大白菜硝酸鹽含量和葉片SPAD值與氮肥用量關系研究

2011-12-31 00:00:00張富林楊利熊桂云等

湖北農業科學 2011年23期

摘要：在大田條件下對大白菜硝酸鹽含量和葉片ＳＰＡＤ值與氮肥施用量的關系進行了研究。結果表明，在設置N ０～２４０ｋｇ/ｈｍ２的施用量范圍內，不同生育階段的大白菜硝酸鹽含量和葉片ＳＰＡＤ值都呈現出隨施氮量增加而增加的趨勢，二者與施氮量之間都存在著較明顯的正相關關系。而且通過測定次最新完全展開葉葉片左、右和頂部三點測得的大白菜ＳＰＡＤ值與施氮量之間的正相關關系最為明顯。

關鍵詞：大白菜；硝酸鹽含量；葉片ＳＰＡＤ值；氮肥施用量

中圖分類號：Ｓ６３４．１０６文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）23－4839-04

ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆＮｉｔｒｏｇｅｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Dose with ＮｉｔｒａｔｅＣｏｎｔｅｎｔａｎｄＬｅａｆＳＰＡＤＶａｌｕｅｉｎＣｈｉｎｅｓｅＣａｂｂａｇｅ

ＺＨＡＮＧＦｕ－ｌｉｎ，ＹＡＮＧＬｉ，ＸＩＯＮＧＧｕｉ－ｙｕｎ，ＦＡＮＸｉａｎ－ｐｅｎｇ，ＢＡＲｕｉ－ｘｉａｎ，ＬＩＵＤｏｎｇ－ｂｉ，

ＹＵＹａｎ－ｆｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＪｉ－ｍｉｎｇ

（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｌａｎｔＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ＳｏｉｌａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ，ＨｕｂｅｉＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ４３００６４，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ dose with ｎｉｔｒａｔｅｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｌｅａｆＳＰＡＤｖａｌｕｅｉｎＣｈｉｎｅｓｅｃａｂｂａｇｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｗｅｒｅｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ dose，ｎｉｔｒａｔｅｃｏｎｔｅｎｔ，ａｎｄｌｅａｆＳＰＡＤｖａｌｕｅｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｉｆｅｐｈａｓｅｏｆＣｈｉｎｅｓｅｃａｂｂａｇｅｗｈｅｎｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ dose ｗａｓ０～２４０ｋｇ/ｈｍ２．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｖｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｌｅａｆＳＰＡＤｖａｌｕｅａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ dose ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｏｎｔｈｅｌｅｆｔ，ｒｉｇｈｔ，ａｎｄｔｏｐｒｅｇｉｏｎｏｆｔｈｅｌａｔｅｓｔｆｕｌｌｙｅｘｐａｎｓｉｏｎｌｅａｆｗａｓｍｏｓｔｏｂｖｉｏｕｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｈｉｎｅｓｅｃａｂｂａｇｅ；ｎｉｔｒａｔｅｃｏｎｔｅｎｔ；ｌｅａｆＳＰＡＤｖａｌｕｅ；ｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ dose

現代醫學證明，人體攝入的硝酸鹽會在細菌的作用下還原成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽會導致高鐵血紅蛋白癥和一些癌癥的發生。蔬菜是人體硝酸鹽的主要攝入源，據報道人體攝入的硝酸鹽有７０％～８０％來自蔬菜［１］。大白菜是一種我國居民經常食用的蔬菜品種，本身非常容易累積硝酸鹽，再加上目前化肥的不合理施用，每千克蔬菜中硝酸鹽含量常常高達數千毫克。因此，控制大白菜硝酸鹽含量對保障人體健康具有重要意義。

目前控制蔬菜硝酸鹽含量的主要方法有下面幾種：①種植硝酸鹽低累積品種的蔬菜，此法雖然能使生產的蔬菜硝酸鹽含量比較低，但低累積品種常常會出現產量低或其他品質不好的現象；②噴施能促進硝態氮同化的化學制劑，此法能夠促進硝態氮的同化，因而可以在一定程度上降低蔬菜的硝酸鹽含量，但噴施化學制劑并不能從根本上解決蔬菜硝酸鹽含量過高的問題；③根據土壤養分含量的測試來施肥尤其是施用氮肥，但土壤的氮素含量狀況及氮肥在蔬菜生產中的利用率并不能準確地被評估，且灌水以及干濕沉降也會帶入氮素，因此，僅僅利用這些施肥技術控制蔬菜硝酸鹽含量也難以達到比較理想的控制效果。

