通过对滇池北岸韭黄生产基地52份韭黄和109份韭菜样品硝酸盐含量分析并结合田间试验,研究了韭黄硝酸盐累积规律以及光照、氮肥、硝化抑制剂(双氰胺和硫磺)对韭黄硝酸盐累积的影响。结果表明,韭黄硝酸盐含量为379.2~1 354.6 mg·kg-1(均值774.1 mg·kg-1),而韭菜为258.2~3 878.0 mg·kg-1(均值1 615.7 mg·kg-1)。韭黄不同部位硝酸盐含量为:黄绿叶>叶鞘>叶片。早上6:00韭黄揭棚见光后,硝酸盐含量逐渐下降,12:00后又逐渐升高,下午2:00达最大,随后又下降。田间试验证实,减施20%的氮肥用量,韭黄硝酸盐含量下降13.6%,产量没有影响;双氰胺的施用使韭黄硝酸盐含量下降12.9%,并提高其产量11.1%;硫磺的施用可以增加韭黄产量13.5%,减少硝酸盐的含量8.6%。早上韭黄揭棚见光也能显著减少其硝酸盐含量。可见,上述措施能有效减少韭黄硝酸盐含量,具有推广价值。
全 文 :园 艺 学 报 2008,35(8):1155—1160
Acta Horticulturae sinica
滇池北岸韭黄生产基地韭黄和韭菜产品硝酸盐含量
及其积累规律
张瑞杰 ,林国林 ,胡正义 ,吴永红 ,逢玉万 ,殷小锋
( 沈阳农业大学土地与环境学院,沈阳 1 10161; 中国科学院南京土壤研究所,土壤与农业可持续发展国家重点实验
室,南京 210008; 中国科学院研究生院资源与环境学院,北京 100049; 广东省农业科学院土壤肥料研究所,广州
510640)
摘 要:通过对滇池北岸韭黄生产基地52份韭黄和 109份韭菜样品硝酸盐含量分析并结合田间试验,
研究了韭黄硝酸盐累积规律以及光照、氮肥、硝化抑制剂 (双氰胺和硫磺)对韭黄硝酸盐累积的影响。结
果表明,韭黄硝酸盐含量为379.2~1 354.6 mg·kg (均值 774.1 mg·kg ),韭菜为 258.2~3 878.0
mg·kg (均值 1 615.7 mg·kg )。韭黄不同部位硝酸盐含量为:黄绿叶 >叶鞘 >叶片。早上 6:00韭黄
揭棚见光后,硝酸盐含量逐渐下降,l2:00后又逐渐升高,l4:00达最大,随后又下降。田间试验证实,
减施 20%的氮肥用量 ,韭黄硝酸盐含量下降 13.6%,产量没有影响;双氰胺的施用使韭黄硝酸盐含量下降
12.9% ,并提高其产量 1 1.1%;硫磺的施用可以增加韭黄产量 13.5%,减少硝酸盐的含量 8.6%。早上韭
黄揭棚见光也能显著减少其硝酸盐含量。上述措施能有效减少韭黄硝酸盐含量,具有推广价值。
关键词:韭菜;硝酸盐;硝化抑制剂 ;光照
中图分类号:S 633.3 文献标识码:A 文章编号:0513—353X (2008)08—1155-06
The Nitrate Content and Accumulation
Chive and Chinese Chive from the North
Character of the Yellow Chinese
Bank of Dianchi Lake
ZHANG Rui-jie ,LIN Guo-lin’,HU Zheng.yi ,WU Yong.hong ,PANG Yu.wan ,and YIN Xiao.
feng
( Department ofLand and Environment,ShenyangAgricultural University,Shenyang 110161,China; StateKeyLabofSoil and
Sustainable Agriculture,Institute of Soil Science,Chinese Academy of Sciences,Nanjing 210008,China; Colege of Resources
and Environment,Graduate University ofThe Chinese Academy ofSciences,Beijing 100049,China; Soil and Feail~er Institute,
Guangdong Province Academy of Agricultural Sciences,Guangzhou 5 1 0640,China)
Abstract:The nitrate content of 52 samples of yellow Chinese chive and 109 samples of Chinese chive
collected from the north bank of Dianchi LJake were determined.one field trial was also conducted to investi.
