特日格樂 鄭海春

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011；2.內(nèi)蒙古土壤肥料和節(jié)水農(nóng)業(yè)工作站，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

氮肥在作物生長過程中有著很重要的作用，它不僅可以提供營養(yǎng)元素氮的需求，還能提高植物生物總量及種子蛋白質(zhì)的含量，進(jìn)而可以增加作物產(chǎn)量。近年來，人們?yōu)榱颂岣弋a(chǎn)量，追求經(jīng)濟(jì)效益，給農(nóng)作物施用單一且大量的化學(xué)氮肥，導(dǎo)致作物體內(nèi)出現(xiàn)大量的硝酸鹽殘留，尤其是在以蔬菜為例的淺根系作物中硝酸鹽殘留現(xiàn)象更為突出。這種盲目、不合理的施用化肥，還會(huì)造成作物生長土壤環(huán)境硝態(tài)氮富集，甚至污染地下水源等問題。人體從外界攝取硝酸鹽的主要途徑為飲用水和食用蔬菜。攝入的硝酸鹽自身并沒有直接的毒害作用，它進(jìn)入人體后，在微生物的作用下還原為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽是一種有毒物質(zhì)，能迅速進(jìn)人人體血液，將血紅蛋白中的低鐵氧化為高鐵，使其形成無法轉(zhuǎn)運(yùn)氧氣的高鐵血紅蛋白，從而影響氧氣的運(yùn)載，造成人體缺氧，患高鐵血紅蛋白癥，尤其是嬰幼兒，嚴(yán)重者可引起死亡[1-2]。與此同時(shí)，亞硝酸鹽還與食物中各種胺類產(chǎn)生反應(yīng)，形成亞硝胺，亞硝胺被稱之為強(qiáng)致癌物[3]。因此，硝酸鹽對人類健康、蔬菜食品安全和農(nóng)業(yè)環(huán)境構(gòu)成了潛在的威脅。植物體內(nèi)硝酸鹽積累的根本原因就是化肥的超量施用，研究證明，化肥施用量與植物硝酸鹽含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系[4]。如何科學(xué)合理地施用化肥，對提高氮肥利用率、降低蔬菜及土壤環(huán)境硝酸鹽累積，以及在產(chǎn)量不被影響的前提下，保證蔬菜品質(zhì)安全具有重要意義。本試驗(yàn)以芹菜為研究對象，研究不同施氮量對芹菜產(chǎn)量及硝酸鹽含量、亞硝酸鹽含量的影響。以期為芹菜的安全生產(chǎn)中合理施肥及有效控制硝酸鹽污染提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年8月9日至2016年10月16日在內(nèi)蒙古呼和浩特市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院溫室大棚進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤基本理化性質(zhì)為pH7.58，硝態(tài)氮6.32mg/kg，銨態(tài)氮2.35mg/kg，速效磷76.43mg/kg，速效鉀339.69mg/kg，有機(jī)質(zhì) 32.61mg/kg。

1.2 供試材料

供試作物為芹菜，供試品種為“文圖拉”。試驗(yàn)肥料為尿素（含N46%），硫酸鉀（含K2O 50%）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)6個(gè)不同施肥處理（見表1），每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，共18小區(qū)。每小區(qū)面積8m2，一畦雙行種植，行距40cm，株距25cm，防止重復(fù)之間出現(xiàn)氮肥影響，田間隨機(jī)區(qū)組排列。除氮肥用量不一致外，其余田間管理力求保持一致。氮肥總量的40%作為基肥，剩余60%分兩次進(jìn)行追肥。

表1 田間施肥量方案

1.4 樣品采集與處理

2016年9月16日、9月26日、10月 6日、10月16日采取芹菜植株并完成測產(chǎn)工作，采樣時(shí)間為上午8點(diǎn)至10點(diǎn)。此時(shí)間段為植株生理活躍期，組織中養(yǎng)分儲(chǔ)量最適合反應(yīng)根系吸收與同化需求的相對關(guān)系。隨后用自來水將鮮樣上的泥土洗干凈，再用去離子水沖刷一遍，晾干切碎，四分法取100g鮮樣進(jìn)行榨汁。

