有机无机肥配施及供氮水平对萝卜硝酸盐累积的影响

范艳艳 王芳 吕红豪 王树忠 眭晓蕾 张振贤

（1.中国农业大学农学与生物技术学院，北京，100094；2.北京市农业技术推广站）

有机无机肥配施及供氮水平对萝卜硝酸盐累积的影响

范艳艳1王芳1吕红豪1王树忠2眭晓蕾1张振贤1

（1.中国农业大学农学与生物技术学院，北京，100094；2.北京市农业技术推广站）

以萝卜为试材，分别进行了不同有机无机肥料配施及不同供氮水平对萝卜硝酸盐含量和硝酸还原酶活性（NR）的影响研究，试验结果表明，不同有机无机肥料配施下，追肥一周后随萝卜肉质根膨大硝酸盐含量呈上升趋势，而NR活性逐渐下降。与不施肥处理相比，不同有机无机肥料配施下萝卜产品器官中硝酸盐、VC、可溶性糖和可溶性蛋白含量显著提高，其中有机肥、化肥分别作基肥和追肥的处理（“有＋化”）具有较低的硝酸盐含量。不同施氮水平下，追肥后随萝卜肉质根的膨大硝酸盐含量呈上升趋势，而NR活性先上升后下降。与不施肥处理相比，萝卜产品器官中硝酸盐、可溶性蛋白含量随施氮量的增加而显著升高，VC和可溶性总糖含量则在常量氮肥处理下达到最大。

萝卜 有机无机肥 施氮量 硝酸盐 硝酸还原酶（NR）

蔬菜的品质以及食用安全问题近年来一直是消费者关注的焦点。研究表明，人体摄取的80%的硝酸盐来自蔬菜。虽然硝酸盐本身对身体并无毒害作用，但是积累在蔬菜中未被利用的硝酸盐在植物体内硝酸还原酶（NR）的作用下会还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐可与人体摄取的次级胺形成致癌物——亚硝胺，从而诱发消化系统癌变。有关蔬菜硝酸盐积累机制及其调控措施等方面的研究，国内外均有不少报导，而施肥尤其是氮肥施用是影响蔬菜硝酸盐累积的主要因素之一。许多研究发现，氮素形态、用量、施用时期、有机无机配施以及喷施微量元素都能影响蔬菜的硝酸盐含量。沈明珠等[2]的研究指出，蔬菜积累硝酸盐的能力由强到弱依次为：根菜类＞叶菜类＞白菜类＞果菜类。因此，萝卜作为根菜类蔬菜的代表，是一种易于富集硝酸盐的蔬菜产品。本试验研究了不同有机无机肥料配施以及不同施氮水平下，萝卜产品器官形成过程中硝酸盐含量、硝酸还原酶活性（NR）等的变化，以及萝卜商品成熟期VC、可溶性蛋白和可溶性总糖等营养品质变化，以期为萝卜栽培的合理施肥与优质生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料和设计

①试验于2007年春季在北京市小汤山特菜种植基地进行，试验田土壤养分含量为：速效N 23 mg/kg，速效 P 374 mg/kg，速效钾 477 mg/kg。供试萝卜（Raphanus sativusL.）品种为春白王，露地栽培，4月6日播种，单垄种植。试验设4个有机无机肥料配施处理，分别为基肥有机肥+追肥有机肥 （以下简称有+有）、基肥无机肥+追肥无机肥（化+化）、基肥有机肥+追肥无机肥（有+化），以不施用任何肥料为对照（CK）。所用有机肥为膨化鸡粪 （N≥1.2%），化肥为硫酸铵（N≥20%）。除CK处理之外，3个处理的基肥和追肥的总氮量一致（按照360 kg/hm2纯氮计算），其中氮肥总量的2/3作基肥，1/3作追肥，即有＋有、化＋化、有＋化处理的基肥施用量分别为有机肥20 040 kg/hm2、化肥1 200 kg/hm2、有机肥20 040 kg/hm2，追肥施用量分别为有机肥10 320 kg/hm2、化肥600 kg/hm2、化肥600 kg/hm2。追肥于萝卜肉质根膨大初期一次性施入 （5月21日）。小区面积5 m2，随机排列，3次重复。为防止肥水侧渗，每个小区之间设置2行保护行，不作施肥处理。分别于追肥前1 d（5月20日）、追肥后1周（5月29日）和萝卜肉质根商品成熟期（6月16日）取样，测定肉质根硝酸盐含量、硝酸还原酶活性，并于商品成熟期测定VC、可溶性蛋白以及可溶性糖等营养品质指标。

