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Effects of form, rate and time of N fertilizer application on yield and nitrate content of greengrocery

氮素形态、用量及施用时期对小青菜产量和硝酸盐含量的影响


The effects of different types and application methods of N fertilizer on greengrocery (Brassica campestris L. ssp. Chinnesis) yield and nitrate content were investigated in a field experiment. Results showed that: ① At the same N fertilizer application rate, yield was highest with the Calcium nitrate and urea + micronutrient treatments. The yield difference among urea, organic-inorganic fertilizer mixture and ammonium bicarbonate treatments was not significant, and the DMPP (3,4-dimethylpyrazole phosphate)treatment had the lowest yield among the six treatments. Top-dressing of micronutrients could enhance yield. The nitrate content declined with harvesting time, except the organic-inorganic fertilizer mixture treatment. At harvesting, underground-plant samples from the six treatments showed the following order of nitrate accumulation ability: calcium nitrate> DMPP > urea> organic-inorganic fertilizer mixture >urea + micronutrients> ammonium bicarbonate. The synergistic absorption of N with P and K could reduce nitrate content in plants. Considering the yield and quality together, the organic-inorganic fertilizer mixture treatment would be the best; ② Greengrocery yield and Vc content increased with N fertilizer rate, so was nitrate content; ③ Greengrocery yield and Vc content declined as the fertilization time was delayed. The accumulation peak of nitrate content in plants is 20days after N fertilizer application.


全 文 :收稿日期:!""#$"%$!& 接受日期:!""#$"&$!%
基金项目:浙江省科技厅重大科技招标项目“蔬菜安全生产关键技术集成与示范(!!!’(%!"")$*)”;无公害蔬菜生产技术规范的研究[沪农科
攻字(!""*)第 +$%号]资助。
作者简介:王强(%+#+—),男,浙江江山人,硕士,助理研究员,主要从事新型肥料研制与开发以及无公害施肥技术研究。
,-.:"&#%$)/’"’*"!,01234.:5676.78 9337: ;<=。!通讯作者 ,-.:"&#%$)/’"’*++,01234.:567>698 9337: ;<=
氮素形态、用量及施用时期对小青菜
产量和硝酸盐含量的影响
王 强,姜丽娜!,符建荣,汪建妹,马军伟
(浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所,浙江杭州 *%""!%)
