不同施肥用量對芹菜產量及品質的影響

特日格樂 鄭海春

（1.內蒙古農業大學，內蒙古 呼和浩特 010011；2.內蒙古土壤肥料和節水農業工作站，內蒙古 呼和浩特 010010）

氮肥在作物生長過程中有著很重要的作用，它不僅可以提供營養元素氮的需求，還能提高植物生物總量及種子蛋白質的含量，進而可以增加作物產量。近年來，人們為了提高產量，追求經濟效益，給農作物施用單一且大量的化學氮肥，導致作物體內出現大量的硝酸鹽殘留，尤其是在以蔬菜為例的淺根系作物中硝酸鹽殘留現象更為突出。這種盲目、不合理的施用化肥，還會造成作物生長土壤環境硝態氮富集，甚至污染地下水源等問題。人體從外界攝取硝酸鹽的主要途徑為飲用水和食用蔬菜。攝入的硝酸鹽自身并沒有直接的毒害作用，它進入人體后，在微生物的作用下還原為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽是一種有毒物質，能迅速進人人體血液，將血紅蛋白中的低鐵氧化為高鐵，使其形成無法轉運氧氣的高鐵血紅蛋白，從而影響氧氣的運載，造成人體缺氧，患高鐵血紅蛋白癥，尤其是嬰幼兒，嚴重者可引起死亡[1-2]。與此同時，亞硝酸鹽還與食物中各種胺類產生反應，形成亞硝胺，亞硝胺被稱之為強致癌物[3]。因此，硝酸鹽對人類健康、蔬菜食品安全和農業環境構成了潛在的威脅。植物體內硝酸鹽積累的根本原因就是化肥的超量施用，研究證明，化肥施用量與植物硝酸鹽含量呈顯著正相關關系[4]。如何科學合理地施用化肥，對提高氮肥利用率、降低蔬菜及土壤環境硝酸鹽累積，以及在產量不被影響的前提下，保證蔬菜品質安全具有重要意義。本試驗以芹菜為研究對象，研究不同施氮量對芹菜產量及硝酸鹽含量、亞硝酸鹽含量的影響。以期為芹菜的安全生產中合理施肥及有效控制硝酸鹽污染提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2016年8月9日至2016年10月16日在內蒙古呼和浩特市農牧業科學院溫室大棚進行。試驗地土壤基本理化性質為pH7.58，硝態氮6.32mg/kg，銨態氮2.35mg/kg，速效磷76.43mg/kg，速效鉀339.69mg/kg，有機質 32.61mg/kg。

1.2 供試材料

供試作物為芹菜，供試品種為“文圖拉”。試驗肥料為尿素（含N46%），硫酸鉀（含K2O 50%）。

1.3 試驗設計

試驗設6個不同施肥處理（見表1），每個處理設3個重復，共18小區。每小區面積8m2，一畦雙行種植，行距40cm，株距25cm，防止重復之間出現氮肥影響，田間隨機區組排列。除氮肥用量不一致外，其余田間管理力求保持一致。氮肥總量的40%作為基肥，剩余60%分兩次進行追肥。

表1 田間施肥量方案

1.4 樣品采集與處理

2016年9月16日、9月26日、10月 6日、10月16日采取芹菜植株并完成測產工作，采樣時間為上午8點至10點。此時間段為植株生理活躍期，組織中養分儲量最適合反應根系吸收與同化需求的相對關系。隨后用自來水將鮮樣上的泥土洗干凈，再用去離子水沖刷一遍，晾干切碎，四分法取100g鮮樣進行榨汁。

