容易降低体内
硝酸盐含量。这种差异是由钼、锰在蔬菜体内不同的
生理功能引起的。
以上结果表明,钼、锰配合使用对蔬菜硝酸盐含
量降低作用效果最好,且最佳浓度为:0.1%钼酸铵+
0.5%硫酸锰。在微肥单独施用时,以钼酸铵为0.2%处
理效果好。
2.4对硝酸还原酶NR活力的影响
钼锰微肥施用对 NR活力的影响参见图 1,两次
测定结果表明:
(1)不同的微肥处理对增强NR活性的效果明
显,尤其是以钼锰微肥混合喷施总体上效果最好,低
钼高锰搭配为最佳组合。
(2)喷施钼肥的酶活高于喷施锰肥的酶活;高浓
度下酶活性比低浓度下强。
(3)喷施3次的酶活力较喷施两次的酶活力显著
增强,因而降低硝酸盐含量的程度也明显提高,见图
1。对不同喷施次数的硝酸盐含量与NR活力之间的
关系进行相关分析,其相关系数分别为 r1=-0.881,
注:FW表示莴笋鲜重。
杨保川等:叶面喷施钼锰对莴笋生长发育和硝酸盐含量的影响98
第25卷增刊 农 业 环 境 科 学 学 报
r2=-0.842,表明硝酸盐含量与酶活力之间存在着显著
的负相关关系,与前人报道一致。
3 结论
钼、锰2种微肥都不同程度的促进了莴笋的生长
发育和降低了硝酸盐含量。就喷施次数而言,喷施3
次效果优于喷施2次;而两种微肥在不同浓度下对降
低硝酸盐含量的效果表明,高浓度效果优于低浓度。
两者单独施用时,钼肥效果优于锰肥,特别是钼
肥喷施 3次效果明显其对莴笋硝酸盐含量降低幅度
显著达到28.6%,这可能是由于2种元素在硝酸还原
酶催化硝酸还原的过程中所起的作用不同所致。钼元
素是硝酸还原酶的组成成分直接参与还原反应,而锰
元素只是在还原过程中起到催化剂的作用。
两者配合施用时,喷施3次的低钼高锰处理对莴
笋的生长发育影响最为明显,其对降低莴笋中硝酸盐
含量显著,达到了 29.2%,这应该是因为两者共同作
用提高了莴笋体内硝酸还原酶的活性,加速了莴笋体
内硝酸盐的还原作用所致。
在降低莴笋体内硝酸盐含量的试验中,无论是效
果最好的低钼高锰处理或是效果较好的高钼处理,对
硝酸盐的减低幅度都只能接近30%,是否达到了肥料
对莴笋硝酸盐含量降低的极限还有待研究。
参考文献:
[1]WorldHealthOrganization.Toxicologicalevaluationoncertainfood
additiveswithareviewofgeneralprinciplesandofspecifications17th
Rpt.JointFAO/WHOExpertCommiteeonFoodAdditives.FAOnutri-
tionreportseries53,Geneva,1973.
[2]陈振德,程炳嵩.蔬菜中的硝酸盐及其与人体健康[J].中国蔬菜,1988,
(1):40-42.
[3]林家宝,陈火瑛,林观捷.菠菜硝酸盐含量遗传的初步研究[J].上海农
学院学报,1995,13(2):98-102.
[4]任祖淦,蔡元呈.施用化学氮肥对蔬菜硝酸盐的累积及其治理研究
[J].土壤通报,1999,30(6):265-267.
[5]Raikova-LL,Stoichev-DA,Angelov-GK.TestingofditerentwaysofN-
fertilizerapplicationfordecreasingthenitratecontentinsomevegetable
crops.
[6]胡定金,VlassakK.不同光下硝酸根离子停供对蔬菜硝酸盐含量的
影响[J].土壤肥料,1993(4):27-30.
[7]陆文龙,赵宏孺.矿质营养对白菜硝酸盐含量的影响[J].农业环境保
护,1999,18(3):118-120.
[8]郑相穆,谷丽萍.钼对降低普通白菜叶片硝态氮的作用(简报)[J].植
物生理学通讯,1995,31(2):95-96.
[9]白宝璋,王景安,孙玉霞.植物生理学测试技术[M].北京:中国科学技
术出版社,1993.22-23.
[10]华东师大.植物生理学试验指导[M].北京:人民教育出版社,1980.
[11]山东农学院,西北农学院.植物生理学试验指导[M].济南:山东科学
出版社,1980.
图1 钼锰配合作用对NR活力的影响
Figure1EfectsoftheinteractionofMoandMnontheNRA
1 2 3 4 5 6 7 8 9
处理
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
喷施2次 喷施3次
酶
活
值
/m
gN
aN
O
2·
g-
1 ·
h-
1
99