摘要:采用田间试验研究了氮素形态、用量及施用时期对小青菜产量和硝酸盐含量的影响。结果表明,等氮量施肥
下,产量最高的是硝酸钙,尿素 ?微量元素处理;尿素,有机无机复混肥和碳酸氢铵处理间无显著差异,@ABB处理
产量最低;追施微量元素能提高小青菜的产量。硝酸盐含量随着收获时期的延后而降低,有机无机复混肥处理则
略有升高,但未达到显著水平;收获期取样时,不同氮肥对硝酸盐的积累是:硝酸钙 C @ABB C尿素 C有机无机复
混肥 C尿素 ?微量元素 C碳酸氢铵。配施微量元素及氮磷钾的协同吸收均能降低硝酸盐含量。综合考虑产量和
品质指标,以有机无机复混肥处理效果较好。小青菜产量和 DE含量随着施氮量的提高而提高,但硝酸盐含量也随
之提高;小青菜产量和 DE含量随着施氮时期的延后而降低,硝酸盐含量高峰出现在追肥后 !"F左右。
关键词:氮素形态;施氮时期;小青菜;硝酸盐
中图分类号:G/*/H+;G%’#H! 文章编号:I 文章编号:%"")$&"&J(!""))"%$"%!/$"/
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植物营养与肥料学报 !""),%’(%):%!/ $ %*%
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B.3O5 LU5<454;O 3OF S-<54.49-< GE4-OE-
随着人们对食品安全的重视和无公害食品的发
展,硝酸盐对人体健康的影响受到越来越多的重
视[!"#]。蔬菜是一种易于富集硝酸盐的作物,人体积
累的硝酸盐 $!%#&来自蔬菜。目前在蔬菜生产上,
因盲目超量施用化学氮肥,致使土壤养分失衡,蔬菜
硝酸盐含量超标的现象时有发生。影响蔬菜中硝酸
盐累积的因素很多,其中施肥是最主要的因素之一。
研究发现,氮素形态、用量、施用时期、有机无机配施
以及喷施微量元素都能影响蔬菜的硝酸盐含量。据
报道,氮肥的形态是蔬菜中硝酸盐积累的主要内源
因子[’],而氮肥用量是蔬菜中硝酸盐积累的主要外
源因子[(]。因此,明确不同氮素形态、氮肥用量及施
用时间对小青菜硝酸盐含量的影响,通过施肥措施
降低蔬菜中硝酸盐累积量,这对提高蔬菜的产量和
品质,保障城乡人民健康有重要意义。但由于蔬菜
品种、地域等的差异,研究结果不尽一致[’]。本试验
针对钱塘江沿岸冲积土壤中的小青菜( !"#$$%&#
&#’()$*"%$ )* ++,* &+%,,)$%$)生产,试图通过氮素形
态、用量、有机无机配施以及施用微量元素等不同施
肥措施的比较,研究施肥对小青菜硝酸盐含量和品
质的影响,为发展无公害食品和绿色食品等提供相
关依据。
! 材料与方法
!"! 试验设计
!%!%! 氮素形态对小青菜产量和品质的影响(试验
!) 试验设 - 个处理:!尿素(.);"硝酸钙
(/01);#碳酸氢铵(23);$有机无机复混肥(45
647);%89::(含硝化抑制剂 89::的硫硝铵);&
尿素 ;微量元素(. ; 9<)。其中 89::为含硝化抑
制剂 ’,("二甲基吡唑磷酸盐(’,("=>?@ABCD,CE1FGD@
,BG+,B1A@)的硫硝铵,89::含量为 !&。有机无机复
混肥中 / H :#4I H J#4 为 K H I H -,氮素形态为尿素态
氮。微量元素溶液中含铁、锰、铜、锌、钼等元素。由
于习惯施肥中秋季收获后施腐熟牛粪 ’LLLL MN O
B?#,各茬小青菜种植时施肥量较少,主要起追肥作
用。试验各处理氮磷钾用量相同,各处理施 / KL
MN O B?#,磷、钾用量(按有机无机复混肥中的氮磷钾
比例)分别为 IL MN O B?# 和 -L MN O B?#。有机无机复
混肥在播种前施入,其余处理参照常规施肥措施,
IL&氮肥在定苗后施,IL&在定苗后 !L =追施;微
量元素在定苗后 !L =喷施。
!%!%# 施氮量对小青菜产量和品质的影响(试验 #)
试验设 ’ 个处理,即:施尿素 / (I、KL、!’I MN O
B?#。各处理 IL&氮肥在定苗后施,其余 IL&在定
苗后 !L =追施。
!%!%’ 施氮时期对小青菜产量和品质的影响(试验
’) 试验设 ’个处理,即:!尿素播前施;"尿素在
定苗时和定苗后 !L =各施 IL&;#尿素在定苗时
和定苗后 #L =各施 IL&。各处理施 / KL MN O B?#。
除有机无机复混肥处理外,各处理分别按有机无机
复混肥的氮磷钾比例,分别补充 :#4I (I MN O B?# 和
J#4 -L MN O B?#,保证各处理施肥量一致,磷肥用过磷
酸钙,钾用硫酸钾,在移栽前一次施入。
!"# 试验方法
试验于 #LLI年在杭州转塘中大公司基地进行。
试验地土壤为小粉土,为钱塘江沿岸冲积土,钾含量
较低。基本理化性状为:,P为 -%I,碱解氮 #!Q%-!