硝酸鹽測定：反射儀試紙測定法；亞硝酸鹽測定：萘乙二胺鹽酸鹽比色法；浸提清液方法選用國標法[5]，GB/T15401-1994（亞鐵氰化鉀、乙酸鋅浸提法）。

2 結果與分析

2.1 產量比較

從圖1中可以看出，氮肥量對芹菜產量影響較大，各處理之間產量呈顯著性差異。但產量并沒有隨施肥量的增加而增加，T1（120kg/hm2）到T4（480kg/hm2）時產量隨氮肥施量呈遞增趨勢，而高氮水平T5（600 kg/hm2）處理產量出現了下降的動態變化。各施肥處理與對照處理相比，分別增加9.33%～20.01%。中氮水平 T3 處理產量（88121.32kg/hm2）與 T4（89704.55 kg/hm2）處理之間無顯著性差異，但與T1、T2低氮水平呈顯著性差異， 比 T1（76297.85kg/hm2）、T2（80524.96kg/hm2）產量增加 15.49%和 9.43%，并且比高氮T5處理（83750.19kg/hm2）高5.22%。說明增加施氮量可有效提高芹菜的產量，但是施氮量達到T3（360kg/hm2）水平后，再增加施肥量時不但沒有明顯的增產甚至出現了減產現象，所以盲目過度的施用化肥只會造成資源的浪費。

圖1 施氮量對芹菜產量的影響

2.2 硝酸鹽含量比較

在不同氮肥水平下測定芹菜植株體內硝酸鹽含量的結果見圖2。測定時將芹菜葉片和葉柄分開進行。由圖2可知，芹菜葉柄中的硝酸鹽含量高于芹菜葉片中的含量。在全生育期，葉柄和葉片硝酸鹽動態變化規律大致相同，均為先下降再升高再下降，呈“S”型曲線。各施肥處理葉片、葉柄硝酸鹽含量明顯高于T0（CK）處理，且差異顯著。在生育初期，葉柄低氮水平T1與T2處理之間硝酸鹽含量無顯著性差異，但與中、高氮水平T3、T4、T5處理均存在顯著性差異，并隨著施肥量的增加硝酸鹽含量出現明顯升高的趨勢。隨著生育期的推進，中、低氮處理葉柄和葉片硝酸鹽含量開始大幅度下降，高氮處理葉柄和葉片硝酸鹽含量降幅則相對較小。到生育后期芹菜葉片、葉柄硝酸鹽含量又開始增加，從10月6日測定的硝酸鹽結果可以看出，T1、T2、T3處理葉片硝酸鹽含量增加不多，葉柄硝酸鹽含量則大幅度上升；而T4、T5處理葉片、葉柄硝酸鹽含量均明顯增加。進入采收期（10月16日），葉片和葉柄硝酸鹽含量開始下降，可能與生長末期植物根系衰老有關。

圖2 施氮量對芹菜植株硝酸鹽含量的影響

2.3 亞硝酸鹽含量比較

對于不同氮肥水平下測定芹菜植株體內亞硝酸鹽含量的結果見圖3。從測定結果得知，芹菜葉柄中的亞硝酸鹽含量高于芹菜葉片中的亞硝酸鹽含量。整個生育期中芹菜葉片和葉柄亞硝酸鹽含量隨施肥量的增加而同步增加，規律一致。圖3中可以發現，生育初期，高氮T5處理葉柄亞硝酸鹽含量為最高4.24mg/kg，與其他施肥處理呈顯著性差異，與T0（CK）呈極顯著差異；而此時T4處理亞硝酸鹽含量與T3處理亞硝酸鹽含量差異不顯著，但與低氮T1、T2處理呈顯著差異，與T0（CK）呈極顯著差異。隨著生育期的推進，除高氮水平T5處理外，其他處理葉柄亞硝酸鹽含量均出現下降趨勢。在最后一次施肥后 （10月06日），各施肥處理葉片、葉柄亞硝酸鹽含量出現大幅度上升的情況；高氮處理上升幅度明顯大于中、低氮處理的上升幅度，此時T4、T5處理葉柄亞硝酸鹽含量達到了4.79mg/kg和4.87mg/kg，已超出無公害蔬菜亞硝酸鹽含量標準（4mg/kg）。采收時（10月16日），葉柄和葉片亞硝酸鹽含量均出現下降趨勢，T0、T1、T2、T3處理葉柄亞硝酸鹽含量均在可食用安全范圍內，而T4、T5處理葉柄亞硝酸鹽含量分別為4.01 mg/kg和4.24mg/kg，依舊高于4mg/kg，未達到安全食用標準。采收期，各施肥處理葉片亞硝酸鹽含量均未超標，達到安全食用標準。