gate the efects of nitrogen fertilization,nitrification inhibitor(DCD and elemental sulfur),and light ilumina-
tion on content of nitrate in yellow Chinese chive.The results indicated content of nitrate ranged from 379.2 to
1 354.6 mg·kg~ with an average of 774.1 mg·kg~ in yellow Chinese chive.and from 258.2 to 3 878.0
mg‘kg~ with an average of 1 615.7 mg·kg~ in Chinese chive.Content of nitrate in different yelow Chi-
nese chive tissue decreased in the following order:Kely leaf> vagina > lamina.Content of nitrate in yelow
Chinese chive decreased after exposing light illumination at 6:00 am,until 12:00 am;subsequently in-
creased gradually and reached at a peak value at 14:O0 pm,thereafter decreased again.Field trial results
demonstrated that reducing 20% of nitrogen fertilizer decreased by 13.6% nitrate content of yelow Chinese
chive without losing yields;DCD decreased nitrate content of yelow Chinese chive by 12.9% .and increased
收稿日期:2008—04—21;修回日期:2008—07—01
基金项目:国家 ‘十五’重大科技专项一科技部 ‘863’项 目 (2oo5AA6O1O1O-o2);中国科学院知识创新工程重要方向项 目
(KSCX2-YW—N-038)
}通讯作者Author for corespondence(E-mail
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园 艺 学 报 35卷
yields 11.1% ;Element sulfur increased significantly yields 13.5% , and reduced its nitrate content by
8.6% :Exposing sunlight of yellow Chinese chive before harvesting also resulted in decrease of its nitrate con-
tent.The measures mentioned above could decrease obviously nitrate content of yellow Chinese chive,which
are prone to be extensively applied in the study area.
Key words:Chinese chive;nitrate;nitrifcation inhibitor;ilumination
硝酸盐对人体的危害已受到人们的普遍关注。人体摄人的硝酸盐 81.2%来自蔬菜 (汪李平 等,
2004)。韭黄是韭根和少量韭菜茎处于黑暗条件下形成不带叶绿素的柔嫩植株,其色味具佳。但鉴于
韭黄是在黑暗下生产,人们对其硝酸盐是否超标存在疑虑。
影响蔬菜硝酸盐含量的因素多种多样,有内部因素,如蔬菜的种类和品种,植株的不同部位和不
同生长期等;也有外部因素,如氮肥的种类和用量,水分、温度、光照等气候因素 (伍少福 等,
2006)。作者以昆明滇池北岸韭黄生产基地为调查研究对象,在调查韭黄与韭菜硝酸盐累积规律基础