?N O MN,速效磷 (L%(I ?N O MN,速效钾 !Q%I ?N O MN,有
机质 #’%L$ N O MN。种植方式为小青菜连作,一年种
植 I 次。常规栽培中一般在秋季收获后施 ’LLLL
MN O B?#腐熟牛粪,以后每次定苗时施挪威复合肥
#IL MN O B?#,定苗后 !L =左右追施 -I MN尿素。
试验小青菜品种为矮抗青( !"#$$%&# &#’()$*"%$
)* ++,* &+%,,)$%$),采用田间小区试验,重复 ’ 次。
小区面积 ( ?#。#LLI年 K月 K日整地、播种。试验
!中的有机无机复混肥处理和试验 ’中的尿素播前
施肥处理在播种前施肥。!L =后(K月 !K日)定苗,
定苗后 (L =(!L月 #K日)收割,测定各小区产量。分
别于收获前 !L = 和收获期取样测定硝酸盐含量。
硝酸盐含量采用紫外分光光度法测定;RS 含量采
用 #,-"二氯靛酚滴定法测定。植株养分的测定采
用 P#T4(—P#4#消煮,氮用碱解扩散法,磷用钼锑抗
比色法,钾用火焰光度法[I]。
# 结果与分析
#"! 不同氮素形态对小青菜产量和硝酸盐含量的
影响
在等氮量施肥下,不同氮素形态对小青菜产量
有明显的影响(图 !)。产量最高的是硝酸钙和尿素
;微量元素处理,和其余处理间差异显著。小青菜
是喜硝态氮作物,因此施用硝酸钙产量最高。尿素
;微量元素处理与单施尿素处理之间差异显著,追
施微量元素处理产量提高了 !$%-&,可能是因为设
施栽培长期连作小青菜导致土壤养分不均衡,喷施
微量元素后促进了小青菜的生长。有机无机复混
肥、尿素、碳酸氢铵处理之间产量无明显差异,而
Q#!!期 王强,等:氮素形态、用量及施用时期对小青菜产量和硝酸盐含量的影响
!"##处理则产量较低。有机无机复混肥和尿素处
理间差异不显著,可能是因为试验处于夏季高温期,
小青菜生长时间较短,有机肥的肥效未能体现。
!"##产量最低,这一结果与许超等[$]的结果不一
致,可能和 !"##的合理使用有关,尚需深入研究。
图 ! 不同氮素形态对小青菜产量的影响
"#$%! &’’()*+ ,’ -#’’(.(/* 0 ’(.*#1#2(. ’,.3+ ,/
*4( 5#(1- ,’ $.((/$.,)(.5
小青菜硝酸盐含量与氮素形态直接相关(表
%)。在等氮量下,施不同氮肥品种,青菜硝酸盐含量
有较大的差异,同时还受到取样时间的影响。收获
前 %& ’,硝酸盐含量最高的是硝酸钙处理,最低的是
碳酸氢铵处理,硝酸盐的积累能力为:硝酸钙 (
!"##(尿素 (尿素 )微量元素 (有机无机复混肥
(碳酸氢铵;而收获期取样时为:硝酸钙 ( !"## (
尿素 (有机无机复混肥 (尿素 )微量元素 (碳酸氢
铵,其趋势基本一致。从不同取样时间来看,有机无
机复混肥处理在收获期取样时硝酸盐含量比收获前
%& ’取样略有升高,但处理未达到显著水平。其余
处理硝酸盐含量均随着取样时间的延后而降低。杨
保川等[*]研究表明,叶面喷施钼、锰降低了莴苣硝酸
盐含量;王德汉等[+]的研究也表明,木质素鳌合微
肥能降低生菜硝酸盐含量。而林观捷等[,]的研究则
认为,喷施微量元素对菠菜硝酸盐含量无显著影响。
本试验中尿素 )微量元素处理在不同取样时间硝酸
盐含量均低于单施尿素处理,在收获期取样时差异
达到了显著水平。
不同氮素形态对小青菜营养特性的影响也有一
定差异(表 %)。其中有机无机复混肥处理促进了氮、
磷、钾的吸收。从营养特性上看,硝酸盐含量较低的
有机无机复混肥处理磷、钾含量较高。刘明月等[-]的
研究表明,合理的氮磷钾配施能降低硝酸盐含量。本
试验中虽然磷、钾施肥量一致,但有机无机复混肥处
理提高了磷、钾的吸收,降低了硝酸盐的含量。
维生素 .的含量与硝酸盐含量有一定的关系,
高含量的维生素 .能与亚硝酸迅速反应,生产一氧
化氮,本身被氧化成脱氢抗坏血酸,从而降低蔬菜中
硝酸盐含量。本试验中这一规律并不明显,可能受
蔬菜品种的影响,同时也和小青菜生长引起的稀释
效应有关。
表 ! 不同氮素形态对小青菜营养特性和硝酸盐含量的影响
