重庆市菜园土壤与蔬菜硝酸盐和亚硝酸盐含量及相关性研究

杨 芸，王崇力，徐卫红*，江 玲，周 坤，刘 俊，张明中，王正银，谢德体

（西南大学资源环境学院，重庆 400715）

重庆市菜园土壤与蔬菜硝酸盐和亚硝酸盐含量及相关性研究

杨 芸，王崇力，徐卫红*，江 玲，周 坤，刘 俊，张明中，王正银，谢德体

（西南大学资源环境学院，重庆 400715）

研究重庆4 个农贸市场市售3大类19 种蔬菜73 个样品中硝酸盐含量及重庆市13 个主要蔬菜基地土壤和蔬菜的硝酸盐、亚硝酸盐含量及相关性。结果表明，重庆市售蔬菜不同种类及同种蔬菜不同部位的硝酸盐含量差异显著。大小顺序为叶菜类＞茄果类＞葱蒜类（X= 1 078.39 mg/kg）；莴苣叶＞莴苣茎（X=1 871.62 mg/kg）。叶菜类全部超过了一级标准，污染指数高达9.09，污染程度最为严重；茄果类和葱蒜类超过一级标准的样本占81.3%和87.5%，污染指数分别高达8.85和6.56。重庆市13 个主要蔬菜基地不同蔬菜以及同种蔬菜不同部位的硝酸盐含量差异也显著，大小顺序为萝卜叶＞莴苣茎（X =730.88 mg/kg）＞莴苣叶（X =693.32 mg/kg）＞白菜（X =617.63 mg/kg）＞萝卜根（X= 575.74 mg/kg）。土壤中含量差异也显著，大小顺序为种植莴苣的土壤（X =75.24 mg/kg）＞种植白菜的土壤＞种植萝卜的土壤。蔬菜可食部分的硝酸盐与土壤中的含量呈极显著正相关关系，线性方程y=407.872+4.796x。供试重庆市13 个主要蔬菜基地土壤及蔬菜可食部分的含量均较低且差异不显著，蔬菜中的亚硝酸盐含量和土壤中的含量也无显著相关性。

蔬菜；相关性

蔬菜是喜硝态氮且极易富集硝酸盐的作物[1-2]。人类摄入的硝态氮有72%～94%来自蔬菜[3]。蔬菜中硝酸盐含量受蔬菜品种、生长期、栽培条件等多种因素的影响[4]。但研究表明，氮肥过量施用，是导致菜田土壤和蔬菜体内硝酸盐积累的根本原因[5]。硝酸盐被人体摄入进入消化道后，易还原为对人体有致癌危害的亚硝酸盐[6]。菜地土壤和蔬菜的硝态氮残留一直受到人们关注，合理的土壤氮素管理对提高蔬菜产量品质及保护土壤环境质量至关重要。

2009年重庆市蔬菜种植面积和总产量分别达到828万 亩和1 177万 t，面积和总产量年均增长超过了15.0%。随着农业集约化水平的提高，氮肥的大量施用引起的菜田硝酸盐和亚硝酸盐富集也日趋突出。同时，近几年重庆地区消化系统癌症发病率呈现上升趋势。20世纪90年代，黄建国等[7]报道过重庆市蔬菜硝酸盐、亚硝酸盐含量及其与环境的关系。但是，近年来关于重庆市菜园土壤及蔬菜硝酸盐和亚硝酸盐的状况及其相关性研究尚无资料。本实验以 重庆市4 个主要农贸市场市售19 种蔬菜、重庆市13 个主要蔬菜基地耕层土壤及栽培蔬菜为研究对象，研究了重庆市售蔬菜硝酸盐含量现状、重庆市主要蔬菜基地土壤及蔬菜硝酸盐、亚硝酸含量以及二者可能存在的相关性，为菜园土壤合理施肥提出科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2012年2月—2013年5月在重庆市4 个农贸市场（两路、学田湾、北碚天生和沙坪坝农贸市场）随机采集不同种类市售蔬菜样品，包括绿叶菜类、茄果类、葱蒜类3 类19 种蔬菜73 个样品。同时，在重庆市潼南桂林、柏梓和新胜，璧山城北，涪陵大木，万州陈家坝，武隆仙女山，渝北关兴（玉峰山），九龙坡白市驿，江津吴滩、仁沱，大足复隆，北碚区龙凤桥镇13 个主要蔬菜基地采集成熟期蔬菜样品。每种蔬菜采集5～10 个样品，每一样品由5～10 株混合组成。同步采用梅花多点（5～10 点）取1.5～2.0 kg土样，采样深度0～20 cm，装于聚乙烯塑料袋。