葉片ＳＰＡＤ值是通過測量葉片在兩種波長（６５０ｎｍ和９４０ｎｍ）的透光系數確定葉片當前葉綠素的相對數量。有研究表明，在一定施氮量范圍內，作物（小麥［２］、玉米［３］、水稻［４］等）葉片ＳＰＡＤ值隨施氮量的增加而增加，二者呈正相關關系，因而可以通過測定作物葉片ＳＰＡＤ值診斷作物的氮素營養狀況并指導施肥。在蔬菜的各種必需營養元素中，以氮素營養對蔬菜硝酸鹽含量的影響最為直接，控制施氮量是降低硝酸鹽含量的首要措施。本研究旨在研究氮肥施用量與大白菜硝酸鹽含量和葉片ＳＰＡＤ值的關系，為探索更為精確的大白菜硝酸鹽含量控制技術提供理論依據。

１材料和方法

１．１試驗材料

本研究中供試作物為大白菜，品種為華良早五號。氮磷鉀肥的品種分別為尿素（Ｎ，４６％）、過磷酸鈣（Ｐ２Ｏ５，１２％）和氯化鉀（Ｋ２Ｏ，６０％）。

１．２試驗方法

１．２．１試驗設計本研究在湖北省農業科學院附近的菜田進行，土壤（０～２０ｃｍ）的基本理化性質為：ｐＨ６．７１，有機質、全氮含量分別為２７．０２、１．７４ｇ／ｋｇ，硝態氮、銨態氮含量分別為３０．８、１５．２ｍｇ／ｋｇ。試驗設６個不同氮肥用量處理，各處理氮肥用量（Ｎ）分別為：０、６０、１２０、１５０、１８０、２４０ｋｇ／ｈｍ２，磷肥（Ｐ２Ｏ５）和鉀肥（Ｋ２Ｏ）的用量都分別為９０和１５０ｋｇ／ｈｍ２。氮肥分基肥和追肥各５０％施用，磷、鉀肥都以基肥的形式一次施入。每個處理設３次重復，完全隨機排列。小區面積為１０ｍ２。于２０１０年２月２３日施底肥，２０１０年２月２４日播種，２０１０年４月９日追肥，２０１０年４月２７日至２０１０年５月３日間分批收獲。

１．２．２測定指標及測定方法于追肥時、收獲前１０ｄ及收獲時測定大白菜的硝酸鹽含量和ＳＰＡＤ值。大白菜硝酸鹽含量采用紫外比色法（ＮＹ／Ｔ１２７９—２００７）測定，ＳＰＡＤ值采用ＳＰＡＤ５０２儀直接測定。

１．２．３數據處理與統計數據采用ＳＰＳＳ１６．０進行分析統計。

２結果與分析

２．１追肥時大白菜硝酸鹽含量、ＳＰＡＤ值與施氮量的關系

在０～２４０ｋｇ／ｈｍ２氮肥用量范圍內，追肥時大白菜（6~7片葉時）硝酸鹽含量隨施氮量的增加而呈一直增加的趨勢（圖１），二者有較明顯的線性相關性（圖２）。在每個小區選取了６株有代表性的大白菜，用ＳＰＡＤ儀分別測定每株大白菜所有完全展開葉和未完全展開大葉的ＳＰＡＤ值，每片葉子測左、右和頂部３個點。分別分析了所有測定葉片3個測定點ＳＰＡＤ平均值（圖3Ａ）、所有測定葉片中間測定點ＳＰＡＤ值（圖3Ｂ）、次最新完全展開葉3測定點ＳＰＡＤ平均值（圖3Ｃ）、次最新完全展開葉中間測定點ＳＰＡＤ值（圖3Ｄ）、最新完全展開葉3測定點ＳＰＡＤ平均值（圖3Ｅ）以及最新完全展開葉中間測定點ＳＰＡＤ值（圖3Ｆ）與施氮量的關系。結果表明，所有測定方法測得的大白菜ＳＰＡＤ值都與施氮量有較好的正相關關系，其中，次最新完全展開葉3測定點ＳＰＡＤ平均值與施氮量的關系最好，二者的相互關系可以用方程ｙ＝０．０１５６ｘ＋２６．７３0 0表達（ｙ為大白菜ＳＰＡＤ值，ｘ表示氮肥用量），其相關系數（Ｒ２）可高達０．９６３２（圖3Ｃ）。

２．２收獲前１０ｄ時大白菜硝酸鹽含量、ＳＰＡＤ值與施氮量的關系

大白菜收獲前１０ｄ時（7~8片葉時），體內硝酸鹽含量也呈現出隨施氮量增加而增加的趨勢（圖４），二者的相互關系可以用方程ｙ＝１３．４８４ 0ｘ＋１４３９．７00 0表達（ｙ是硝酸鹽含量，ｘ表示氮肥用量），相關系數（Ｒ２）為０．７８６９（圖５）。