6781( ! &’’()*+ ,’ -#’’(.(/* 0 ’(.*#1#2(. ’,.3+ ,/ *4( /9*.#*#,/71 )47.7)*(.#+*#)+ 7/- /#*.7*( ),/*(/* ,’ $.((/$.,)(.5
氮素形态
/ 01234
全氮
51678 /
(9)
全磷
51678 #:;<
(9)
全钾
51678 =:;
(9)
/;>, 含量 /?6276@ A1B6@B6(3C D EC) FA含量
FA A1B6@B6
(3C D EC)
收获前 %& ’
%& ’ G@012@ H72I@46?BC
收获期
J72I@46?BC 6?3@
尿素 K LM$& 7 &M+* G ,M- G :%<+ ’ :&,% @ LM<: A
硝酸钙 /.7 LML* A &M*% 7 ,M+ A :LL+ 7 :,+, G 碳酸氢铵 NO LM$$ G &M*% 7 LM: G %**< 0 %+-, C 有机无机复混肥 ;>P;Q !"## LM,: A &M*, 7 LM+ 7 :,&< GA ::*% A 尿素 )微量元素 K) "R LM*L G &M+L G ,M+ A :&%: ’@ %-*L 0 LM$- A
注(/16@):/.7—.78A?S3 B?6276@;K ) "R—K2@7 ) 3?A21@8@3@B6;;—P;Q—;2C7B?ATPB12C7B?A 3?U@’ 0@26?8?V@2;K—K2@7;NO—O331B?S3 G?A72G1BT
76@ W 各列中数字后面不同字母表示在 &M&< 水平差异显著,下同 F78S@4 ?B @7AH A18S3B 01881X@’ GY ’?00@2@B6 8@66@24 72@ 4?CB?0?A7B68Y ’?00@2@B6 76 ! Z
&M&:;: 施氮量对小青菜产量和硝酸盐含量的影响
常规施肥中一般在秋季收割后每公顷施 ,&&&&
EC腐熟牛粪,小青菜种植时则施肥较少,因此本试
验更多的是显示追肥对小青菜产量和硝酸盐含量的
*:% 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 %L卷
影响。在尿素不同施肥量试验中,小青菜产量随着
施氮量的提高而提高(图 !),施 "#$% &’ ( )*! 处理与
+% &’ ( )*!、,- &’ ( )*! 处理间差异达到了显著水平,
而 +% &’ ( )*!和 ,- &’ ( )*!处理之间差异不显著。
图 ! 不同施氮量对小青菜产量的影响
"#$%! &’( ())(*+ ,) - )(.+#/#0(. .1+( ,2 $.((2$.,*(.3 3#(/4
表 !看出,硝酸盐含量随着施氮量的增加而增
加。王朝辉等[#-]研究表明,氮肥用量与蔬菜中硝酸
盐含量呈显著正相关。本试验中,收获前 #- . 取
样,#$% &’ ( )*!处理硝酸盐含量比 +% &’ ( )*!处理提
高了 #%/+0,处理间差异显著。可见施氮量是影响
小青菜硝酸盐含量的主要因素。随着取样时间的延
后,+% &’ ( )*!和 ,- &’ ( )*! 处理植株硝态氮含量降
低,而 #$% &’ ( )*!则随取样时间的延后而升高,可能
是由于施氮量较高,氮源充分,小青菜体内硝酸盐转
化较慢,导致后期硝酸盐含量升高。小青菜 12含量
则随着施氮量的升高逐渐降低,高量处理只有低量
处理的 3+/,0。
不同施氮量处理中,小青菜植株氮含量随着施
氮量的增加而增加;但磷和钾含量在低施氮量时较
高。中、低施氮量时,硝酸盐含量也要低于高施氮量
处理。其中磷、钾的协同吸收可能起了一定的作用。
表 ! 不同施氮量对小青菜营养特性和硝酸盐含量的影响
&15/( ! &’( ())(*+6 ,) - )(.+#/#0(. .1+( ,2 +’( 27+.#+#,21/ *’1.1*+(.#6+#*6 124 2#+.1+( *,2+(2+ ,) $.((2$.,*(.3
施氮量
" 4567
(&’ ( )*!)