1.2 方法

新鲜蔬菜取可食部位，用清水清洗，再用无离子水洗净，然后擦干、剪碎、晾干后，用10 000 r/min高速组织捣碎机切断捣碎，制成匀浆备样检测，按照GB/T 5009.33—2010《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》，亚硝酸盐采用盐酸萘乙二胺法测定，硝酸盐采用镉柱还原法测定。新鲜土样用1 mol/L的KCl溶液浸提，硝态氮在210 nm和275 nm波长处用紫外分光光度法测定；亚硝态氮在543 nm波长处用可见分光光度法测定[8]。

1.3 数据处理

数据用SPSS 18.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 重庆市售主要蔬菜硝酸盐含量

2.1.1 蔬菜硝酸盐含量

表1 重庆市售主要蔬菜硝酸盐含量Table 1 Nitrate contents in commercial vegetables from Chongqing

2.1.2 蔬菜硝酸盐污染现状评价

表2 蔬菜硝酸盐分级评价标准[3]Table 2 Evaluation criteria of nitrate in vegetables[3]

表3 重庆市售主要蔬菜的硝酸盐污染指数Table 3 Nitrate pollution index of commercial vegetables from Chongqqiinngg

参照姚春霞等[3]对蔬菜硝酸盐分级评价标准，由表2和表3可知，重庆市售蔬菜中叶菜类蔬菜41 个样全部超过了一级标准，其中有37 个样品超过了二级标准，占90.2%，25 个样品超过了三级标准，占61%，2 个样超过了四级标准，占4.9%；葱蒜类16 个样有14 个样品超过一级标准，占87.5%，有12 个样品超过了二级标准，占75%，6 个样品超过了三级标准占37.5%；茄果类16 个样有13 个样品超过一级标准，占81.3%，有9 个样超过了二级标准，占56.3%，6 个样超过了三级标准，占37.5%，1 个样超过了四级标准，占6.3%。叶菜类、葱蒜类、茄果类的平均污染指数为3.75、2.5、3.07（表3），参考陈书玉[9]对蔬菜硝酸盐污染指数评价标准，均为中度污染。但叶类、葱蒜类和茄果类蔬菜污染指数最大值分别高达9.09、6.56和8.85，污染程度均达到了重度污染。

表4 重庆市主要蔬菜基地土壤中和含量Table 4 Nitrate and nitrite contents in soils from major vegetable bases in Chongqing

表4 重庆市主要蔬菜基地土壤中和含量Table 4 Nitrate and nitrite contents in soils from major vegetable bases in Chongqing

统计参数 白菜 莴苣 萝卜NO3--N NO3--N NO2--N NO2--N NO3--N NO2--N样本个数 12 12 6 6 5 5最小值/（mg/kg） 1.19 0.04 13.40 0.04 14.46 0.06最大值/（mg/kg） 182.64 1.18 177.58 0.8 58.03 1.44平均值/（mg/kg） 47.05 0.32 75.24 0.31 33.42 0.35标准偏差/（mg/kg） 66.28 0.50 60.47 0.36 19.54 0.61 CV/% 140.87 156.25 80.37 116.13 58.47 174.29