硝酸鹽測定：反射儀試紙測定法；亞硝酸鹽測定：萘乙二胺鹽酸鹽比色法；浸提清液方法選用國標(biāo)法[5]，GB/T15401-1994（亞鐵氰化鉀、乙酸鋅浸提法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量比較

從圖1中可以看出，氮肥量對芹菜產(chǎn)量影響較大，各處理之間產(chǎn)量呈顯著性差異。但產(chǎn)量并沒有隨施肥量的增加而增加，T1（120kg/hm2）到T4（480kg/hm2）時(shí)產(chǎn)量隨氮肥施量呈遞增趨勢，而高氮水平T5（600 kg/hm2）處理產(chǎn)量出現(xiàn)了下降的動(dòng)態(tài)變化。各施肥處理與對照處理相比，分別增加9.33%～20.01%。中氮水平 T3 處理產(chǎn)量（88121.32kg/hm2）與 T4（89704.55 kg/hm2）處理之間無顯著性差異，但與T1、T2低氮水平呈顯著性差異， 比 T1（76297.85kg/hm2）、T2（80524.96kg/hm2）產(chǎn)量增加 15.49%和 9.43%，并且比高氮T5處理（83750.19kg/hm2）高5.22%。說明增加施氮量可有效提高芹菜的產(chǎn)量，但是施氮量達(dá)到T3（360kg/hm2）水平后，再增加施肥量時(shí)不但沒有明顯的增產(chǎn)甚至出現(xiàn)了減產(chǎn)現(xiàn)象，所以盲目過度的施用化肥只會(huì)造成資源的浪費(fèi)。

圖1 施氮量對芹菜產(chǎn)量的影響

2.2 硝酸鹽含量比較

在不同氮肥水平下測定芹菜植株體內(nèi)硝酸鹽含量的結(jié)果見圖2。測定時(shí)將芹菜葉片和葉柄分開進(jìn)行。由圖2可知，芹菜葉柄中的硝酸鹽含量高于芹菜葉片中的含量。在全生育期，葉柄和葉片硝酸鹽動(dòng)態(tài)變化規(guī)律大致相同，均為先下降再升高再下降，呈“S”型曲線。各施肥處理葉片、葉柄硝酸鹽含量明顯高于T0（CK）處理，且差異顯著。在生育初期，葉柄低氮水平T1與T2處理之間硝酸鹽含量無顯著性差異，但與中、高氮水平T3、T4、T5處理均存在顯著性差異，并隨著施肥量的增加硝酸鹽含量出現(xiàn)明顯升高的趨勢。隨著生育期的推進(jìn)，中、低氮處理葉柄和葉片硝酸鹽含量開始大幅度下降，高氮處理葉柄和葉片硝酸鹽含量降幅則相對較小。到生育后期芹菜葉片、葉柄硝酸鹽含量又開始增加，從10月6日測定的硝酸鹽結(jié)果可以看出，T1、T2、T3處理葉片硝酸鹽含量增加不多，葉柄硝酸鹽含量則大幅度上升；而T4、T5處理葉片、葉柄硝酸鹽含量均明顯增加。進(jìn)入采收期（10月16日），葉片和葉柄硝酸鹽含量開始下降，可能與生長末期植物根系衰老有關(guān)。