②在基肥为有机肥、追肥为无机肥的肥料配施下，于2007年秋季在中国农业大学科学园进行不同供氮水平试验。试验田土壤养分含量为：速效N 25 mg/kg，速效P 409 mg/kg，速效K 399 mg/kg。供试萝卜品种为象牙白，露地栽培，8月25日播种，单垄种植。试验设半量、常量和二倍施氮水平3个处理（总氮素含量分别为180，360，720 kg/hm2），以不施氮肥处理为对照（CK）。所用有机肥为膨化鸡粪（N≥1.2%），化肥为磷酸二铵（N≥18%）。除CK处理之外，其余3个处理氮肥总量的2/3作基肥，1/3作追肥，即半量、常量和二倍施氮处理的基肥（有机肥）施用量分别为10 320，20 040，40 080 kg/hm2，追肥（化肥）施用量分别为 330，660，1 320 kg/hm2。追肥于萝卜肉质根膨大初期一次性施入（9月20日）。小区面积2 m2，随机排列，3次重复。分别于追肥前1 d（9月19日）、追肥后1周（9月28日）和萝卜肉质根商品成熟期（10月28日）取样，测定肉质根硝酸盐含量、硝酸还原酶活性，并于商品成熟期测定VC、可溶性蛋白以及可溶性糖含量等营养品质指标。

1.2 测定方法

硝酸盐含量的测定采用水杨酸比色法。硝酸还原酶 （NR）活性的测定采用离体法。VC含量测定采用2，6-二氯靛酚滴定法。可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝法。可溶性总糖含量测定用蒽酮法。

图1 不同有机无机肥料配施下萝卜肉质根硝酸盐含量和NR活性的变化

2 结果与分析

2.1 有机无机肥料配施对萝卜硝酸盐含量和硝酸还原酶活性的影响

由图1A可见，不施肥处理（对照），萝卜肉质根膨大期硝酸盐含量无明显变化。以有机肥作基肥的处理“有＋有”和“有＋化”追肥（5月21日）1周后，硝酸盐含量有所增加，至产品器官成熟期（6月16日），硝酸盐含量呈明显上升趋势，并且较对照显著增加（P＜0.05），分别达到613.0，556.6 μg/g。而以化肥作基肥的处理“化＋化”肉质根硝酸盐含量在膨大初期较高，追肥后反而有所降低，追肥1周后（5月29日）至产品成熟期又增加，并较对照显著增加（P＜0.05）。各处理的硝酸还原酶活性（NRA）在追肥后1周内迅速上升（图1B），此后随肉质根的膨大逐渐降低，其中“有＋有”处理NRA变化不明显，而不施肥处理产品成熟期的NRA接近于零。

2.2 有机无机肥料配施对萝卜产品器官营养品质的影响

表1为不同有机无机肥料配施处理下 “春白王”萝卜产品器官成熟期（6月16日）的VC、可溶性蛋白和可溶性总糖含量。“有＋有”、“有＋化”和“化＋化”不同施肥处理下萝卜肉质根上述3个营养品质指标值均显著高于不施肥处理（对照）（P＜0.05），其中“有＋有”处理各项营养品质指标值优于其他2个施肥处理，但差异未达显著水平（P＞0.05）。

2.3 不同施氮水平对萝卜硝酸盐含量和硝酸还原酶活性的影响

不同施氮水平下，萝卜膨大期肉质根硝酸盐含量在追肥1周后（9月28日），直至产品器官成熟期（10月28日），均呈上升趋势，并且随着施氮水平的增加，升高幅度明显增大，差异达显著水平 （P＜0.05）（图2A）。例如萝卜膨大初期（追肥前），各个处理的硝酸盐含量趋于一致，均为350 μg/g左右；至产品成熟期，二倍施氮处理的肉质根硝酸盐含量达到695.78 μg/g，几乎是膨大初期含量的2倍，而不施肥处理（对照）的产品硝酸盐含量仅为463.65 μg/g，与膨大初期差异较小。不同施氮水平下追肥后1周内NRA均有不同程度上升（图2B），此后随萝卜肉质根的生长逐渐下降。

表1 有机无机肥料配施对春白王萝卜产品品质的影响

2.4 不同施氮水平对萝卜产品器官营养品质的影响

由表2可知，半量、常量及二倍氮肥处理下，象牙白萝卜产品成熟期（10月28日）的VC、可溶性蛋白、可溶性总糖等营养品质指标均高于不施肥处理 （对照），但VC含量在各处理间无显著差异（P＞0.05），常量及二倍氮肥施肥处理的可溶性蛋白含量显著高于对照（P＜0.05），二倍氮肥的可溶性总糖含量显著高于对照和半量氮肥（P＜0.05）。不同施肥处理间相比较，可溶性蛋白含量随施氮量的增大而增加，而VC和可溶性总糖的含量在常量氮肥处理下达到最大，过量施肥（二倍氮肥）处理下反而有所降低。

