全 文 ：第1 8卷 第5期
1 9 9 8年 9月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SD ICA
Vo1．18．No．S
Sep， 1998
0 一
氮肥施用与蔬菜硝酸盐积累的相关研究
(福建省农业科学院土壤肥料研究所 福州 。 福建
；萎 导 检 厂 ／ f({：
王 琳
(福州市蔬菜产销办公室 福州 350001)
■翼 蔬菜是一种容易富集硝酸盐的怍物，人体摄入的硝酸盐有 81．2 来 自蔬菜，而硝酸盐是强致癌物
— — 亚硝胺的前体物。硝酸盐在一定条件下可转变为亚硝酸盐，对^体有直接破坏血红蛋白中的 Fe抖等危
害。为获高产，不台理地超量施用化学氮肥 ，使得蔬菜硝酸盐积累量剧增，品质退化。研究表明，筛选出蕾化
营、硫酸馈两种氨肥品种，氟寨施用剂量以 900~／hm 为临界值I氮肥施用安全始期以施氰后 8d为宜|化学
氰肥与有机肥料的厩肥、土杂肥配音施用．能有效控制和降低蔬菜硝酸盐的积曩．减轻对^体健康危害，井提
高蔬菜品质和出口刨汇价值。 ’
美■调 t 蔬菜，化学氯肥 一硝酸盐，积累。
STUDIES 0N C0RRELAT10N BETW EEN VEGETABLE
NITRATE ACCUM ULAT10N AND FERTILIZER APPLICATIoN
Ren Zugan Qiu Xiaoxuan
( andFe~iHzerj ，FurlanAcad~ 衄 Hm Scimces，Fuzhou，3500]3，China)
Cai Yuancheng Li Zhenghe
(PlantProtcctio~a．dQuarami~ S Ⅲ，n 4 n AgrleulturalBureau，Fu~hou，350003，China)
W ang Lin
(VegetableMarle~ngofflee ofFu~houCity，Fuzhou，3500001，c^ )
Abstract Vegetable is the crop which can easily enrich nitrate．In order to obtain a high
yield of vegetable，farmers now excessively apply chemical nitrogenous fertilizer，thus re—
suiting in a drastic increase in nitrate accumulation and vegetable quality deteriorated．In
our study tWO kinds of fertilizers，ammonium chloride NH4CI and ammonium sulphate
(NH4)2SO were selected for correlation。It was proposed to apply N。fertilizer at a dose of
300kg／hm as critical proper level to set a safe initial period—adequately 8 days after appli—
cation，and to incorporate chemicaI fertilizer with yard manure．These measures should be
able to control and decrease the nitrate accumulation in vegetable SO that the potential
harm to human heahh be reduced and the quality of vegetable be raised．
* 福建省 自然科学基金资助项 目。
收稿 日期{1996—04—14。修改稿收到 日期：1997—11—1Z
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52,l 生 态 学 报 18卷