供试重庆市主要蔬菜基地种植白菜、莴苣、萝卜的土壤中硝酸氮的分析结果表明（表4），3 种蔬菜土壤中平均含量大小顺序为种植莴苣的土壤75.24 mg/kg）＞种植白菜的土壤＞种植萝卜的土壤；并且种植不同蔬菜的土壤中含量变异系数差异显著，其中，变异系数大小顺序为种植白菜的土壤（CV=140.87%）＞种植莴苣的土壤（CV=80.37%）＞种植萝卜的土壤（CV=58.47%），其中种植白菜的土壤变异系数较大。土壤中亚平均含量差异不大，大小顺序为种植萝卜的土壤＞种植白菜的土壤0.32 mg/kg）＞种植莴苣的土壤（表4）。土壤中含量变异系数较大，均大于1，且差异显著，大小顺序为种植萝卜的土壤（CV=174.29%）＞种植白菜的土壤（CV=156.25%）＞种植莴苣的土壤（CV=116.13%）。

表5 重庆市主要蔬菜基地蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量Table 5 Nitrate and nitrite contents in vegetables from major vegetable bases of Chongqing

重庆市主要蔬菜基地蔬菜可食部分中硝酸盐含量分析结果表明（表5），不同蔬菜以及同种蔬菜不同部位中硝酸盐含量均有差异且差异显著，几种蔬菜可食部分中硝酸盐平均含量大小顺序为萝卜叶＞莴苣茎＞莴苣叶＞白菜＞萝卜根。与蔬菜中硝酸盐含量分级评价标准相对比（表2），这3 种蔬菜可食部分中硝酸盐平均含量均超过了一级标准，但都未超过二级标准。不同蔬菜以及同种蔬菜不同部位可食部分中硝酸盐含量变异系数差异显著，大小顺序为萝卜根（CV=176.32%）＞白菜（CV=97.40%）＞萝卜叶（CV=73.58%）＞莴苣叶（CV=60.65%）＞莴苣茎（CV=27.21%）。供试蔬菜可食部分中亚硝酸盐含量均较低，差异也不显著（表5），大小顺序为萝卜叶3.72 mg/kg）＞莴苣茎）＞莴苣叶1.61 mg/kg）＞萝卜根＞白菜1.20 mg/kg）；3种蔬菜变异系数差异显著，大小顺序为萝卜叶（CV=158.33%）＞莴苣叶（CV=91.30%）＞萝卜根CV=55.17%）＞白菜（CV=55.00%）＞莴苣茎（CV=40.10%）。

图1 蔬菜硝酸盐含量随土壤硝态氮含量变化趋势图Fig.1 Linear relationship of nitrate content in vegetables with nitrate nitrogen content in soils

2.4 蔬菜中亚硝酸盐和土壤中NO2--N的相关性

经检验，重庆市主要蔬菜基地蔬菜中亚硝酸盐和土壤中NO2--N无显著的线性相关关系，相关系数r分别为-0.036、-0.54、0.601、-0.254和-0.585，P值分别为0.911、0.268、0.590、0.680和0.300，差异不显著。而此次采集的所有蔬菜的可食部分的亚硝酸盐与土壤NO2--N经检验，相关系数r为-0.179，P=0.337＞0.05，差异不显著。进一步进行曲线拟合，所有曲线差异均不显著（P＞0.05）。