图2 不同氮素水平供应下萝卜肉质根硝酸盐含量和硝酸还原酶活性的变化

表2 不同施氮水平对象牙白萝卜产品品质的影响

3 讨论

有研究表明，氮肥的形态是蔬菜中硝酸盐积累的主要内源因子，而氮肥用量是蔬菜中硝酸盐积累的主要外源因子，庄舜尧等[13]指出，肥料种类对叶菜类蔬菜硝酸盐含量影响很大，化学氮肥处理下硝酸盐含量高于有机氮肥处理。桂美根[14]也指出，化学氮肥与其他肥料，特别是与有机肥配施既可提高蔬菜产量，又可降低蔬菜中硝酸盐残留量。本试验结果表明，有机肥（基肥）与化肥（追肥）配合施用下，萝卜产品器官内的硝酸盐含量低于单施等氮量化肥或者等氮量有机肥的处理，并且VC、可溶性蛋白、可溶性总糖等品质指标与单施化肥或者有机肥处理的类似。但本研究结果与李仁发等[15]的研究并不完全一致，他们发现空心菜栽培的基、追肥分别采用有机肥与化肥配合施用的处理，与单施等量化肥的处理相比，产品的硝酸盐和亚硝酸盐含量分别降低12.4%和16.7%，而基、追肥均施用有机肥的处理，二者的降幅则高达22.2%和28.3%。这可能与供试蔬菜种类、所用化肥或有机肥种类、施用时期等因素均有关系。

许多研究表明，一定范围内硝酸盐的积累量随氮肥用量的增加而增加，过量施用氮肥往往导致蔬菜体内的硝酸盐含量成倍增长，本试验结果与已有研究相一致。王朝晖等[16]认为，增加氮肥用量，蔬菜累积硝态氮的增加程度远大于生长量的增加程度，这种因生长滞后而引起的养分富集效应是蔬菜硝酸盐含量和施氮量呈正相关的主要原因。依据沈明珠等[2]对蔬菜硝酸盐污染程度的划分标准，本试验中半量、常量、二倍施氮处理下萝卜产品器官成熟期肉质根的硝酸盐含量在510～695.8 mg/kg，属于硝酸盐中度污染，不宜生食，可以熟食。另外，本研究在不同施氮水平试验中发现，尽管作为基肥施入的有机肥在不同施氮处理下供氮量不同，但由于有机肥的肥效释放较为缓慢，因此不同施氮处理下象牙白萝卜肉质根膨大初期硝酸盐含量差别不大，以后随着追施无机肥（化肥）和植株的生长，肉质根内的硝酸盐含量逐渐升高，并显示出施肥处理间的差异（图2A）。

硝酸还原酶（NR）是高等植物氮素代谢的关键酶，与土壤及肥料中氮的吸收利用密切相关，提高NR的活性有助于降低蔬菜中硝酸盐的累积。一般来说，叶菜类蔬菜体内NR的活性与硝酸盐的累积程度往往有很好的负相关性。而本试验中，不同施肥处理下萝卜肉质根的硝酸盐含量与NR活性之间并未表现出显著相关性。由于植物体内硝酸盐累积总量与其对硝酸盐的吸收、运输和同化均有关系，许多研究认为，蔬菜对硝态氮的吸收与还原转化不平衡是产生硝酸盐累积的根本原因。因此，本试验中不同施肥处理下萝卜肉质根膨大期的硝酸盐含量差异除了与硝酸盐还原能力（NR活性）高低有关外，可能与根系吸收硝酸盐的速率的差异也有关系，尚待进一步的研究。

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Effects of Different Combined Application of Organic and Inorganic Fertilizer and Different Nitrogen Levels on Nitrate Accumulation in Radish

FAN Yanyan1,WANGFang1,LV Honghao1,Wang Shuzhong2,SUI Xiaolei1,ZHANG Zhenxian1
(1.College of Agronomy and Biotechnology,China Agricultural University,Beijing 100193; 2.Beijing Extension Station of Agriculture Technology)

We used the radish to study the effects of fertilizers combination and nitrogen levels on the nitrate contents and other correlation quality components during the development of them at different seasons.The results showed that different combination of organic and inorganic fertilizers after one week topdressing,the nitrate content of the radish reached to a high level,while the NR activity decreased.Compared with non-fertilizer treatment,the radish with different organic and inorganic fertilizers treatments showed a significantly high contents of nitrate,VC,soluble sugar and soluble protein,the organic with chemical fertilizer as topdressing treatment showed a relatively low nitrate content.Under the different nitrogen levels,the nitrate content of the radish significantly rised after the topdressing,but the NR activity rised first and then decreased.Compared with the non-fertilizer treatment,radish the nitrate,soluble protein content of radish increased with the increasing of nitrogen application,VC and total soluble sugar content reached maximum at the treatment of constant nitrogen level.

Radish;Organic and inorganic fertilizer;Quantity of nitrogen fertilizer;Nitrate;Nitrate reductase(NR)

10.3865/j.issn.1001-3547.2009.24.025

北京市科委资助项目

范艳艳（1983-），女，硕士研究生，主要从事蔬菜硝酸盐含量方面的研究

眭晓蕾，通信作者，电话：010-62732823-801。E-mail：sui-office@cau.edu.cn

张振贤，通信作者，电话：010-62731952。E-mail：zhangzx@cau.edu.cn

2009-04-13