圖3 施氮量對芹菜植株硝酸鹽含量的影響

3 結論

氮肥用量對芹菜產量、硝酸鹽及亞硝酸鹽含量有不同程度的影響。試驗結果表明，在本試驗條件下，施氮 量 為 120kg/hm2、240kg/hm2、360kg/hm2、480kg/hm2時，芹菜產量隨施氮量的增加呈上升趨勢；當施氮量達到600g/hm2時，產量卻有所下降。說明，養分不足或超量施肥會抑制植物生長，致使影響作物產量。

隨著施氮量的增加，芹菜植株體內硝酸鹽、亞硝酸鹽含量也隨之升高。芹菜葉柄含量高于葉片含量，研究表明，芹菜中儲存硝酸鹽的主要場所是莖和葉柄，而薄壁細胞大量貯存于芹菜葉柄和莖稈中，且葉柄、中脈和非綠色莖稈組織中的硝酸還原酶比葉片組織中少，故葉片硝酸鹽含量低于葉柄[6]。葉柄和葉片生育期硝酸鹽、亞硝酸鹽含量變化規律為：生長旺盛期>采收期。這是因為在芹菜生長旺盛時期，根系吸收速率高，轉化利用能力強，從土壤環境中攝入的氮素營養相對較多。而采收期時芹菜根系開始老化，吸收代謝能力下降，攝取營養較少，故硝酸鹽含量降低[7]。采收時施氮量為 120kg/hm2、240 kg/hm2、360kg/hm2處理，葉柄、葉片硝酸鹽、亞硝酸鹽均在可食用范圍內。施氮量為480kg/hm2時葉柄硝酸鹽、亞硝酸鹽含量超出食用安全標準，而葉片無明顯超標。當施氮量達到600kg/hm2時葉柄硝酸鹽、亞硝酸鹽含量均嚴重超出食用安全標準，屬于四級污染，不允許食用。上述試驗充分證明，大量施肥不僅給芹菜產量帶來了較嚴重的負面影響，還導致芹菜植株體內硝酸鹽及亞硝酸鹽累積量顯著增加，致使其營養品質和經濟效益雙雙下降。綜合考慮產量及品質因素，在本試驗條件下，得出大棚芹菜最佳施氮量為360kg/hm2。

參考文獻：

[1]Wolf IA,Wasserman AE.Nitrates,and nitrosamines[J].Science，1972(2)：66-68.

[2]Santam.Nitrate in vegetables：toxicity, content,intake and EC regulation[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,2006,86(12)：111-113.

[3]陳振德.不同收獲時期對蔬菜硝酸鹽含量的影響[J].中國蔬菜，1989：8-10.

[4]王朝暉,李生秀，田霄鴻.不同氮肥用量對蔬菜硝態氮累積的影響[J].植物營養與肥料學報，1998,4(1)：22-28.

[5]GB/T15401-1994,水果、蔬菜及其制品亞硝酸鹽和硝酸鹽含量的測定[S].

[6]莊舜堯,孫秀廷.氮肥對蔬菜硝酸欲積累的彬響[J].土壤學進展,1995,23(3)：29-35.

[7]李冰,王昌全,周婭,李煥秀,張錫洲,陳遠學,李廷軒.氮肥不同用量及基追肥比例對芹菜產量和品質的影響[J].土壤肥料,2005(05)：8-12+16.