Key words： vegetable．chemical nitrogenous fertilizer，nitrate，accumulation．
蔬菜是一种容易富集硝酸盐的作物 早在 1 907年 Richardson叫就发现蔬菜含有大量硝酸盐。1 943年
Wi[son 指出蔬菜的硝酸盐可以还原戚亚硝酸盐。人体摄入的硝酸盐有 81．2 来自蔬菜 1956年 Magee
等人用二甲基亚硝胺诱发出大鼠肝癌 ，而后 Heath等人进一步证实亚硝酸胺是当前国内外医学公认的强
致癌物质之 一，而硝酸盐是亚硝胺的前体物0] 硝酸盐在一定条件下可转变为亚硝酸盐，对人体产生直接
危害，破坏血红蛋白中的 Fe 一等。
1 973年世界卫生组织(WHO)和联合国粮农组织(FAO) 制订了食品中硝酸盐的限量标准，以 ADI
值为基础，提出蔬菜可食部分中硝酸盐含量的卫生标准为 432mg／kg(鲜样) 亚硝酸盐每 日允许摄取量为
0．13mg／kg(体重)，每人每日容许量为 7．8rag 关于蔬菜硝酸盐限量标准．我国目前尚未制订。
硝酸盐、亚硝酸盐广泛存在于农业生态环境中，它们对人体健康和生态环境的危害，现 已受到人们的
普遍关注。菜农为了获得蔬菜高产量．而盲目地超量施用化学氮肥，致使土壤养分失衡，蔬菜品质退化，硝
酸盐积累量剧增 从化学氮肥中，筛选出使蔬菜硝酸盐积累量低的肥料品种、施用剂量、施用安全期以及与
有机肥料配合施用等农业技术措施 ，控制和降低蔬菜硝酸盐的积累。“期达到减轻对人体健康的危害，并
提高蔬菜品质和出口创忙价值
1 材料与方法
旆用的化学氮肥品种有硫酸铵含 N20 、氯化铵含N 24 、碳酸氢铵含N 16 、尿素含 N 46 、硝酸
铵古N 34 、独联体复合肥含 N、P O㈣K O各 l6 ，计为 48 和福建省农业科学院土壤肥料研究所研制
批量生产的蔬菜专用肥含 N 21 5 、P O 8 、K O1 4．5 。计为 {4 ，共 7种 。以无 区为对照，设计 8
个处理 供试蔬菜为空心菜，N索用量为450 kg／hm ，其中基肥N占40 ．第1次追肥N占舱 ，第2次追
肥N占 35 ，而在第 2次追肥后 5d取样检测=
参试的 N素剂量有 5个水平，N索用量分别为 150、300、450、600、750kg／hm。，并以无 N区为对照．设
计 6个处理；供试的氮肥为尿素，蔬菜为空心菜．分别同步进行大田和模拟盆栽试验 ；其中基肥 N占 40 ，
第 1次、第 2次追肥 N分别占 25，E和 35 ，第 2次遗肥后 5d取样检测
盆裁试验采用瓷园柱体盆钵 ，每钵 r—o．108m，h一0．165m．表面积 为0．037m ，装风干土量 3．5kg，每
钵的基肥、第 1次和第 2擞追肥分别施用果素量为 1．44g、0．9g和 1．26g
无帆氮肥与有机 肥料 配合旖用．参试 的有 机肥有厩肥和土 杂肥两种，厩肥含 N 0．45 、P O
0．1 9 、K O 0．6 、有机质 15．0 ，土杂肥含N 0．40 、P O 0．18 、K2O 0．1 、有机质 8．8 供试蔬菜
为空心菜，N肥为尿素．N 素用量为 450kg／hm。，等同 N量其无机 N与有机肥 N配比为 1：1，有机肥料作
基肥旆用，设计 4个处理。
化学氮肥的安全施用朔试验 ，作者设计蔬菜基地生产上常用的 3种施肥模式：①基肥、追肥 N紊各半f
②基肥占 30 ，追肥 N占 o ；@基肥 N占 7O ．追肥N占 30 以无 N区为对照，设计 4个处理，供试
氮肥为尿素，蔬菜为小白菜，N素用量 450kg／hm ，其安全间隔期设为 4个时间，于 9月 9日追肥 ，后经 3、
8、13和 18d分期取样检测蔬菜硝酸盐的积累量
上述 4项试验，均设 3个重复，采用随机排列区组，小区净面积为 13．34m。。
供试蔬菜有空心菜、小白菜 2种叶菜类；时问由6至 9月份。
样品处理和测定 送检的蔬菜取 可食部，用清水洗净凉干，后切断捣碎．制成匀浆备样检测 ]。硝酸盐
采用酚二磺酸光廑法，亚硝酸盐用 N (1一萘基)一乙二胺盐酸盐光度法 (UV一2201型紫外可见分光光度计，日
本岛津生产)进行检测。