圖2 施氮量對芹菜植株硝酸鹽含量的影響

2.3 亞硝酸鹽含量比較

對于不同氮肥水平下測定芹菜植株體內(nèi)亞硝酸鹽含量的結(jié)果見圖3。從測定結(jié)果得知，芹菜葉柄中的亞硝酸鹽含量高于芹菜葉片中的亞硝酸鹽含量。整個(gè)生育期中芹菜葉片和葉柄亞硝酸鹽含量隨施肥量的增加而同步增加，規(guī)律一致。圖3中可以發(fā)現(xiàn)，生育初期，高氮T5處理葉柄亞硝酸鹽含量為最高4.24mg/kg，與其他施肥處理呈顯著性差異，與T0（CK）呈極顯著差異；而此時(shí)T4處理亞硝酸鹽含量與T3處理亞硝酸鹽含量差異不顯著，但與低氮T1、T2處理呈顯著差異，與T0（CK）呈極顯著差異。隨著生育期的推進(jìn)，除高氮水平T5處理外，其他處理葉柄亞硝酸鹽含量均出現(xiàn)下降趨勢。在最后一次施肥后 （10月06日），各施肥處理葉片、葉柄亞硝酸鹽含量出現(xiàn)大幅度上升的情況；高氮處理上升幅度明顯大于中、低氮處理的上升幅度，此時(shí)T4、T5處理葉柄亞硝酸鹽含量達(dá)到了4.79mg/kg和4.87mg/kg，已超出無公害蔬菜亞硝酸鹽含量標(biāo)準(zhǔn)（4mg/kg）。采收時(shí)（10月16日），葉柄和葉片亞硝酸鹽含量均出現(xiàn)下降趨勢，T0、T1、T2、T3處理葉柄亞硝酸鹽含量均在可食用安全范圍內(nèi)，而T4、T5處理葉柄亞硝酸鹽含量分別為4.01 mg/kg和4.24mg/kg，依舊高于4mg/kg，未達(dá)到安全食用標(biāo)準(zhǔn)。采收期，各施肥處理葉片亞硝酸鹽含量均未超標(biāo)，達(dá)到安全食用標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 施氮量對芹菜植株硝酸鹽含量的影響

3 結(jié)論

氮肥用量對芹菜產(chǎn)量、硝酸鹽及亞硝酸鹽含量有不同程度的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，在本試驗(yàn)條件下，施氮 量 為 120kg/hm2、240kg/hm2、360kg/hm2、480kg/hm2時(shí)，芹菜產(chǎn)量隨施氮量的增加呈上升趨勢；當(dāng)施氮量達(dá)到600g/hm2時(shí)，產(chǎn)量卻有所下降。說明，養(yǎng)分不足或超量施肥會(huì)抑制植物生長，致使影響作物產(chǎn)量。

隨著施氮量的增加，芹菜植株體內(nèi)硝酸鹽、亞硝酸鹽含量也隨之升高。芹菜葉柄含量高于葉片含量，研究表明，芹菜中儲(chǔ)存硝酸鹽的主要場所是莖和葉柄，而薄壁細(xì)胞大量貯存于芹菜葉柄和莖稈中，且葉柄、中脈和非綠色莖稈組織中的硝酸還原酶比葉片組織中少，故葉片硝酸鹽含量低于葉柄[6]。葉柄和葉片生育期硝酸鹽、亞硝酸鹽含量變化規(guī)律為：生長旺盛期>采收期。這是因?yàn)樵谇鄄松L旺盛時(shí)期，根系吸收速率高，轉(zhuǎn)化利用能力強(qiáng)，從土壤環(huán)境中攝入的氮素營養(yǎng)相對較多。而采收期時(shí)芹菜根系開始老化，吸收代謝能力下降，攝取營養(yǎng)較少，故硝酸鹽含量降低[7]。采收時(shí)施氮量為 120kg/hm2、240 kg/hm2、360kg/hm2處理，葉柄、葉片硝酸鹽、亞硝酸鹽均在可食用范圍內(nèi)。施氮量為480kg/hm2時(shí)葉柄硝酸鹽、亞硝酸鹽含量超出食用安全標(biāo)準(zhǔn)，而葉片無明顯超標(biāo)。當(dāng)施氮量達(dá)到600kg/hm2時(shí)葉柄硝酸鹽、亞硝酸鹽含量均嚴(yán)重超出食用安全標(biāo)準(zhǔn)，屬于四級污染，不允許食用。上述試驗(yàn)充分證明，大量施肥不僅給芹菜產(chǎn)量帶來了較嚴(yán)重的負(fù)面影響，還導(dǎo)致芹菜植株體內(nèi)硝酸鹽及亞硝酸鹽累積量顯著增加，致使其營養(yǎng)品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益雙雙下降。綜合考慮產(chǎn)量及品質(zhì)因素，在本試驗(yàn)條件下，得出大棚芹菜最佳施氮量為360kg/hm2。

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[7]李冰,王昌全,周婭,李煥秀,張錫洲,陳遠(yuǎn)學(xué),李廷軒.氮肥不同用量及基追肥比例對芹菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].土壤肥料,2005(05)：8-12+16.