有機(jī)肥與氮素化肥配施對葉類蔬菜硝酸鹽累積的影響研究

王丹丹

摘 要：【目的】研究有機(jī)肥與氮素化肥配施對葉類蔬菜硝酸鹽積累的影響，為生產(chǎn)低硝酸鹽含量的葉類蔬菜提供理論依據(jù)。【方法】以葉類蔬菜硝酸鹽累積量具有顯著差異的菠菜和白菜為材料，采用隨機(jī)組合區(qū)域進(jìn)行施肥種植，在第二次施肥后定期取樣測定并分析不同配施比中葉類蔬菜硝酸鹽累積量。【結(jié)果】菠菜和白菜樣本中有機(jī)肥與氮素化肥配比為1‥1時施用效果最為明顯，隨著時間的變化，蔬菜中硝酸鹽含量均先緩慢增加，到達(dá)峰值后又有一定程度的降低；僅施用氮素化肥的葉類蔬菜動態(tài)差異顯著，在施肥中期菠菜和白菜中硝酸鹽的含量明顯上升，達(dá)到峰值前的累積速率與施氮量呈顯著正相關(guān)；施用其他配比時的葉類蔬菜動態(tài)差異不均，在施肥中期菠菜和白菜中硝酸鹽的含量均在上升，到達(dá)峰值后仍繼續(xù)上升，同施氮量呈正相關(guān)；僅施用有機(jī)肥的葉類蔬菜中硝酸鹽含量數(shù)值變化不明顯，菠菜和白菜在施肥種植期間對氮素的吸收速率緩慢，硝酸鹽的積累量也趨于平緩。【結(jié)論】有機(jī)肥與氮素化肥不同配施方法中，有機(jī)肥和氮素化肥配施比1‥1施用時葉類蔬菜硝酸鹽累積量最低；僅施用氮素化肥的葉類蔬菜硝酸鹽累積量最高；僅施用有機(jī)肥的葉類蔬菜中硝酸鹽含量變化不明顯；施用其他配比時的葉類蔬菜中硝酸鹽累積量居中。

關(guān)鍵詞：化肥配施；葉類蔬菜硝酸鹽累積；氮素化肥；有機(jī)肥

引言

我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中通常都是由有機(jī)肥作為肥料來給予農(nóng)作物養(yǎng)分，保持作物中土壤的活躍。農(nóng)田中化肥的硝酸鹽含量增加，使得對身體健康的危害以及對周邊環(huán)境生態(tài)的損害逐年增加，所以受到了大家的廣泛關(guān)注[1]。報道稱，硝酸鹽在人體內(nèi)經(jīng)微量元素的相互作用造成對人體有害，同時產(chǎn)生的亞硝酸鹽還可能間接與次級胺反應(yīng)形成可以致癌的亞硝胺，使得消化系統(tǒng)發(fā)生例如胃癌等消化系統(tǒng)的癌變，或者遺傳變異等一系列的健康問題，同時人們長期攝入亞硝酸鹽還會導(dǎo)致智力低下[2]。研究表明，在發(fā)現(xiàn)的多種亞硝酸鹽中，確認(rèn)存在致癌可能性的占到總數(shù)的89%，新鮮蔬菜中含有亞硝酸鹽的比重高，人們從蔬菜中攝入的亞硝酸鹽量是攝入其他食物的兩倍多[3]。目前，葉類蔬菜主要通過施氮肥來提高產(chǎn)量，這樣就會造成土壤中養(yǎng)分不均，葉類蔬菜品質(zhì)惡化，硝酸鹽積累量成倍增加和降低蔬菜中硝酸鹽的累積，可以緩解硝酸鹽對身體健康的危害。同時隨著葉類蔬菜中硝酸鹽的積累增加，有機(jī)肥和氮素化肥不同配施比對蔬菜的硝酸鹽積累影響也不同，為了深入了解葉類蔬菜中硝酸鹽含量的積累量，提出有機(jī)肥與氮素化肥配施對葉類蔬菜硝酸鹽累積的影響研究。

