脱硫石膏对不结球白菜生长及硝酸盐积累的影响

张 佳，王伟仁，齐仙惠

（1. 山西农业大学农学院，山西 太原 030031；2. 山西农业大学教务部，山西 太谷 030801；3. 山西农业大学园艺学院，山西 太原 030031）

硝酸盐是致癌物质亚硝酸盐的前体底物，长期摄入会影响身体健康。人体摄入的硝酸盐大部分来源于日常食用的蔬菜，尤其是叶菜类蔬菜[1-2]。因此，如何降低蔬菜的硝酸盐含量，以保障其食用安全已成为农业环保领域的研究热点[3]。蔬菜中硝酸盐的积累与其吸收的氮源和体内硝酸还原酶、亚硝酸还原酶的活性有关[4]。目前生产上降低蔬菜硝酸盐含量的途径主要有合理施肥、配合施用添加剂、增施有机肥等[5-6]。

脱硫石膏（CaSO4·2H2O）是燃煤烟气脱硫过程中产生的副产物。脱硫石膏中的Ca2+可置换土壤胶体吸附的Na+，参与土壤有机无机复合体的形成，能改善盐碱土团聚体的组成和稳定性，增加土壤孔隙度，常用于盐碱土壤的改良[7-10]，对蔬菜的生长及品质也有积极作用[11-12]。为了解施用脱硫石膏对不结球白菜的效果，笔者以尿素和硝酸铵作为不同的氮肥，以脱硫石膏作为土壤添加剂，采用盆栽试验的方法，研究了脱硫石膏对不结球白菜生长及硝酸盐积累的影响，以期为蔬菜安全生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试土壤为轻度盐碱土，土壤中有机质含量9.2 g/kg，碱解氮（N）含量61.3 mg/kg，有效磷（P）含量7.8 mg/kg，速效钾（K）含量82.0 mg/kg，含盐量0.32%，pH 值8.5。供试不结球白菜（Brassica rapasubsp.chinensis）品种为五月慢。

1.2 试验方法

将供试土壤自然风干，过筛后分为2 组，根据土壤重量加入不同成分。一组混入硝酸铵（NH4NO3，硝态氮+铵态氮）1.58 g/kg；另一组混入尿素[CO(NH2)2，酰胺态氮] 1.20 g/kg。每组分别设脱硫石膏添加量为：0（CK）、1.00、2.25、6.75 g/kg 4 个处理。分别将不同处理的土壤15 kg 装入花盆中，每个处理3 次重复，每组12 盆，按随机区组排列，2 组试验共24 盆。

当不结球白菜幼苗长至第3 片真叶展开时移栽至花盆，每盆移栽20 株，按常规方法进行管理。移栽后25 d，每盆随机取5 株测量株高、单株重及叶片中的硝酸盐含量。株高为植株地上部分最高点距离土壤的距离。单株重为除根部以外的植株鲜重。硝酸盐含量的测定采用酚二磺酸法。

2 结果与分析

2.1 添加脱硫石膏对不结球白菜株高的影响

以硝酸铵和尿素作为氮肥的条件下，随着脱硫石膏添加量的增加，不结球白菜的株高都呈上升趋势（图1）。当以硝酸铵作为氮肥时，以脱硫石膏的添加量为6.75 g/kg 的株高最高，达24.1 cm，比CK 的20.1 cm增加19.9%；脱硫石膏添加量为1.00 和2.25 g/kg 时，其不结球白菜的株高分别为22.3 和22.9 cm，分别比CK 增加11.0%和13.9%，差异均达到显著水平。当以尿素作为氮肥时，也是以脱硫石膏的添加量为6.75 g/kg 的株高最高，达23.6 cm，比CK 的19.5 cm 增加21.0%；脱硫石膏添加量为1.00 和2.25 g/kg 时，其不结球白菜的株高分别为21.6 和22.7 cm，分别比CK增加10.8%和16.4%，差异也均达到显著水平。说明在使用硝酸铵和尿素作氮肥的情况下，添加脱硫石膏均能显著提高不结球白菜的株高。

图1 不同脱硫石膏添加量对不结球白菜株高的影响

2.2 添加脱硫石膏对不结球白菜单株重的影响

以硝酸铵和尿素作为氮肥的条件下，随着脱硫石膏添加量的增加，不结球白菜的单株重也都呈上升趋势（图2）。当以硝酸铵作为氮肥时，以脱硫石膏的添加量为6.75 g/kg 的单株重最重，达19.0 g，比CK 的（10.5 g）增加81.0%；脱硫石膏添加量为1.00 和2.25 g/kg 时的单株重分别为14.3 和15.5 g，分别比CK 增加35.2%和47.6%，差异均达到显著水平。当以尿素作为氮肥时，也是以脱硫石膏的添加量为6.75 g/kg的单株重最重，达20.9 g，比对照的11.5 g 增加81.7%；脱硫石膏添加量为1.00 和2.25 g/kg 时的单株重分别为15.1 和16.6 g，分别比CK 增加31.3%和44.3%，差异也均达到显著水平。说明添加脱硫石膏在使用硝酸铵和尿素的条件下均能显著增加不结球白菜的单株重。