3 讨 论

供试重庆4 个农贸市场蔬菜可食部分的硝酸盐含量以叶菜类＞茄果类＞葱蒜类。叶菜类蔬菜全部样品硝酸盐均超过了一级标准，且叶菜中硝酸盐最高污染指数以及平均污染指数均高于葱蒜类和茄果类。可见，取食叶、茎等营养器官或贮藏体的叶类蔬菜的硝酸盐含量明显高于取食其繁殖器官的茄果类和葱蒜类蔬菜。这可能与叶菜类耐肥性极强，施氮肥比其他蔬菜品种要高，而且易于富集硝酸盐有关[3]。研究发现，市售茄果类蔬菜中硝酸盐含量较早前黄建国等[7]报道的茄果类蔬菜中硝酸盐含量增加了近10倍。原因可能是近年来茄果类蔬菜大量使用氮肥提高产量，从而导致可食部位中硝酸盐含量显著增加。根据对重庆市主要蔬菜基地的施肥调查结果表明，露地番茄的施氮量普遍在300 kg/hm2左右，而重庆市的番茄较佳施氮量为200 kg/hm2。此外，同一蔬菜不同部位中硝酸盐含量也不同，该结果与都韶婷[10]报道相似。原因可能是不同组织硝酸还原酶活性、吸收速率、Vmax、Km及亲和力等不同所致[10]。叶片硝酸盐含量取决于硝酸还原酶活性、吸收速率和亲和力3方面的影响；叶柄硝酸盐含量与Vmax和Km相关性更大；根系硝酸盐含量则与Vmax极显著相关[10]。从变异系数来看，茄果类蔬菜变异系数（CV=83.0%）明显高于叶菜类（CV=52.1%）和葱蒜类（CV=56.1%），说明品种和环境条件（氮肥种类及施用量、土壤性质等）对茄果类蔬菜积累硝酸盐有较大影响。

供试3大类蔬菜的硝酸盐均出现超过三级标准的现象，且叶菜类和茄果类蔬菜的硝酸盐超过四级标准，这可能是由于氮肥施用过量，磷、钾肥配比不当有关。表明重庆市售蔬菜受硝酸盐污染较为严重。叶类和茄果类蔬菜的硝酸盐平均含量分别为1 619.73 mg/kg和1 327.67 mg/kg，因此，生食和盐渍不宜。葱蒜类蔬菜的硝酸盐平均含量为1 078.39 mg/kg，建议不生食，可盐渍、熟食。

重庆市主要蔬菜基地蔬菜可食部分的硝酸盐含量均超过了一级标准，但都未超过二级标准。供试主要蔬菜基地3 种蔬菜较农贸市场市售蔬菜的硝酸盐含量低1.72～2.26 倍，说明，供试主要蔬菜基地蔬菜中硝酸盐污染较农贸市场市售蔬菜明显要轻。不同种类蔬菜以及同种蔬菜不同部位可食部分的硝酸盐含量变异系数差异显著。因此，蔬菜体内积累硝酸盐不仅与产地菜园土肥力状况、氮肥种类及施用量、水分管理及采收时期等有关，而且还受蔬菜种类、品种及不同部位的影响[10,12-15]。供试蔬菜可食部分的亚硝酸盐含量均较低，远低于WHO/FAO规定的允许值15.5 mg/kg。此结果与王芳等[12]和唐建初等[16]报道类似。原因是植物体中亚硝酸还原酶的活力远高于硝酸酶的活力，当植物根系吸收的硝酸盐被硝酸还原酶还原成亚硝酸盐后，就会连续被活力较高的亚硝酸还原酶还原成胺，因此植物体一般不会积累过多的亚硝酸盐[3]。重庆市主要蔬菜基地土壤中和含量以及萝卜中硝酸盐和亚硝酸盐含量的变异系数大多大于1，原因可能受品种和环境条件（氮肥种类及施用量、土壤性质、气候等）的影响较大有关。重庆蔬菜基地蔬菜可食部位中硝酸盐和土壤中呈现显著相关性，蔬菜可食部分的硝酸盐含量随土壤中含量的增加而显著增加。该结果与姚春霞等[3]报道相似。蔬菜中的硝酸盐主要是通过根系吸收土壤溶液中的而土壤溶液中的除了少量由土壤有机质矿化而来外，主要来自N素肥料的施用，氮肥的施用是蔬菜的硝酸盐-N污染的主要来源[3]。因此，合理施用氮肥是控制蔬菜体内硝酸盐积累的重要措施[17-19]。本实验中，莴苣叶、茎和萝卜叶中硝酸盐与土壤中含量，以及蔬菜可食部分的亚硝酸盐含量与土壤中含量之间无显著相关性，可能是品种、土壤肥力、气候条件以及各地施肥差异等原因所致[3-4,20-22]。