1 試驗(yàn)部分

1.1 供試材料

供試葉類蔬菜作物種類選用本地栽培的菠菜和白菜，試驗(yàn)地為XX大學(xué)實(shí)習(xí)基地，光線良好，雨量充沛，平均溫度適宜。供試的土壤為菜園土，土壤pH值為5.4。因該土壤施過氮磷鉀復(fù)合肥，因此該土壤中尿素含氮量為40%，過磷酸鈣中五氧化二磷含量為15%，氯化鉀中氧化鉀為50%。供試土壤的基本理化性狀如表1所示。

其中氮含量為5 0 . 2 k g · g - 1， 氧化鉀含量為18.6kg·g-1。化肥選用氮素化肥，有機(jī)肥為館陶縣慶豐生物科技有限公司精制有機(jī)肥，試驗(yàn)中施肥量，有機(jī)肥和氮素化肥量以純氮量計算[4]。

1.2 有機(jī)肥與氮素化肥配施

試驗(yàn)設(shè)定五種處理方式，以單施氮素化肥作為初結(jié)果[5]。各處理總氮量為300kg/hm2，隨機(jī)組合排列區(qū)域，分三次撒入化肥，播種密度在30cm×30cm[6]。施肥方案中設(shè)定不施用氮肥的有機(jī)肥和氮素化肥配比方案如表2所示。

由表2可知，試驗(yàn)1組肥料中僅施氮素化肥，試驗(yàn)5組僅施有機(jī)肥，其他三組均按照氮素化肥‥有機(jī)肥為2‥1、1‥1、1‥2配比，正常對照施肥。基肥選用雙氰胺，然后倒入土壤中。施用量為總施氮量的10%。每盆裝菜園土的土量為6kg，試驗(yàn)田中過磷酸鈣含量適量，氯化鉀含量適量。氮肥以配比方案中的方法均勻施入[7]。混合好后開始施肥。等待出苗后，選擇適當(dāng)時間施入一次肥料。經(jīng)過等待后，再選擇適當(dāng)時間施入一次肥料。兩次肥料施入完成后測定硝酸鹽含量，在第5，10，15d進(jìn)行取樣。

1.3 硝酸鹽含量測定

采用水楊酸比色法定硝酸鹽含量[8]。取菠菜和白菜樣品用清水沖洗后吸干水分，將菠菜和白菜用剪刀剪碎混合在一起，通過用感量天平精確稱取3g菠菜和白菜量，重復(fù)3次，分別放入5支試管中，隨后用移液管吸取定量10ml的提取液于錐形瓶中，各加入10ml無離子水，6ml氨緩沖液和3g鎘粒后進(jìn)行嚴(yán)密封口，置振蕩機(jī)上進(jìn)行5min的振蕩，置于沸水中萃取，時長為0.5h。之后將樣本靜止冷卻，達(dá)到適宜溫度時將提取液過濾到20ml容量瓶中，反復(fù)沖洗殘渣，定容至刻度[9]。因?yàn)轳v存在根細(xì)胞的液泡中的硝酸離子，在蔬菜體內(nèi)參與代謝被還原成氨基酸，成分主要有硝酸還原酶和亞硝酸還原酶，催化反應(yīng)如下：

公式中：Fded是離子的還原影響硝酸鹽的積累。同時，用移液管吸取樣本滴入容量瓶中，加入顯色溶液，3min后用水定容。在分光度計上，用520nm波長、2cm光徑吸收池作為試驗(yàn)對照液，取上清液進(jìn)行比色，讀取反應(yīng)刻度，計算完成操作后的亞硝酸離子總量，進(jìn)行測定。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

