脫硫石膏對不結球白菜生長及硝酸鹽積累的影響

張 佳，王偉仁，齊仙惠

（1. 山西農業大學農學院，山西 太原 030031；2. 山西農業大學教務部，山西 太谷 030801；3. 山西農業大學園藝學院，山西 太原 030031）

硝酸鹽是致癌物質亞硝酸鹽的前體底物，長期攝入會影響身體健康。人體攝入的硝酸鹽大部分來源于日常食用的蔬菜，尤其是葉菜類蔬菜[1-2]。因此，如何降低蔬菜的硝酸鹽含量，以保障其食用安全已成為農業環保領域的研究熱點[3]。蔬菜中硝酸鹽的積累與其吸收的氮源和體內硝酸還原酶、亞硝酸還原酶的活性有關[4]。目前生產上降低蔬菜硝酸鹽含量的途徑主要有合理施肥、配合施用添加劑、增施有機肥等[5-6]。

脫硫石膏（CaSO4·2H2O）是燃煤煙氣脫硫過程中產生的副產物。脫硫石膏中的Ca2+可置換土壤膠體吸附的Na+，參與土壤有機無機復合體的形成，能改善鹽堿土團聚體的組成和穩定性，增加土壤孔隙度，常用于鹽堿土壤的改良[7-10]，對蔬菜的生長及品質也有積極作用[11-12]。為了解施用脫硫石膏對不結球白菜的效果，筆者以尿素和硝酸銨作為不同的氮肥，以脫硫石膏作為土壤添加劑，采用盆栽試驗的方法，研究了脫硫石膏對不結球白菜生長及硝酸鹽積累的影響，以期為蔬菜安全生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試土壤為輕度鹽堿土，土壤中有機質含量9.2 g/kg，堿解氮（N）含量61.3 mg/kg，有效磷（P）含量7.8 mg/kg，速效鉀（K）含量82.0 mg/kg，含鹽量0.32%，pH 值8.5。供試不結球白菜（Brassica rapasubsp.chinensis）品種為五月慢。

1.2 試驗方法

將供試土壤自然風干，過篩后分為2 組，根據土壤重量加入不同成分。一組混入硝酸銨（NH4NO3，硝態氮+銨態氮）1.58 g/kg；另一組混入尿素[CO(NH2)2，酰胺態氮] 1.20 g/kg。每組分別設脫硫石膏添加量為：0（CK）、1.00、2.25、6.75 g/kg 4 個處理。分別將不同處理的土壤15 kg 裝入花盆中，每個處理3 次重復，每組12 盆，按隨機區組排列，2 組試驗共24 盆。

當不結球白菜幼苗長至第3 片真葉展開時移栽至花盆，每盆移栽20 株，按常規方法進行管理。移栽后25 d，每盆隨機取5 株測量株高、單株重及葉片中的硝酸鹽含量。株高為植株地上部分最高點距離土壤的距離。單株重為除根部以外的植株鮮重。硝酸鹽含量的測定采用酚二磺酸法。

2 結果與分析

2.1 添加脫硫石膏對不結球白菜株高的影響

以硝酸銨和尿素作為氮肥的條件下，隨著脫硫石膏添加量的增加，不結球白菜的株高都呈上升趨勢（圖1）。當以硝酸銨作為氮肥時，以脫硫石膏的添加量為6.75 g/kg 的株高最高，達24.1 cm，比CK 的20.1 cm增加19.9%；脫硫石膏添加量為1.00 和2.25 g/kg 時，其不結球白菜的株高分別為22.3 和22.9 cm，分別比CK 增加11.0%和13.9%，差異均達到顯著水平。當以尿素作為氮肥時，也是以脫硫石膏的添加量為6.75 g/kg 的株高最高，達23.6 cm，比CK 的19.5 cm 增加21.0%；脫硫石膏添加量為1.00 和2.25 g/kg 時，其不結球白菜的株高分別為21.6 和22.7 cm，分別比CK增加10.8%和16.4%，差異也均達到顯著水平。說明在使用硝酸銨和尿素作氮肥的情況下，添加脫硫石膏均能顯著提高不結球白菜的株高。

圖1 不同脫硫石膏添加量對不結球白菜株高的影響

2.2 添加脫硫石膏對不結球白菜單株重的影響

以硝酸銨和尿素作為氮肥的條件下，隨著脫硫石膏添加量的增加，不結球白菜的單株重也都呈上升趨勢（圖2）。當以硝酸銨作為氮肥時，以脫硫石膏的添加量為6.75 g/kg 的單株重最重，達19.0 g，比CK 的（10.5 g）增加81.0%；脫硫石膏添加量為1.00 和2.25 g/kg 時的單株重分別為14.3 和15.5 g，分別比CK 增加35.2%和47.6%，差異均達到顯著水平。當以尿素作為氮肥時，也是以脫硫石膏的添加量為6.75 g/kg的單株重最重，達20.9 g，比對照的11.5 g 增加81.7%；脫硫石膏添加量為1.00 和2.25 g/kg 時的單株重分別為15.1 和16.6 g，分別比CK 增加31.3%和44.3%，差異也均達到顯著水平。說明添加脫硫石膏在使用硝酸銨和尿素的條件下均能顯著增加不結球白菜的單株重。