上,通过田间试验研究氮肥施用量、硝化抑制剂施用、采收期和光照等措施对韭黄硝酸盐含量的影
响,以期为评价韭黄硝酸盐的食用安全性和无公害生产提供参考。
1 材料与方法
1.1 滇池北岸韭菜与韭黄硝酸盐含量普查
选择昆明市滇池北岸的官渡区六甲乡韭黄生产基地为调查和田间试验区域。2006年 9月末,于
清晨在上述生产基地 35万m 范围内随机采取当13收割的韭黄样品52份,韭菜样品 109份。
在昆明地区,新种植的韭菜生长一年左右养根后可进行扣棚生产韭黄,扣棚时间依季节不同,夏
季约 15 d,冬季约30 d。第一次韭黄收获后,韭根继续生长半年左右可再次生产韭黄,3年左右拔掉
重新种植。选择刚收割韭黄的3块韭菜田,对其进行一个韭黄生产周期 (约半年)的考察。分别在
韭黄收割后 15、30、60、120和 180 d时采集韭菜样,每块韭菜田采集 3个样品;在揭棚收割韭黄时
采集韭黄样品,每块地采集 3个样品。
在测定韭黄硝酸盐含量时,选择5个样品测定其不同部位硝酸盐含量的差异。依据其生长特性,
将植株分为3部分测定,分别为外部的黄绿叶、黄色叶和叶鞘。
1.2 韭黄硝酸盐含量控制措施研究
在调查区选择梁家村一户韭菜田进行田问试验,研究氮肥减施、硝化抑制剂 (双氰胺和硫磺)
施用对韭黄产量和硝酸盐累积的影响。该田块无前茬作物,于 2006年7月 6 13种植韭菜秧苗。种植
韭菜前采集土壤样品,测定其基本理化性质:有机质 31.6 g·kg~,全 N 1.72 g·kg~,NO 一.N
44.3 mg·kg一。,NH4 -N 2.52 mg·kg一。,pH 8.15。
试验田面积480 m ,设置6个处理 (表 1)。 表1 田间试验设计
每个处理4个重复,共 24个小区。小区与小 T b。 Desig“offield 订 k
区之间下埋塑料隔板避免水分和养分的窜流。
上述施肥处理中,尿素和双氰胺一年分 12
次,每30 d左右施用一次;硫磺分3次,每 122
d左右施用一次。各处理磷、钾肥用量相同,过
磷酸钙为6 000 kg·hm~ ·a~,氯化钾 900 kg·
hm~ ·a~,一年分为 6次,每 60 d左右施用 1
次 。
/ (kg·hm~ ·a一 )
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8期 张瑞杰等:滇池北岸韭黄生产基地韭黄和韭菜产品硝酸盐含量及其积累规律
在韭菜苗生长养根 1年以后,于2007年9月 19日将上部叶片割掉,9月20日施肥 (尿素、氯化
钾、过磷酸钙和双氰胺),9月26日扣棚。棚为竹质拱形结构,高 I.3 nl,宽3.5 nl;棚上覆盖黑膜,
膜上覆盖稻草。扣棚后每3 d采样一次,每小区采集3个样品。扣棚 18 d后收割韭黄。韭黄收割时按
小区计产量。为考察韭黄见光后光照对其硝酸盐累积的影响,收割时留下部分韭黄植株在撤棚见光后
继续生长供采样用。采样从 6:00一_20:00,共采样8次,每次3个重复。
I.3 测定方法
紫外分光光度法测定韭菜、韭黄硝酸盐含量 (罗雪华和蔡秀娟,2004);H SO -H O 消煮,半微
量蒸馏法测定植株全氮含量 (鲍士旦,2000)。
2 结果与分析
2.I 滇池北岸韭菜和韭黄产品中硝酸盐含量及其分布
2.I.I 韭菜和韭黄硝酸盐和全氮含量
调查区韭黄硝酸盐含量为 379.2~I 354.6 mg·kg~,均值 774.4 mg·kg (表 2);全氮为
21.I~47.2 g·kg~,均值为33.7 g·kg (表3),硝酸盐含量变异系数远大于全氮的变异系数。
韭菜硝酸盐含量比韭黄的变化范围更大,为258.2~3 878.0 mg·kg (表 2),这应该与同一采
样时间内韭菜所处的生长期差异较大有直接关系。韭菜硝酸盐含量平均值为韭黄的2.I倍;但是韭黄
和韭菜植株全氮含量差异不显著 (表3)。
表2 韭菜和韭黄硝酸盐含量
Table 2 The nitrate content in Chinese chive and yellow Chinese chive
2.I.2 韭黄不同部位硝酸盐含量比较
韭黄不同部位硝酸盐含量从大到小的顺序为:外部黄绿叶 (I 168.4 mg·kg )、叶鞘 (1 029.I
mg·kg )和黄色叶 (809.I mg·kg )。黄绿叶应该是韭菜残留部分继续生长未完全黄化所成,黄