试验采用大田(系菜园旱地)和模拟盆栽试验相结合的研究方法=太田试验布置在福州市郊区仓山、盖
山两个乡镇i仓山的供试土壤 pH值为 6．93，含垒 N 0 245 ，垒 P O 10．286 ，全 K。O 2．418 ，有机质
2 258 ，碱解 N 154mg／kg，速效 P O 1206mg／kg．K20 73mg／kg，物理性牯粒含量
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5期 任祖淦等；氨肥施用与蔬菜硝酸盐积累的相关研究 525
全P2O 0．160 ，全K2o 2．557 ，有机质1．845 ，碱解N147m~／kg，速效 O5192g／cm ，K20 81mR／kg，
物理性粘粒含量<0．01ram 60．73 ，结构系数 84．蚰 ，容重 1．020(g／cm )，比重 2．575(g／cm~)。模拟盆
栽试验在福建省农业科学院土壤肥料研究所网室里实施，盘栽的供试土壤pH值为6．82，含全N 0-136％，
全 P2O 0．24 ，全 K2O 3．702 ，有机质 0．931 ，碱解 N 77mg／kg，速技 P2O5 140mg／k8，K20 70m~／kg，
物理性粘粒含量<0．01ram 66．15 ，结构系数 85．58 ，容重 1．09(g／cm。)，比重 2．575(g／cm~)。
2 结果与分斩
2．1 筛选蔬菜硝酸盐低积累的化学氮肥品种
作者选择农业生产上常用的7种化学N肥品种，其中包括有铵态氮肥的硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵 3
种}硝态氨肥的硝酸铵I酰铵态氮肥的尿素I以及富含N、P、K三要素的复台肥和专用肥等 5种类型氮肥。
供试蔬菜为空心莱，N素用量为450kg／hm ，其中基肥N占 40 ，第 1次、第 2次追肥 N分别占25 ，
35 ，而在第 2次追肥后 5d，大田于 7月 15日，盆栽于 7月 26日取样-检测结果见表 1。
大田试验结果表明，参试的 7种氮肥，以施用氯化铵和硫酸铵两个处理，空心莱的硝酸盐积累量为最
低，均值分别为466．7m~／kg和515．oII1g／ks，基本上接近于WHO／FAO允许的 432mg／kg限量标准I其它
的N 肥，如下依次递增为尿素、碳酸氢铵、硝酸铵}但是施用复合肥和专用肥的空心莱硝酸盐积累量为最
高，分别达到 863．7和 875．0mg／kg
从盆栽试验检铡结果亦与太田试验得出规律基本吻合，则氯化铵和硫酸铵的处理 ，硝酸盐积累量为最
低 ，分别为 374．0n~／kg和 430mg／kg，符合 WHO／FAO允许的限量标准。
从参试的7种化学氮肥品种中筛选结皋初步表明，氯化铵和硫酸铵系为蔬菜低积累硝酸盐的两种氮
肥，其机制可能与这两种氨肥在空心莱体内有较强的同化力所致 J。
再者，在氮肥用量相等时，不同的氮肥形态可导致不同的 No 积累量 ，这种差异影响的最大因素是铵
态氨和硝态氟的比例，当铵态氨和硝态氯的比倒越小时，蔬菜体内的No 含量就越高 ]。这与作者的研究
筛选结果是一致的。
据报道 ]，植物积累硝酸盐根本在于其吸收量超过还原同化的量结果。硝酸盐的还原直接影响着硝
酸盐的积累。蔬菜体内硝酸盐的积累变异与硝酸还原酵(NR)的活性具有很好的相关性，成为负相关，高硝
酸盐积累的蔬菜，它具有一定的耐肥性，而硝酸还原酶的活性强度是有高度遗传的。
在大田和盆栽试验检测结果表明(见表 1)，空心莱中亚硝酸盐的积累量较低啪，范围均在 WHO／FAO
规定允许的限量标准 0．13mg／kg(体重)之下，均无遗标 。
裹l 筛选蘸墓硝奠盐低积曩的化学氮肥品种(mg／kg，鲜捧)
Table l sIevIng the types of ehemlca]N．fertilizer with low~trate accumulation
In vegetable(fr~h sample)
无 N区 Controi(Withoat N) 0．030 51．3 0．023 58 0
硫酸镀 (NH．)2SO4 0．080 515．0 10．3 0 067 430．0 15．0
