施肥对蔬菜硝酸盐含量的影响

马惠民，王波

（1.苏州市吴中区农林局，江苏苏州，215128；2.苏州大学园艺系）

1 氮肥

1.1 氮肥用量

氮肥用量是蔬菜体内硝酸盐累积的根本原因。研究表明，氮肥用量和蔬菜体内的硝酸盐含量呈显著的正相关，但其产量没有以相应的比例增加，过量施用氮肥甚至导致产量降低[1～2]。周艺敏等[3]对菠菜、小白菜等6种蔬菜进行施肥试验，都发现氮素化肥的施用量与菠菜体内硝酸盐含量呈显著或极显著正相关。王朝辉等[4]研究也表明，氮肥用量与蔬菜硝酸盐含量呈显著正相关（r=0.933～0.957），而产量却没有相应的提高，氮肥用量过高时，蔬菜生长反而受到抑制。Lorenz[5]试验表明，施氮和不施肥相比，甜菜叶柄的硝酸盐含量提高70倍，叶片提高30倍，根提高20倍。减少氮肥的施用量，可降低硝酸盐在蔬菜中的积累。如Mccall等[6]研究结果表明，当氮肥用量从260 kg/hm2降低到200 kg/hm2时，莴苣的硝酸盐含量明显下降，而其产量并没有受到影响。因此，在保证产量的同时，适当降低氮肥施用量能降低蔬菜中硝酸盐的积累，300 kg/hm2为氮肥用量的临界值[7]。

1.2 氮素形态

在氮肥用量相同的情况下，不同氮素的形态也能显著影响蔬菜中硝酸盐含量[8]。张春兰等[9]研究指出，在水培溶液中硝态氮/铵态氮为7∶3和5∶5时，菠菜的生长量与硝态氮为唯一氮源时无明显差别，但硝态氮含量却分别降低21%和25%。在白菜上的研究发现，随着营养液中铵态氮的比例的增加，白菜体内硝酸盐含量降低[10]。朱祝军等[11]试验指出，不结球白菜生长的营养液中铵态氮和硝态氮浓度（mmol/L）比例以5.0∶5.0为最佳。在小白菜上的研究发现，硝态氮∶铵态氮为75∶25处理可以使叶片、叶柄和根系硝酸盐含量比硝态氮∶铵态氮为100∶0处理分别降低了22%，15%和22%。增铵导致小白菜体内硝酸盐含量降低的主要原因是由于增铵降低了营养液中硝态氮浓度，从而减少了小白菜对硝态氮的吸收[12]。Breteler等[13]认为，铵态氮能显著降低硝态氮的吸收，从而降低植株体内的硝酸盐含量。增铵也可能通过影响光合作用来影响植株的生物量，进而“稀释”植株体内的硝酸盐浓度。如在水培条件下，铵、硝态氮等比例混合供应，小麦中后期叶绿素含量最高[14]。在大田条件下，增铵加快水的光解和电子传递的速率[15]。胡承孝等[16]的土培试验发现，施用硫酸铵和氯化铵时小白菜的硝酸盐含量分别比施用硝酸铵低38.9%和38.8%；对油菜施用尿素、硫铵、硝铵及碳铵等4种氮肥的试验研究结果表明，按硝酸盐含量高低排列，油菜叶片硝酸盐含量为尿素＞碳铵＞硝铵＞硫铵；叶柄为尿素＞硝铵＞硫铵＞碳铵[17]。说明以硝态氮为氮源时，蔬菜的硝酸盐含量高，而施用铵态氮或铵硝混合氮肥可以降低蔬菜的硝酸盐含量，但降低的程度因蔬菜的种类和生长条件而有一定的差异。

2 磷肥

作为作物三大营养元素之一的磷和氮素代谢密切相关。磷是硝酸还原酶的组成元素之一，而且叶片中硝酸还原酶的电子供体烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（FADH）由磷酸甘油醛产生。因此，磷对硝态氮在植物体内的还原有重要作用。增加磷肥用量，提高植株体内磷含量水平，有利于提高植物对硝态氮的还原转化能力。针对不同的蔬菜种类确定合理的氮磷用量及比例，对维持蔬菜高产，降低硝态氮含量，改善品质具有重要意义。因此，磷有利于硝态氮的还原，进而降低蔬菜体内硝酸盐的含量。土壤有效态磷酸盐含量低时，植物迅速吸收无机氮化物，并在体内累积。当有效磷酸盐含量丰富时，对无机氮化物吸收降低。所以，施用磷肥可能改变植物体内氮素平衡[18]。林志刚等[19]的试验表明，以磷石膏为添加剂的氮肥表现了较好的降低叶菜类蔬菜硝酸盐含量的效果，尤其在缺磷的轻度盐渍化土壤上，可达到降低硝酸盐30%～50%的效果并能比单施氮肥的蔬菜有较明显的增产效应。高祖明等[20]通过基质栽培研究表明，缺磷比增施氮肥更容易导致叶菜类硝酸盐的积累。 与高氮区（N∶P2O5∶K2O=12∶2∶4）相比，缺磷区（N∶P2O5∶K2O=6∶0∶4）蔬菜体内硝酸盐积累更多。缺磷区由于未施用磷肥，氮磷比过大，硝酸盐的积累量竟达高氮区的5.71倍（小白菜）和2.40倍（菠菜），对菠菜增施磷肥（过磷酸钙 75 kg/667 m2），使植株硝酸盐含量降低31.8%。刘永菊等[21]研究发现，在供试土壤有效磷含量为75.3 mg/kg时，磷肥对大白菜硝酸盐积累影响不显著。在小白菜上的研究发现，在土壤缺磷时，小白菜硝酸盐累积量比对照高81%，增施磷肥可降低其硝酸盐含量[16]。因此，磷对蔬菜硝酸盐含量的影响主要是决定于土壤有效磷含量及施氮水平。林志刚等[19]在北方缺磷土壤中试验发现，增施磷肥可以降低蔬菜硝酸盐含量。在植株体内，硝酸盐含量与全磷含量呈负相关关系，即全磷含量高，硝酸盐含量低。因此，施用适当的磷肥有助于降低蔬菜中硝酸盐含量[22]。