绿叶硝酸盐含量大于新长出的完全黄化叶,因此食用时应将外部的黄绿叶摘净。
2.I.3 不同生长期韭菜和韭黄硝酸盐含量比较
试验中测定的3个韭菜田韭菜的硝酸盐累积变化规律基本相同,图 1为三者平均值的变化曲线。
180 d以前为韭菜养根期,此后扣棚生产韭黄,198 d时采收韭黄。如图I所示,新长出的韭菜其硝酸
盐含量逐渐增加,到60 d左右时达到最大,之后的 120 d随着韭菜的逐渐衰老其硝酸盐含量逐渐降低;
韭菜的硝酸盐含量明显大于韭黄。
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l158 园 艺 学 报 35卷
{
删 :
差
生长天数/d Days ofgrowing
图1 韭菜 (0~180 d)及韭黄 (198 d)的硝酸盐含量
Fig. 1 Nitrate content of Chinese chive at diferent
growing stages and yellow Chinese chive
茎{
\ 0
翟
采样时间Time 0’clock
图2 光照对韭黄硝酸盐含量变化影响
Fig.2 Efect of illumination on nitrate content
of yellow Chinese chive
2.1.4 光照对韭黄硝酸盐含量的影响
由图2可知,见光后韭黄硝酸盐含量日变化明显。从 6:00到 12:00,硝酸盐含量逐渐下降,
之后快速上升,在 14:00左右达到峰值,随后又开始下降,20:00左右降到最低。
2.2 韭黄硝酸盐控制措施的比较 .
2.2.1 收割时期对韭黄硝酸盐累积的影响 1,00
试验于夏末秋初进行,扣棚期为 18 d。以新
长出的韭黄叶片和叶鞘为研究对象。6种不同施
肥处理下,韭黄硝酸盐含量随时间动态变化明显, 1 00
且各处理变化趋势一致 (图3)。由图3可知,韭 qnn
黄硝酸盐含量先有一个下降过程,到第 6天降到
最低,之后又逐渐升高,到第9天升到最高,而 餐z
后又缓慢下降直到韭黄收获。在第 3天采样时韭 700
黄新长出的叶片很少,主要为韭黄的鲜嫩叶鞘, ⋯
到第6天时韭黄叶片较多,这可能是这两个取样
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8期 张瑞杰等:滇池北岸韭黄生产基地韭黄和韭菜产品硝酸盐含量及其积累规律
低 1 1.4% ~15.7%,收割时降低 12.9%。这表明硝化抑制剂双氰胺能显著减少韭黄硝酸盐的积累。
处理Ⅲ (尿素4 800 kg·hm~·a +硫磺3 000 kg·hm~·a一)的韭黄硝酸盐含量比处理Ⅱ降
低 8.2% ~11.4%,收割时降低 8.6%,但差异未达到显著水平。
韭黄在收割时其硝酸盐含量,处理 V比处理Ⅱ、处理Ⅲ、处理Ⅵ分别降低了 18.5%、10.9%和
6.5%,进一步表明双氰胺对韭黄硝酸盐的累积具有明显的抑制作用,硫磺的作用相对较小。
2.2.3 不同氮肥施用量及双氰胺、硫磺的施用对韭黄产量的影响
不同处理韭黄产量差异明显 (表4),由大至小顺序为处理V、处理Ⅲ、处理Ⅳ、处理 I、处理
Ⅱ、处理Ⅵ,经 LSD多重比较检验,处理V与其它各处理差异极显著;处理Ⅲ和处理Ⅳ差异不显著,
但显著大于处理 Ⅱ和处理 I,这表明在减施20%
氮肥基础上配施硫磺或 DCD,产量不仅没有下
降,而且有明显的增加。处理 Ⅱ与处理 I相比产
量有所下降,但差异不显著,表明该区施肥量过
高,而韭菜为耐肥作物,因此并没有表现出中毒
症状,减施20%氮肥后并未明显影响其产量。由
于韭黄经济价值较高,因此从经济效益分析,处
理V与处理 I相比,每公顷增加投入 1.5~2万
元,预计增加收入2.6~4.8万元。从环境效益分
析,处理V与处理 I相比,不但减少了氮肥的用
量,而且由于硫磺和双氰胺的作用还会减少氨挥
发和氮的硝化淋溶损失,提高氮肥利用率,减少
氮肥对水环境的污染。
3 讨论
表4 不同氮肥施用量及硫磺、双氰胺对韭黄产量的影响
Table 4 Efects of nitrogen fertilizer。sulfur and DCD on
yield ofyelow Chinese chive / (t·hm一 )
注:A、B、C表示差异极显著 (P
P <0.01.