4 结 论

供试重庆4 个农贸市场市售3 类19 种蔬菜不同种类及同种蔬菜不同部位的硝酸盐含量差异显著。叶菜类全部超过了一级标准，污染程度最为严重。茄果类和葱蒜类超过一级标准的占样本的81.3%和87.5%。

重庆市13 个主要蔬菜基地蔬菜可食部分的硝酸盐含量均超过了一级标准，但都未超过二级标准。种植莴苣的土壤中含量超标较为严重。蔬菜中硝酸盐含量和受土壤中含量蔬菜种类、产地菜园土肥力状况、氮肥种类及施用量等影响较大。供试重庆市13 个主要蔬菜基地土壤及蔬菜可食部分的亚硝酸盐含量均较低且差异不显著。

[1] ZHU Tongbin, ZHANG Jinbo, CAI Zucong, et al. The N transformation mechanisms for rapid nitrate accumulation in soils under intensive vegetable cultivation[J]. Journal of Soils and Sediments, 2012, 11(7): 1178-1189.

[2] 都韶婷, 金崇伟, 章永松. 蔬菜硝酸盐积累现状及其调控措施研究进展[J]. 中国农业科学, 2010, 43(17): 3580-3589.

[3] 姚春霞, 陈振楼, 陆利民, 等. 上海市郊菜地土壤和蔬菜硝酸盐含量状况[J]. 水土保持学报, 2005, 19(1): 84-88.

[4] 刘杏认, 任建强, 甄兰. 蔬菜硝酸盐累积及其影响因素的研究[J]. 土壤通报, 2003, 34(4): 356-361.

[5] 周泽义, 胡长敏, 王敏健, 等. 中国蔬菜硝酸盐和亚硝酸盐污染因素及控制研究[J]. 环境科学进展, 1999, 7(5): 1-13.

[6] SANTAMARIA P. Review nitrate in vegetables: toxicity, content, intake and EC regulation[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2006, 86(1): 10-17.

[7] 黄建国, 袁玲. 重庆市蔬菜硝酸盐、亚硝酸盐含量及其与环境的关系[J]. 生态学报, 1996, 16(4): 383-388.

[8] 鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京: 中国农业科技出版社, 1999: 156-157.

[9] 陈书玉. 环境影响评价[M]. 北京: 高等教育出版社, 2001.

[10] 都韶婷. 蔬菜硝酸盐积累机理及其农艺调控措施研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2008.

[11] 狄彩霞, 李会合, 王正银, 等. 不同肥料组合对莴笋产量和品质的影响[J]. 土壤学报, 2005, 42(4): 652-659.

[12] 王芳, 王树忠, 朱莉, 等. 十字花科4 种蔬菜硝酸盐与亚硝酸盐含量分析与评价[J]. 中国蔬菜, 2009 (14): 17-22.

[13] 赵首萍, 张永志, 叶雪珠, 等. 小白菜硝酸盐积累量基因型差异机理研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(3): 681-687.

[14] 张瑞杰, 林国林, 胡正义, 等. 滇池北岸韭黄生产基地韭黄和韭菜产品硝酸盐含量及其积累规律[J]. 园艺学报, 2008, 35(8): 1155-1160.

[15] WANG Zhaohui, LI Shengxiu. Effects of N forms and rates on vegetable growth and nitrate accumulation[J]. Pedosphere, 2003, 13(4): 309-316.

[16] 唐建初, 刘钦云, 吕辉红, 等. 湖南省蔬菜硝酸盐污染现状调查及食用安全评价[J]. 湖南农业大学学报: 自然科学版, 2005, 31(6): 672-676.