施用磷肥对蔬菜生长和硝酸盐积累的影响虽已有不少报道，但至今看法不一。因此，磷与硝酸盐积累的关系尚需进一步深入研究。

3 钾肥

钾对作物硝态氮的吸收、还原及氮素代谢过程密切相关。它能够促进光合作用，提高CO2的同化率，为硝酸盐的还原提供充足的能量；钾能促进碳水化合物的运输，特别是从地上部向根系的运输，提高根系的活力，从而增加根系对硝态氮的吸收，增加硝酸盐的积累。钾还是硝态氮在植物体内运输的伴随离子，以钾为伴随离子可以加速硝态氮由根部向地上部的转移，也可以提高茎叶硝态氮的含量[23]。此外，钾也是多种酶的激活剂。如：钾是硝酸还原酶的激活剂，增加钾的供应可以显著提高硝酸还原酶的活性，加快硝酸盐的还原同化。钾还能促进植物体内蛋白质和核蛋白的合成，在大量钾素存在时，植物所吸收的硝态氮能很快转化成合成氨基酸的原料，从而减少硝酸盐的积累。可见，钾既能促进蔬菜对硝态氮的吸收，增加硝酸盐的积累，也能促进其还原转化，减少硝酸盐的含量。由此可见，钾肥与蔬菜硝酸盐积累关系十分复杂。在黄瓜上的研究表明，随着钾素供应增加，黄瓜体内的硝酸盐含量逐渐降低[24]。何天秀等[25]研究表明，蔬菜中的钾与硝酸盐含量呈极显著的负相关，其回归模型为指数曲线方程。增施钾肥，氮钾平衡有利于控制蔬菜中硝酸盐的含量[26]，而偏施氮肥则相应提高硝酸盐含量。芹菜施硝酸铵配施氯化钾，芹菜中硝酸盐含量大幅度降低，同时产量大大提高[27]。说明氮钾配施既能提高蔬菜产量，又能降低蔬菜中硝酸盐累积量。试验证明[27]，芹菜、萝卜根中硝酸盐和钾含量呈极显著的负相关，萝卜中硝酸盐含量能够受含钾量的制约，施用钾肥是减少蔬菜硝酸盐含量的有效措施之一。在钾肥的选用上，又以氯化钾效果优于硫酸钾。

4 微量元素

近年来的一些研究结果表明，施用微量元素对于减少蔬菜硝酸盐含量有一定效果。钼显著影响蔬菜硝酸盐含量，因为钼是构成硝酸还原酶的元素，缺钼使硝酸还原酶合成受阻，因此蔬菜中硝酸盐含量皆随钼肥用量增加而降低[28]。喷Mo 200～400 mg/L，雪里蕻叶片中 NO3－含量下降幅度为 41%～76%[17]。 王双明[29]研究表明，小白菜采前2 d叶面喷钼酸钠（800 mg/L）能降低植株内NO3－的含量，增加硝酸还原酶活性。黄启为等[30]指出，在小白菜收获前10 d喷钼或锰各1次，喷锌3次可很好的降低蔬菜体内硝酸盐含量，作用大小为Mo＞Mn＞Zn。 胡勤海等[31]也报道，根外追施 Mo、Mn 和稀土元素，对蔬菜叶片硝酸还原酶有激活作用，使植株内硝酸盐含量下降。胡承孝等[32]认为缺硼和高硼均导致NRA下降，从而使硝酸盐含量增加。氯离子对硝酸根有拮抗作用和替代硝态氮在渗透调节方面的作用，促进硝态氮从液泡向细胞质转移并还原[33]，同时氯离子的存在可以抑制硝化细菌的活性[34]。