氯化铰 NH‘C1 0 110 466．7 — 0 080 374 0 一
碳酸童营 NHJHCOa 0．100 592．7 27 0 0 090 600．7 6O 6
尿 素 Utea 0．103 515．3 l0．4 0．107 502．3 34．3
硝酸萤 NH4NO3 0．0蚰 605．0 33．9 0．070 696， 86．3
复古肥C~mpietefardli：er 0．130 863．7 85．1 0 087 897．7 140．0
专用眶 Specialf~ lizer 0 110 875．0 87 5 0 107 718．3 92 1
注|均值为 3十重复时平均值，下同 ．Themean aver且gedfromthree replicationstsimilarly here n a~ter
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526 生 态 学 报 l8卷
2． 2 筛选蔬菜硝酸盐低积累的N素燕用剂量
作者根据生产上现状．设计 5种N素水平的燕用剂量，N素用量分别为 150、300、450、600、75Okg／
hm。·并以无N区为对照，设计 6十处理。供试氮肥为尿素．蔬菜为空心莱，分别同步进行大田和模拟盆栽试
鞫。其中基肥N占40 ，第1次、第2次追肥N分别占25 和35 ．第2次追肥后5d，太田和盆栽分别于
6月 17日和 6月 29日取样检测。
研究表明(见表 2)，空心菜中硝酸盐的积累量，可因N素用量的提高而有明显规律地增加。因此偏施
和滥燕氨肥是造成蔬菜品质退化的重要原因，也正是这样．作者提出了控制氮肥适量来降低蔬菜硝酸盐的
售集．但是要确定最佳的氮肥燕用量-从研究结果初步表明，N素用量以300kg／hm。为临界值。同时表明大
田与盆栽的试验结果和规律基奉吻合。
寰 2 筛选蘸墓硝酸盐低积累的 N素施用村■(rag／kg，鲜样)
Tabie 2 NRrogen application dose for siev／q the low nRrate accumulation
in vegetable(fresh sample)
2．3 筛选化学氮肥与有机肥料配合燕用对蔬菜硝酸盐降低积累的影响
据资料报道 ，有机肥料是一项降低蔬菜硝酸盐积累的有益农业措施，同时又提高产品的营养价值。
搬用有机肥料能降低蔬菜硝酸盐积累的原因 ①与生物降解有机质，葬分释放缓慢，能更好地适合蔬菜对
养分的吸收有关I②可能与有机质促进了土壤反硝化过程，瓣少土壤中硝态氮的浓度有关。
作者选择有机肥料有厩肥和土杂肥两种，N素用量为450kg／hm。．等同N量井无机N与有机肥N的
配比为 1：1，有机肥料作基肥施用．设计4个处理．供试氮肥为尿素．蔬菜为空心菜．追肥为5d，于 9月6日
取样检测·结果表明(见表 3)。处理2为纯氮肥尿素，空心菜中硝酸盐积累量为579．3mg／kg，处理3和4的
尿摩分别配燕土杂肥、厩肥．空心菜的硝酸盐积累量为 314．3和 188．7rag／kg，比纯尿素处理 2的硝酸盐分
别下降265．50和 390．6mg,／kg·降幅为45．7 和67．4 。同时表明，配燕厩肥的效果比土杂肥更佳。
2．4 筛选化学氮肥安全施用期对蔬菜硝酸盐降低积累的影响
作者在蔬菜生长后期控帝|施N技术的思路．对蔬菜收获上市时能有效地降低蔬菜硝酸盐的积累。调控
蔬菜生长前期用较高的N素水平，而到后期停止供 N，为获得蔬菜高量．又可降低硝酸盐积累的蔬菜生产
摸式。为此，作者设计了蔬菜区生产上的3种臆肥模式 ①基、追肥N素各半}②基肥N占30 ．追肥N占
7o％}③基肥N占70 ，追肥N占30 。以无N区为对照．设计4个处理。供试的氮肥为尿素，蔬菜为小白
菜·N素用量为450kg／hm。．其安全问隔期设为4个时间．于9月9日追肥．后经3、8、13和18d分期取样检
测小白菜硝酸盐的积累量，试验结果(见表 I) 追肥后 3d(9月 12日)为始期．处理 4的小白菜硝酸盐积累
量为最低·其次是处理 2·而处理3积累量最高。追肥后M(9月17日)．2、3、4诸处理，均比始期的硝酸盐下