在該生育階段，每個小區選取了１０株具有代表性的大白菜，對每株大白菜的次最新完全展開葉和最新完全展開葉的ＳＰＡＤ值進行了測定（每片葉子測左、右和頂部３個點）。經分析次最新完全展開葉3測定點ＳＰＡＤ平均值（圖６Ａ）、次最新完全展開葉中間測定點ＳＰＡＤ值（圖６Ｂ）、最新完全展開葉3測定點ＳＰＡＤ平均值（圖６Ｃ）以及最新完全展開葉中間測定點ＳＰＡＤ值（圖６Ｄ）與施氮量的關系后可知，所有測定方法的大白菜ＳＰＡＤ值都與施氮量有較好的正相關關系，其中，次最新完全展開葉3測定點ＳＰＡＤ平均值與施氮量的關系最好，其相關系數（Ｒ２）高達０．９１２ 0（圖６A）。

２．３收獲時大白菜硝酸鹽含量、ＳＰＡＤ值與施氮量的關系

大白菜收獲時（9~10片葉時），其硝酸鹽含量也呈現出隨施氮量的增加而增加的趨勢（圖７），二者也存在明顯的正相關關系（圖８）。

在此生育階段，每個小區選取了１０株有代表性的大白菜測定其葉片的ＳＰＡＤ值，分別分析了次最新完全展開葉3測定點ＳＰＡＤ平均值（圖９Ａ）、次最新完全展開葉中間測定點ＳＰＡＤ值（圖９Ｂ）、最新完全展開葉3測定點ＳＰＡＤ平均值（圖９Ｃ）以及最新完全展開葉中間測定點ＳＰＡＤ值（圖９Ｄ）與施氮量的關系。所有測定方法測得的大白菜ＳＰＡＤ值都與施氮量有較好的正相關關系，且次最新完全展開葉3測定點ＳＰＡＤ平均值與施氮量的關系最好，二者的相互關系可以用方程ｙ＝０．０１９１ｘ＋２５．２４５ 0表達（ｙ為大白菜ＳＰＡＤ值，ｘ表示氮肥用量），其相關系數（Ｒ２）高達０．９７６６（圖９Ａ）。

３討論

已有的研究表明，氮肥的施用能顯著提高結球甘藍、皺葉甘藍、胡蘿卜、菠菜、竹葉菜、黃瓜等蔬菜硝酸鹽的積累［５－１１］，且二者呈顯著正相關［１２，１３］。李俊良［１４］在大田條件下也發現，在試驗設置的氮肥用量范圍（０～５００ｋｇ／ｈｍ２）內，大白菜體內硝酸鹽含量隨施氮量的增加一直呈明顯的線性增加的趨勢，二者的相互關系可以用方程ｙ＝１．６２９６x＋２１５５．６00 0表達（ｙ是硝酸鹽含量，x表示氮肥用量），相關系數達到了顯著水準（Ｒ２＝０．８２３７）。本研究也表明，在０～２４０ｋｇ／ｈｍ２的氮肥用量范圍內，不同生育階段的大白菜硝酸鹽含量與氮肥施用量之間都存在明顯的正相關關系。

此外，也有研究發現，在一定施氮量范圍內，作物（小麥［２］、玉米［３］、水稻［４］等）葉片ＳＰＡＤ值與施氮量之間存在正相關關系，可以用葉片ＳＰＡＤ值來判斷作物氮素營養狀況，并可以用來指導施肥。從本研究的結果來看，在０～２４０ｋｇ／ｈｍ２的純氮用量范圍內，無論采用哪種測定葉片ＳＰＡＤ值的方法，不同生育階段的大白菜葉片ＳＰＡＤ值與氮肥施用量之間都有一定的正相關關系，尤其是次最新完全展開葉3測定點（左、右和頂部）ＳＰＡＤ平均值與施氮量的正相關關系更為明顯，相關系數都在０．９以上。這表明，可以通過測定大白菜次最新完全展開葉ＳＰＡＤ值來指導施肥，從而可以實現對大白菜硝酸鹽含量較為精確的控制。

４結論

在０～２４０ｋｇ／ｈｍ２的純氮用量范圍內，不同生育階段大白菜硝酸鹽含量和葉片ＳＰＡＤ值都隨氮肥施用量的增加而增加，且存在著較明顯的正相關關系。通過測定次最新完全展開葉且測定該葉片左、右和頂部3點得到的大白菜ＳＰＡＤ值與施氮量之間的正相關關系最明顯。

參考文獻：

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