為了分析有機(jī)肥與氮素化肥配施對葉類蔬菜硝酸鹽累積的影響，此次從菠菜和白菜的硝酸鹽累積量入手，對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并進(jìn)行差異性分析。根據(jù)對施肥方式中的僅施氮素化肥，化肥與有機(jī)肥配施，僅施用有機(jī)肥后的試驗(yàn)，完成對菠菜和白菜中硝酸鹽累積量影響的研究。以下將對本次試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

2.1 施氮程度與葉類蔬菜硝酸鹽含量的相關(guān)性分析

葉類蔬菜中各生長時期硝酸鹽的含量與氮素施入量作回歸分析，結(jié)果如表3所示。

在種植期間，除了白菜在第15d的硝酸鹽含量與施氮量之間的相關(guān)性不明顯之外，其余水平硝酸鹽含量與施氮水平之間都表現(xiàn)出一定的相關(guān)或極其相關(guān)。通過回歸方程可以得到菠菜和白菜在不同的種植期間內(nèi)硝酸鹽的含量與施氮水平之間都呈正相關(guān)趨勢，氮含量明顯提高，葉類蔬菜中硝酸鹽累積量隨之增加，說明含氮量高是硝酸鹽累積的重要因素。

2.2 不同配施比對葉類蔬菜硝酸鹽累積量變化的影響

觀察不同氮素化肥與有機(jī)肥配施比下對葉類蔬菜硝酸鹽累積量的變化，記錄第5d、第10d、第15d時菠菜與白菜中硝酸鹽累積量的變化。具體結(jié)果如表4、表5所示。

通過表4、表5可以看出，根據(jù)進(jìn)行的檢測結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，隨著有機(jī)肥料比例的提高和降低，硝酸鹽含量有明顯的變化。在僅施氮素化肥的1號小組中，菠菜的硝酸鹽含量從第5d至第15d硝酸鹽含量下降了20.2mg·kg-1，白菜的硝酸鹽含量從第5d至第15d硝酸鹽含量增加了464.2mg·kg-1；在施氮素化肥與有機(jī)肥配比為2‥1的2號小組中，菠菜的硝酸鹽含量從第5d至第15d硝酸鹽含量下降了717.6mg·kg-1，白菜的硝酸鹽含量從第5d至第15d硝酸鹽含量下降了513.4mg·kg-1；在施氮素化肥與有機(jī)肥配比為1‥1的3號小組中，菠菜的硝酸鹽含量從第5d至第15d硝酸鹽含量下降了1015.3mg·kg-1，白菜的硝酸鹽含量從第5d至第15d硝酸鹽含量下降了934.6mg·kg-1；在施氮素化肥與有機(jī)肥配比為1‥2的4號小組中，菠菜的硝酸鹽含量從第5d至第15d下降了45.1mg·kg-1，白菜的硝酸鹽含量從第5d至第15d增加了16.5mg·kg-1；在僅施有機(jī)肥的1號小組中，菠菜的硝酸鹽含量從第5d至第15d增加了307.6mg·kg-1，白菜的硝酸鹽含量從第5d至第15d增加了438.8mg·kg-1。由此可以看出，施氮素化肥與有機(jī)肥配比為2‥1和1‥1的2、3號小組，種植的菠菜與白菜硝酸鹽的累積量均出現(xiàn)了不同程度的降低，3號小組內(nèi)種植的菠菜與白菜也達(dá)到了所有試驗(yàn)組中硝酸鹽含量最低，說明在施氮素化肥與有機(jī)肥1‥1配比條件下的硝酸鹽含量降低效果最好。因此在日常生產(chǎn)中，可通過配施1‥1比例的有機(jī)肥和氮素化肥來種植硝酸鹽含量低的菠菜與白菜。

對接受各種配施比處理的菠菜和白菜的各個部分分析硝酸鹽含量對比，發(fā)現(xiàn)葉類蔬菜的不同部分的硝酸鹽含量也會不同。蔬菜的葉片處累積量不高，同理葉柄處也是。綜合結(jié)果證明在不同配施比條件下，蔬菜根部處的硝酸鹽累積量是最明顯的。在5個不同的小組中，每組隨機(jī)選擇5株菠菜和5棵白菜共計50個樣品，分別標(biāo)記為菠菜1-5組的a-e和白菜1-5組f-j，記錄50個樣品在施肥第5d的根部硝酸鹽累積量。具體數(shù)據(jù)如表6所示。