降 7·1 ～14．4 ·同时仍以处理 4的硝酸盐积累量为最低，比始期下降 14．4 ，其次是处理 2的下降
9·2 ，处理 3的积累量仍为最高·仅下降7．1 。追肥后13d(9月22日)，2、3、4诸处理，小白菜的硝酸盐积
累量由低到高仍然依次为处理 4<处理 2<处理 3．均 比始期的硝酸盐积累量下降 14．9 ～l8．5 。追肥后
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5期 任祖淦等 氮肥施用与蔬菜硝酸盐积累的相关研究 527
寰 3
TaM e 3
俺造化学 的影响(mR／kR，鲜样)
Eff~t of chemical nitrogen fertilizer incorporated with orgallc terfili~r on
the decre-se of lllxmte accumulmtion in vege~b]e(fresh sample)
18d(9月27日) 、白菜中硝酸盐由低到高仍依次为处
理 2<处理4<处理 3，比始期的，下降幅度分别为
34．7 、21．9 和 28．2 ，见圈 1。
追施氨肥后 8d，是蔬菜收获上市的安全始期，硝酸
盐下降幅度约在一成左右I此后随时间的延长，硝酸盐
降幅逐渐递增，至追肥后 18d，降幅分别达 34．7 、
28．2 和 21．9 。
从施 N技术模式来分析，处理 4和处理 2的硝酸
盐积累量低于处理 3，进而表明蔬菜施氨肥要十分注视
攻头控尾，重基肥轻追肥 的施 N技术模式，有利于后
期控儡和儡约小白菜硝酸盐的积累量，同时提高蔬 菜
的品质和价值 。
3 小结
(1)试验从 7种化学氮肥品种中筛选出氯化铵、硫
酸铵两种具有明显降低空心菜硝酸盐的积累，并且能
基本上达到 WHO／FAO允许的限量标准，可供生产上
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图1 蔬菜麓用化学 N肥技术模式对硝酸盐累
积安全斯试验
F ．1 The test of safe period f0r ni~ate删 mu】直d0n
under the dlffetent chemical N fertilizer appl~：a—
tion patterr~／or vegetable
进一步扩大中试和推广应用。特别是氯化铵，对空心菜具有明显的低硝作用，供试的其它6种氮肥品种比
氯化铵的硝酸盐积累量均分别提高 10·3 ～87．5 。据报道啪，这与 C1一有抑制土壤、肥料中的硝化作用
机制有密切相关。
(2)氨索施用剂量水平结果表明，N索用量以300kg／hm。为临界值，若超量，对蔬菜硝酸盐积累有超标
的可能性。
(3)研究表明，在等同N量的化学氮肥与有机肥料各半配合施用，能有效地降低蔬菜硝酸盐的积累量，
均比施用纯化肥尿素的，脆降低硝酸盐45．7 ～67．4 ，其中以配施厩肥的效果更佳。
(4)研究韧步表明，追施氮肥后 8d为蔬菜收获上市的安全始期，此后随时间的延长，硝酸盐积累量具
有明显下降趋势，至追施 N肥后 18d，蔬菜中硝酸盐分别比始期下降21．9 ～34．7
。 同时表明蔬菜以“攻
头控尾，重基肥轻追肥”的施 N技术模式，有利于后期儡约蔬菜硝酸盐的积累，并提高蔬菜的品质
。
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528 生 态 学 报 18卷
寰 4
T e 4
蘸某施用化学氮肥模式对确■盐积累的安全期试M(rag／kg，鲜样)
Different pltterlS of alpp】y．ng nitrogen fertm砷r to ‘柚be for Ihe te0t
of safe period∞ nitrate aceumninii=a(fresh sample)
注 I 9月 12日为始期。Sept．12州【 init~1 dete，(A)IMean，(B)IDecrement a5 againstini~l date．
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