5 有机肥料

刘秀茹等[35]研究认为，施用有机肥料是降低蔬菜硝酸盐含量，提高产品营养价值的有效措施。有机肥中含有较多的酚、糖、醛类化合物及羧基，施用有机肥能降低蔬菜硝酸盐含量，其原因有2个[36]，一是生物降解有机质，养分释放缓慢，蔬菜能更好地吸收养分；二是可能与有机质对肥料中NH4+的吸附和固定，抑制NH4+的硝化作用，促进土壤反硝化过程，减少硝态氮的形成有关[37]。研究表明，盆栽条件下冬青菜以尿素配腐熟鸡粪为基肥，50%尿素+50%鸡粪处理，收获后土壤残留硝态氮含量为7.6 mg/kg，与100%尿素处理相比减少硝态氮93.8%，土壤中硝态氮含量随鸡粪堆肥的施用量增加而减少，呈显著的负相关（R=－0.969*）。等氮量试验表明，芹菜体内硝酸盐含量不施肥处理为442 mg/kg，施有机肥处理为744 mg/kg，施化肥处理为1 480 mg/kg[38]，杨少海等[34]在芹菜上也得出类似的结论。据李元芳[39]的试验证明，施用不同肥料，蔬菜体内硝酸盐含量差异很大，影响硝酸盐在蔬菜体内积累增多的肥料类型依次是：氮素化肥＞当地沤肥＞高温堆肥＞微生物肥料。如番茄上施用微生物肥料1500kg/hm2，其硝酸盐含量平均是135±4.2 mg/kg，而施用600 kg/hm2尿素，则硝酸盐含量增为379±24.0 mg/kg，两者相差近2倍。除硝酸盐外，施用微生物肥还能减少蔬菜体内的汞、镉、铅含量，达到控制污染的目的。可见，施有机肥是降低蔬菜硝酸盐累积的有效措施，与氮素化肥相比，肥料对蔬菜硝酸盐含量影响不同，施用牛粪和生物发酵鸡粪可以使生菜硝酸盐含量降低，而施用豆粕、猪粪则使生菜硝酸盐含量显著升高[41]。但过量施用有机肥，也能导致蔬菜硝酸盐含量增加。

6 硝化抑制剂

由于旱地土壤中存在着十分强烈的硝化作用，施入旱地土壤中的铵态氮很快就会被硝化成硝态氮，因此，无论施何种形态氮肥，生长在旱地土壤上的蔬菜主要吸收的都是硝态氮。为降低和控制蔬菜硝酸盐的含量，目前国外普遍施用氮抑制剂来抑制土壤硝化细菌的活性，从而达到降低土壤和蔬菜硝酸盐含量的目的。最常见的硝化抑制剂有：乙炔、双氰胺（DCD）和2－氯－6－（三氯甲基）吡啶等[43]。西德在全国普遍采用双氰胺作为硝化抑制剂来控制蔬菜硝酸盐的含量，取得了较好的效果[44]。胡勤海等[31]研究指出，双氰胺对蔬菜中硝酸盐的积累有明显的抑制作用，与只施尿素相比，添加10%～20%的双氰胺可以使青菜叶片中的硝酸盐含量降低35.7%～71.1%，茎降低14.5%～54.7%，萝卜叶中NO3－含量降低29.9%～34.6%，茎降低11.7%～32.2%，从而使蔬菜中NO3－含量可降至高度污染水平以下（≤14 40 mg/kg）。傅柳松等[45]报道，施用双氰胺能够显著降低蔬菜硝酸盐含量，双氰胺以10%的比例加入肥料中，可使菠菜的硝酸盐含量降低10%，油菜叶柄减少44.5%，叶片减少24.8%，有效期可以维持110 d[46]。Lorenz[5]指出在田间以75%的铵态氮和25%的硝态氮为氮源，配合施入5 mg/kg的氮吡啉（2－氯－6－三氯甲基吡啶）作为硝化抑制剂，可以明显降低蔬菜硝酸盐的含量而生长不受影响。但在美国等国家发现氮吡啉对某些氮肥抑制的有效性尚有一些问题，在用尿素＋氮吡啉时，对甜玉米中的硝酸盐毫无影响[44]。商照聪等[42]研究指出，双氰胺与碳铵配合施用，能够抑制铵态氮硝化产生硝态氮，使土壤在更长时间内保持更高的铵态氮含量。可见，有可能通过配施硝化抑制剂，使土壤中的氮素保持一定的硝态氮/铵态氮，从而降低蔬菜中硝酸盐的累积。

双氰胺是一种氨基氰化盐类化合物，双氰胺中的氰对生物的呼吸有抑制作用，但其毒性随时间的推迟而降低，分解产物为氮化合物，极易为植物所同化，通常24～48 h后即无残留，故双氰胺是一种理想的氮抑制剂。双氰胺用量一般以占总施入纯氮量的10%～20%为宜，施肥与收获间隔期以15 d左右为佳，双氰胺过多则会影响产量，收获过早则效果不明显。

总之，蔬菜是人们生活中不可缺少的副食品，消除和防止蔬菜硝酸盐污染是保证人民身体健康，提高人民生活水平的大势所趋，生产者、消费者、经营者、生产、市场管理部门以及全社会都应该予以足够重视。

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