[17] 张贵龙, 任天志, 李志宏, 等. 施氮量对白萝卜硝酸盐含量和土壤硝态氮淋溶的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2009, 15(4): 877-883.

[18] 韩德昌, 陈妍, 关连珠, 等. 氮肥种类及用量对油菜硝酸盐累积的影响[J]. 中国农学通报, 2005, 21(5): 292-294.

[19] PASDA G, HAHNLDEL R, ZERULLA W. Effect of fertilizers with the new nitrification inhibitor DMPP (3,4-dimethylpyrazole phosphate) on yield and quality of agriculture and horticultural crops[J]. Biology and Fertility of Soils, 2001, 34(2): 85-97.

[20] MAMORU O, ANSHUMAN K, WENBIN L, et al. High-affinity nitrate transport in root s of Arabidopsis depends on expression of the NAR2-Like Gene AtNRT3.1[J]. Plant Physiology, 2006, 140(3): 1036-1046.

[21] 罗金葵, 陈巍, 张攀伟, 等. 小白菜适当增铵下硝酸盐累积机理研究[J].植物营养与肥料学报, 2005, 11(6): 800-803.

[22] DOMINIQUE L, PASCAL T, ALAIN G, et al. Gene expression of thetransporter NRT1.1 and the nitrate reductase NIA1 is repressed in Arabidopsis roots bythe product ofreduction[J]. Plant Physiology, 2003, 132(2): 958-967.

Nitrate and Nitrite Contents and Correlations of Vegetables with Soil in Chongqing

YANG Yun, WANG Chong-li, XU Wei-hong*, JIANG Ling, ZHOU Kun, LIU Jun, ZHANG Ming-zhong, WANG Zheng-yin, XIE De-ti
(College of Resources and Environmental Sciences, Southwest University, Chongqing 400715, China)

Nitrate contents of 73 samples of 19 species of vegetables from three categories collected from four farmers’markets in Chongqing municipality were investigated. The contents of nitrate and nitrite in vegetables from 13 major vegetable planting bases in Chongqing were analyzed and correlated with those of soil samples from these planting bases. The results showed that significant differences in nitrate contents were observed among different vegetable species and different parts of the same species, and the decreasing order was leaf vegetables＞ solanaceous vegetables＞ allium vegetablesand lettuce leaves＞ lettuce stemsThe content of nitrate in all leaf vegetables exceeded level I standard, showing a pollution index up to 9.09. About 81.3% of solanaceous vegetables and 87.5% of allium vegetables exceeded level I standard, and pollution index was up to 8.85 and 6.56, respectively. Significant differences in nitrate nitrogen were found among different vegetable species and among different parts of the same species from 13 vegetable planting bases, and the descending order was radish leaves＞ lettuce stems＞ lettuce leaves（693.32 mg/kg) ＞ cabbages＞ radish rootsSignificant differences in nitrate nitrogen were also observed in soils from the vegetable bases, and the decreasing order was lettuce-growing soil＞ cabbage-growing soil＞ radish-growing soilSignificant linear correlation of nitrate contents was found between vegetables and soils (y = 407.872 + 4.769x). The contents of nitrite in vegetables and soils from 13 vegetable bases were low, without showing significant differences. Moreover, no significant correlation of nitrite contents was found between vegetables and soils.

vegetables;correlation

S63；X56

A

1002-6630（2014）14-0136-05

10.7506/spkx1002-6630-201414026

2013-08-05

国家现代农业产业技术体系建设专项（Nycytx-35-gw16）；“十一五”国家科技支撑计划项目（2007BAD87B10）

杨芸（1989—），女，硕士研究生，主要从事植物营养与环境生态研究。E-mail：410713602@qq.com

*通信作者：徐卫红（1969—），女，教授，博士，主要从事植物营养与环境生态研究。E-mail：xuwei_hong@163.com