全氮
8965: "
(0)
全磷
8965: ;!<%
(0)
全钾
8965: =!<
(0)
"<>$ 含量 "?64567 29@67@6(*’ ( &’) 12含量
12 29@67@6
(*’ ( &’)
收获前 #- .
#- . A7B947 )54C7D6?@’
收获期
E54C7D6?@’ 6?*7
+% +/FF 2 -/3+ 5 $/, 5 #,3F . #,%$ . %/$! 5
,- +/,G A -/F3 5 $/, 5 !#%F 2 !-$# . +/,$ A
#$% %/-+ 5 -/3- 5 $/3 5 !!,$ A !$F3 5 +/%! 2
!89 不同施氮时期对小青菜产量和硝酸盐含量的
影响
从尿素不同施用时期看,小青菜产量随施用时
期的延后而降低,各处理间差异达到显著水平(图
$)。尿素做基肥比定苗后 !- . 追肥产量提高了
G$/30。尿素的不同施肥时间对小青菜硝酸盐含量
的影响(表 $)看出,播前施肥处理,在不同取样时间
硝酸盐含量都最低;定苗后 #- .施肥处理,在收获
前 #- .取样时,硝酸盐含量要低于定苗后 !- .施肥
处理,但在收获期取样时则较高。从不同取样时间
看,播前施肥处理和定苗后 #- .施肥处理硝酸盐含
量随着取样时间的延后而降低;而定苗后 !- .施肥
处理则随着取样时间的延后而升高。植株的硝酸盐
含量在施肥后有个吸收积累到转化的过程,从定苗
后 #- .和 !- .施肥处理看,硝酸盐含量都在 !- .时
最高。12含量则随施氮时期的延后逐渐提高。
植株氮含量随着施氮时期的延后而减少,而磷、
图 9 不同施氮时期对小青菜产量的影响
"#$%9 &’( ())(*+ ,) - 1::/#*1+#,2 +#;( ,2 $.((2$.,*(.3 3#(/4
(HIJ—H5KD 5B674 B?@5: D?@’:?@’ 9B D77.:?@’)
钾含量则随着施氮时期的延后而增加。与之相对应,
硝酸盐含量在收获前 #- .取样时也是随着磷、钾含量
的增加而降低,这一趋势与其余两个试验一致。
,!##期 王强,等:氮素形态、用量及施用时期对小青菜产量和硝酸盐含量的影响
表 ! 不同施氮时期对小青菜营养特性和硝酸盐含量的影响
"#$%& ! "’& &((&)*+ ,( - #..%/)#*/,0 */1& ,0 *’& 02*3/*/,0#% )’#3#)*&3/+*/)+ #04 0/*3#*& ),0*&0* ,( 53&&053,)&36
施氮时间
! "##$%&"’%() ’%*+
全氮
,(’"$ !