在第18、20、22d時，在上述50個樣品中，每組隨機(jī)抽1株菠菜和1顆白菜，對其根部的硝酸鹽累積量進(jìn)行檢測，具體由圖1，2，3所示。

由圖1至圖3可知，在第18d時，試驗(yàn)1組中白菜根部的硝酸鹽累積量在300mg·kg-1，隨著時間的變化，根部的硝酸鹽累積量也在逐步增加，達(dá)到了350mg·kg-1以上，說明僅施用氮素化肥使得蔬菜中硝酸含量上升，并且在持續(xù)走高中。相比于試驗(yàn)1組，施用有機(jī)肥和氮素化肥配比為1‥1的試驗(yàn)3組中，第18d時白菜根部含量在250mg·kg-1以下，第20d時累積量幾乎沒有變化，在第22d時才達(dá)到250mg·kg-1，根部硝酸鹽含量增長緩慢。同組的菠菜樣本則在第18d到第22d期間，由硝酸鹽累積量為250下降到220mg·kg-1左右。而試驗(yàn)4組在第18d時的硝酸鹽累積量為265mg·kg-1，經(jīng)過兩天時間的生長，在第20d時，鹽酸累積量達(dá)到350mg·kg-1以上，增長量急速上升。而沒有氮素化肥的有機(jī)肥試驗(yàn)5組的硝酸累積量則是趨于平穩(wěn)沒有什么變化。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果討論

通過本次試驗(yàn)可以得出以下結(jié)論：有機(jī)肥與氮素化肥配比為1‥1時施用效果最為明顯，不僅可以抑制蔬菜中硝酸鹽含量的增加，還可明顯提高菠菜和白菜的吸氮量和氮肥的當(dāng)季利用率。對比與僅施氮素化肥的試驗(yàn)組，菠菜和白菜中硝酸鹽的含量明顯上升，這樣就會導(dǎo)致蔬菜中的葉片、根系等部分的硝酸鹽累積量也會愈發(fā)增加。同時，施用其他配比時的葉類蔬菜中硝酸鹽累積量也有不同程度的增加，累積量均不高于僅施氮素化肥組。而僅用有機(jī)肥的試驗(yàn)組硝酸鹽含量數(shù)值變化不明顯，由于有機(jī)肥的養(yǎng)分釋放較緩慢，菠菜和白菜生長期間對氮素的吸收和硝酸鹽的積累也趨于平緩。由此可見，有機(jī)肥和氮素化肥配施比1∶1時施用，在一定程度上減少葉類蔬菜硝酸鹽累積量，此方法可以高效安全生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的蔬菜。

3 結(jié)論

此次結(jié)合實(shí)際種植試驗(yàn)和相關(guān)參考文獻(xiàn)，采用數(shù)據(jù)分析對比的方式，對有機(jī)肥與氮素化肥配施對葉類蔬菜硝酸鹽累積的影響進(jìn)行了分析，運(yùn)用合理高效的配施比種植蔬菜不僅可以降低蔬菜硝酸鹽累積量，進(jìn)而降低土壤和地下水環(huán)境硝酸鹽污染，減少人體因食入蔬菜而造成的硝酸鹽累積殘留，從而保護(hù)生態(tài)環(huán)境和防護(hù)人身健康，說明此次研究具有良好的現(xiàn)實(shí)意義。由于此次并沒有考慮天氣、多種土壤環(huán)境對蔬菜種植的影響，在研究內(nèi)容方面可能存在一些不足之處，今后仍會在該方面展開深層次探究，為研究葉類蔬菜硝酸鹽累積的影響提供有力的理論支撐。

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