圖2 不同脫硫石膏添加量對不結球白菜單株重的影響

2.3 添加脫硫石膏對不結球白菜葉片中硝酸鹽積累的影響

以硝酸銨和尿素作為氮肥的條件下，隨著脫硫石膏添加量的增加，不結球白菜葉片中的硝酸鹽積累量都呈下降趨勢（表1，圖3）。當以硝酸銨作為氮肥時，以脫硫石膏的添加量為6.75 g/kg 的不結球白菜葉片中的硝酸鹽積累量下降最多，比CK 下降17.7%，與CK 和其他2 個處理的差異均達到極顯著水平，而脫硫石膏添加量為1.00 和2.25 g/kg 的2 個處理，其不結球白菜葉片中的硝酸鹽積累量雖有下降，但與CK相比均沒有顯著性差異。當以尿素作為氮肥時，以脫硫石膏的添加量為2.25 和6.75 g/kg 2 個處理的不結球白菜葉片中的硝酸鹽積累量下降較多，分別比CK 下降10.3%和16.6%，與CK相比差異均達到極顯著水平；脫硫石膏添加量為1.00 g/kg 處理的不結球白菜葉片中的硝酸鹽積累量與CK 相比只下降了4.1%，其與CK的差異不顯著。說明添加脫硫石膏能顯著減少不結球白菜葉片中的硝酸鹽積累量，且以尿素作為氮肥時減少不結球白菜葉片中的硝酸鹽積累量的效果明顯優于以硝酸銨作為氮肥的效果。

表1 不同脫硫石膏添加量對不結球白菜葉片中硝酸鹽積累的影響

圖3 不同脫硫石膏添加量對不結球白菜葉片中硝酸鹽積累的影響

3 討 論

在輕度鹽堿土壤中，添加脫硫石膏能顯著提高不結球白菜的株高和單株重，并且在該試驗用量范圍內，不結球白菜的株高和單株重隨著脫硫石膏添加量的增加而增加。當脫硫石膏的添加量為6.75 g/kg 時，分別以硝酸銨和尿素作為氮肥的條件下，與CK 相比，不結球白菜的株高分別增加19.9%和21.0%，單株重分別增加81.0%和81.7%。脫硫石膏對不結球白菜株高和單株重的促進作用與其在紫花苜蓿和加工番茄[12-13]上的作用一致。一方面是由于鹽堿地中Ga2+含量低，而脫硫石膏中含有大量的鈣，由于補充了土壤中的Ga2+而促進了不結球白菜的生長；另一方面是由于脫硫石膏中的Ga2+置換了土壤顆粒上的K+和Na+等離子，改良了土壤理化性質，降低了含鹽量和pH 值，從而使土壤環境更有利于蔬菜生長[14-15]。

蔬菜對不同形態氮源的吸收能力以及這些氮源對蔬菜體內硝酸鹽積累的影響差別都很大[16]，硝態氮和銨態氮是植物可以直接吸收的，而酰胺態氮（尿素）需轉化為銨態氮后才能被植物吸收[17-18]。該試驗使用硝酸銨作為氮肥時，不結球白菜葉片中的硝酸鹽積累量明顯高于使用尿素作為氮肥的，說明硝態氮和銨態氮較酰胺態氮更容易被不結球白菜吸收、積累。

不結球白菜是重要的葉菜類蔬菜，也是較易積累硝酸鹽的蔬菜[1,19]。該試驗結果表明，當脫硫石膏的添加量為6.75 g/kg 時，分別以硝酸銨或尿素作為氮肥的條件下，不結球白菜葉片中的硝酸鹽積累量與CK相比分別減少17.7%和16.6%，均達到極顯著水平，說明添加脫硫石膏能在一定范圍內減少不結球白菜葉片中的硝酸鹽積累量。究其原因，一方面是Ga2+在土壤顆粒表面的吸附能力大于NH4+，從而抑制了NH4+的吸附，使其以向下遷移為主[20-21]，可能因此減少了不結球白菜對氮素的吸收量；另一方面是在鹽堿脅迫下植物體內的硝酸還原酶活性會降低，隨著脫硫石膏的添加，土壤理化性質被改良，硝酸還原酶活性升高[22]，可能因此導致不結球白菜硝酸鹽轉化率升高，從而使硝酸鹽積累量減少。