图2 不同脱硫石膏添加量对不结球白菜单株重的影响

2.3 添加脱硫石膏对不结球白菜叶片中硝酸盐积累的影响

以硝酸铵和尿素作为氮肥的条件下，随着脱硫石膏添加量的增加，不结球白菜叶片中的硝酸盐积累量都呈下降趋势（表1，图3）。当以硝酸铵作为氮肥时，以脱硫石膏的添加量为6.75 g/kg 的不结球白菜叶片中的硝酸盐积累量下降最多，比CK 下降17.7%，与CK 和其他2 个处理的差异均达到极显著水平，而脱硫石膏添加量为1.00 和2.25 g/kg 的2 个处理，其不结球白菜叶片中的硝酸盐积累量虽有下降，但与CK相比均没有显著性差异。当以尿素作为氮肥时，以脱硫石膏的添加量为2.25 和6.75 g/kg 2 个处理的不结球白菜叶片中的硝酸盐积累量下降较多，分别比CK 下降10.3%和16.6%，与CK相比差异均达到极显著水平；脱硫石膏添加量为1.00 g/kg 处理的不结球白菜叶片中的硝酸盐积累量与CK 相比只下降了4.1%，其与CK的差异不显著。说明添加脱硫石膏能显著减少不结球白菜叶片中的硝酸盐积累量，且以尿素作为氮肥时减少不结球白菜叶片中的硝酸盐积累量的效果明显优于以硝酸铵作为氮肥的效果。

表1 不同脱硫石膏添加量对不结球白菜叶片中硝酸盐积累的影响

图3 不同脱硫石膏添加量对不结球白菜叶片中硝酸盐积累的影响

3 讨 论

在轻度盐碱土壤中，添加脱硫石膏能显著提高不结球白菜的株高和单株重，并且在该试验用量范围内，不结球白菜的株高和单株重随着脱硫石膏添加量的增加而增加。当脱硫石膏的添加量为6.75 g/kg 时，分别以硝酸铵和尿素作为氮肥的条件下，与CK 相比，不结球白菜的株高分别增加19.9%和21.0%，单株重分别增加81.0%和81.7%。脱硫石膏对不结球白菜株高和单株重的促进作用与其在紫花苜蓿和加工番茄[12-13]上的作用一致。一方面是由于盐碱地中Ga2+含量低，而脱硫石膏中含有大量的钙，由于补充了土壤中的Ga2+而促进了不结球白菜的生长；另一方面是由于脱硫石膏中的Ga2+置换了土壤颗粒上的K+和Na+等离子，改良了土壤理化性质，降低了含盐量和pH 值，从而使土壤环境更有利于蔬菜生长[14-15]。

蔬菜对不同形态氮源的吸收能力以及这些氮源对蔬菜体内硝酸盐积累的影响差别都很大[16]，硝态氮和铵态氮是植物可以直接吸收的，而酰胺态氮（尿素）需转化为铵态氮后才能被植物吸收[17-18]。该试验使用硝酸铵作为氮肥时，不结球白菜叶片中的硝酸盐积累量明显高于使用尿素作为氮肥的，说明硝态氮和铵态氮较酰胺态氮更容易被不结球白菜吸收、积累。

不结球白菜是重要的叶菜类蔬菜，也是较易积累硝酸盐的蔬菜[1,19]。该试验结果表明，当脱硫石膏的添加量为6.75 g/kg 时，分别以硝酸铵或尿素作为氮肥的条件下，不结球白菜叶片中的硝酸盐积累量与CK相比分别减少17.7%和16.6%，均达到极显著水平，说明添加脱硫石膏能在一定范围内减少不结球白菜叶片中的硝酸盐积累量。究其原因，一方面是Ga2+在土壤颗粒表面的吸附能力大于NH4+，从而抑制了NH4+的吸附，使其以向下迁移为主[20-21]，可能因此减少了不结球白菜对氮素的吸收量；另一方面是在盐碱胁迫下植物体内的硝酸还原酶活性会降低，随着脱硫石膏的添加，土壤理化性质被改良，硝酸还原酶活性升高[22]，可能因此导致不结球白菜硝酸盐转化率升高，从而使硝酸盐积累量减少。