(-)
全磷
,(’"$ ./01
(-)
全钾
,(’"$ 2/0
(-)
!034 含量 !%’5"’+ &()’+)’(*6 7 86) 9&含量
9& &()’+)’
(*6 7 86)
收获前 :; <
:; < =+>(5+ ?"5@+A’%)6
收获期
B"5@+A’%)6 ’%*+
播前 C+>(5+ A(D%)6 EFGG " ;FH: = 4F/ = /;E4 & /;:1 & EF// =
定苗后 :; < :; IJK EFGL " ;FHM " 4FG " /:1H = /;4: & EF1/ =
定苗后 /; < /; IJK EFM; = ;FHH " EF: " /:;M = //1H " 1F/: "
IJK—I"NA ">’+5 >%)"$ A%)6$%)6 (> A++<$%)6A
! 讨论
蔬菜硝酸盐的含量除了受蔬菜种类,蔬菜品种
等因素影响外,还直接受施肥品种,施肥方式的影
响[::]。铵态氮被蔬菜作物吸收后,立即参与含氮有
机物合成,而硝态氮则要先还原成铵态氮,要消耗额
外能量并在相应酶参与下方能进行,因而易在蔬菜
体内积累。本试验中在等氮量施肥下,硝酸钙处理
和尿素 O微量元素处理产量最高,其次是有机无机
复混肥处理,但硝酸钙和尿素处理同时提高了小青
菜硝酸盐含量。碳酸氢铵处理由于单纯施用铵态
氮,会抑制小青菜的生长,因而导致产量降低。综合
产量和品质指标来看,有机无机复混肥处理效果较
好。有机无机复混肥处理与尿素处理相比未能增加
小青菜产量,可能和小青菜生长时间较短有关,但在
控制硝酸盐含量方面比较理想,可能是由于有机质
促进了土壤反硝化作用,降低了土壤中硝态氮的含
量[:/]。另外有机无机复混肥中含有大量微生物,能
活化土壤中的缓效养分,促进了磷、钾等元素的吸
收,并能改善土壤的氧化还原条件,减少硝态氮含
量,进而降低蔬菜中硝酸盐含量[:4]。喷施微量元素
能有效地提高小青菜的产量,并降低硝酸盐含量,主
要是由于喷施微量元素减缓了复种指数提高,导致
土壤养分不平衡的影响。试验地土壤呈酸性,叶面
喷施钼肥促进了小青菜的吸收。研究表明,采用根
外施钼能降低蔬菜硝酸盐含量[:E],钼诱导并提高了
硝酸还原酶的活性[:1],而 !P是催化硝酸盐同化反
应的限速酶,是蔬菜硝酸盐累积的主要内源因
子[:L]。
小青菜产量随着施氮量的增加逐渐升高,但硝
酸盐含量也随之升高;9& 含量则随着施氮量的增
加而降低。在施低量和中量氮时,硝酸盐含量随着
取样时间的延后而降低,但高施氮量处理则有所升
高。可见,为了提高小青菜的品质,不宜盲目提高施
肥量。本试验小青菜为连作,一般在秋季小青菜收
割后追施有机肥,因此每季种植时施肥量较低。在
不同种植方式下,应根据土壤肥力确定适宜的施肥
量。
小青菜产量随施肥时间的延后而降低。蔬菜硝
酸盐含量还受施肥时间和收获时间的影响。研究表
明,叶菜中硝酸盐含量的高峰一般在施肥后 :; <左
右出现[:H]。本试验中,硝酸盐含量的高峰出现在施
肥后 /; <左右,可能受蔬菜品种及施肥等因素的影
响。王正银等[:M]的研究表明,小白菜硝酸盐含量与
生长天数呈直线关系,延迟采收还能提高小白菜
9&,可溶性糖和氨基酸含量。因此,应根据植株长
势和收获时间合理安排基肥和追肥比例及用量。
参 考 文 献:
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