由试验结果可知,韭菜硝酸盐含量显著高于其生产出的韭黄。其原因应该是多种影响因素的综合
结果,有待进一步研究。
用于生产韭黄的韭菜品种与直接食用的韭菜品种不同,因此其硝酸盐含量必然存在差异。本区韭
菜品种基本用来生产韭黄,很少直接食用。因此进一步研究相同地力和环境条件下韭黄与直接食用韭
菜的经济效益及硝酸盐安全性,将对指导生产有重要意义。
韭黄上的黄绿色没有完全黄化部分硝酸盐含量比新生长的新叶芽茎高,在收割韭黄后,应尽可能
除掉那些没有黄化的部分,减少韭黄硝酸盐含量。
韭菜硝酸盐含量的动态变化规律应该与韭菜的生长速度相关 (秦玉芝 等,2000),因为前期韭
菜生长速度很快,生物量急剧增加,同时大量硝酸盐的吸收累积,造成体内硝酸盐含量升高;两个月
后韭菜的生长速度减缓,因此对硝酸盐的吸收能力也开始下降 (董英 等,2002),也可能体内硝酸
盐的同化速度大于吸收速度,因此硝酸盐含量逐渐降低。
光照影响蔬菜硝酸盐的积累,光强增加,蔬菜硝酸盐含量下降 (Scaife&Schloemer,1994),延
长光照时间可降低硝酸盐的积累。本试验中,韭黄揭棚后,光照导致韭黄植株硝酸盐明显下降。而下
午 l4:00左右韭黄硝酸盐出现高峰值 (图2)应与该时段温度高有关 (陈国安,2002)。因此,为降
低韭黄硝酸盐含量,建议收割韭黄前先揭棚光照3~4 h。
双氰胺能显著减少韭黄硝酸盐的积累,因为双氰胺可以抑制土壤中氮的硝化作用,减少铵态氮向
硝态氮的转化,减少蔬菜对硝态氮的过度吸收 (许超 等,2005)。
硫磺施人土壤后通过硫杆菌的作用被氧化而产生 H ,从而降低了土壤 pH (胡正义和徐成凯,
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1160 园 艺 学 报 35卷
2002)。本试验区土壤呈碱性 (pH 8.15),因此土壤氨挥发会比较强烈,而施硫处理可以有效降低土
壤pH,从而减少土壤氨挥发。氨挥发减少后会有较多的铵态氮存留在土壤表层。硫元素在土壤微生
物的作用下氧化为 S0 过程中,其中间体为 S:03 和S 0 一(陶运平和 Adams,1997;Barbosa—Jef-
ferson et a1.,1998)。而硫代硫酸盐 (s203 )又能有效抑制 NH4 向NO3一转化 (Sulovan&Havlin,
1992;陶运平和Adams,1997)。因此,硫磺的作用是其双重作用的综合结果,其对韭黄硝酸盐含量
的抑制作用相对较小。
总之,通过施肥调控、硝化抑制剂的使用、韭黄收割前短时间光照等措施能有效减少韭黄硝酸盐
含量,这些栽培措施在降低韭黄硝酸盐生产中具有一定的参考价值和推广价值。
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