不同处理对小白菜硝酸盐含量及其酶活性的影响

张百俊

（河南科技学院,河南新乡453003）

蔬菜是一种易于富集硝酸盐的作物,人体内的硝酸盐81.2%来自蔬菜[1-3].同时蔬菜又多为喜肥作物,尤其叶菜类更是喜氮素肥料,所以生产上为了追求高产,常常过量施用氮素化肥,这些肥料中的氮素无论在施用时形态如何,进入土壤后在土壤硝化细菌的作用下均能很快转化为NO3-.土壤中NO3-过量累积不仅对植物造成危害,还使产品污染,对消费者的健康构成很大威胁[4].虽然硝酸盐对人体没有直接的毒害作用,但进入人体后,会在微生物的作用下还原成有毒的亚硝酸盐,它可与人体血红蛋白反应,使之失去载氧功能,造成高铁血红蛋白症.另一方面,亚硝酸盐还可间接与人类摄取的其它食品、医药品、残留农药等成分中的次级胺反应,在胃腔中（pH=3）形成强致癌物——亚硝胺,从而诱发消化系统癌变[5].因此,控制食品中亚硝胺的前体化合物硝酸盐和亚硝酸盐含量成为世界各国普遍关注的重要问题.

世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（FAO）于1973年规定,人体硝酸盐的每日允许摄入量（ADI值）为3.6 mg·kg-1·d-1,亚硝酸盐ADI值为0.13 mg·kg-1·d-1.按人均体重60 kg、人均日食用蔬菜0.5 kg（以鲜重计）计算,蔬菜硝酸盐允许含量为432 mg·kg-1.即使考虑到蔬菜经过盐渍、煮熟过程硝酸盐含量分别减少45%和60%～70%,其允许含量仅可分别扩大到785和1081～1440 mg·kg-1.按照这一标准,目前我国仍有很多地区蔬菜硝酸盐的污染十分严重,部分蔬菜硝酸盐浓度甚至超出了人体允许摄入浓度最高限量3100 mg·kg-1[3,6].因此,采取积极措施,控制蔬菜硝酸盐含量已迫在眉睫.为此我们特进行本试验,希望能为蔬菜生产上降低产品的硝酸盐污染提供参考.

1 材料与方法

1.1 材料

供试蔬菜：上海青小白菜.供试肥料：尿素（N=46%）,由河南安阳化学工业集团生产的豫珠牌尿素；微肥由北京亿农隆科技开发有限公司生产的亿农隆8号—绿霸（广谱型）,其有效成分主要包括活性酶、B、Fe、Zn、Mn、Mo及抗性生物菌.

1.2 方法

试验在河南科技学院实习基地进行,露地盆栽,供试土壤贫瘠,播种前不施底肥,每盆装风干土4kg.试验设6个处理：①CK（对照,不施肥）；②0.1 g/盆尿素+0.05 g/盆微肥）；③0.2 g/盆尿素+0.05 g/盆微肥；④0.3 g/盆尿素+0.05 g/盆微肥；⑤0.4 g/盆尿素+0.05 g/盆微肥；⑥0.2 g/盆尿素,不加微肥.每处理3盆为一个小区,随机区组排列,每区组18盆,重复3次,共54盆.

2008年9 月10 日播种.分别于2008年的10月1日、10月11日、10月21日进行3次施肥处理,每次处理后的第10 d调查各项指标.采用磺胺比色法测定硝酸还原酶活性、硝酸盐含量和亚硝酸盐含量,采用邓肯氏新复极差法对试验数据进行处理[7-9].

2 结果与分析

2.1 不同处理对小白菜硝酸还原酶活性的影响

不同处理对小白菜硝酸还原酶活性的影响见表1.

表1 不同采收期各处理对小白菜硝酸还原酶活性的影响

硝酸还原酶活性是植物还原转化氮素能力高低的标志,活性越高,还原转化能力就越强.从表1可以看出,硝酸还原酶的活性随着氮肥施用量的增加而增高,以施肥量最多的处理⑤硝酸还原酶活性最高.随着采收期的延长（总施肥量增加）硝酸还原酶的活性增高的幅度越来越大.3个不同采收期的所有处理,硝酸还原酶活性与对照的差异都达到显著或极显著水平；同时,②、③、④、⑤4个不同处理相互之间的差异也都达到显著水平,这说明土壤供氮水平是影响硝酸还原酶活性的重要因素,这与他人的研究结果相一致[1-4].另外,处理⑥（0.2 g/盆尿素,不加微肥）与处理③（0.2 g/盆尿素+0.05 g/盆微肥）相比,尿素施用量相同,但没有添加微肥,其硝酸还原酶活性明显低于处理③,其差异达到显著水平；而处理⑥（0.2 g/盆尿素,不加微肥）与处理②（0.1 g/盆尿素+0.05 g/盆微肥）相比,虽然尿素施用量大,但由于没有微肥,二者差异没有达到显著水平.可见,微肥也有提高硝酸还原酶活性的作用.

2.2 不同处理对小白菜硝酸盐含量的影响

不同处理对小白菜硝酸盐含量的影响见表2.

表2 不同采收期各处理对小白菜硝酸盐含量的影响

从表2可以看出,在3个不同的采收期,上海青的硝酸盐含量均随着施肥量的增加而增加,以施肥量最高的处理⑤硝酸盐含量最高.处理⑤、④、③、②与对照相比差异极显著,4个处理相互之间的差异也都达到极显著水平；同时,随着采收期的延长,各处理的硝酸盐含量越来越高,这也与施肥次数增加总施肥量增多有关.可见,氮肥施用量对上海青硝酸盐含量影响及其明显.另外,氮肥施用量相同的处理⑥（0.2 g/盆尿素,不加微肥）与处理③（0.2 g/盆尿素+0.05 g/盆微肥）相比,各个采收期的硝酸盐含量均有显著差异,显然这种差异是由添加微肥（处理③）和不添加微肥（处理⑥）造成的.这说明微肥对减少上海青硝酸盐含量有明显影响.

2.3 不同处理对小白菜亚硝酸盐含量的影响

不同处理对小白菜亚硝酸盐含量的影响见表3.由表3可见,所有处理小白菜亚硝酸盐含量均随着施肥量的增加而增加,最多比对照增加59.4%（处理⑤,10月20日）,最少增加16.0%（处理②,10月30日）,与对照的差异均达到显著或极显著水平.同时,随着采收期的延长,各处理亚硝酸盐含量逐渐增加.可见亚硝酸盐含量与硝酸盐含量的变化趋势一致,只不过各处理间的差异不像硝酸盐含量那样明显.不过所有处理亚硝酸盐含量均未超过世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（FAO）1973年规定的标准.

表3 不同采收期各处理对小白菜亚硝酸盐含量的影响

2.4 不同处理对小白菜生长的影响

不同处理对小白菜生长的影响见表4.

表4 不同采收期各处理对小白菜生长的影响

从表4可以看出,不同采收期各处理小白菜的鲜重,先是随着施肥量的增加而逐渐增加,当达到处理④的水平时鲜重最大,再继续增加施肥量,小白菜的鲜重反而下降,3个采收期处理⑤比处理④的鲜重分别降低21.2、13.2和14.0个百分点,差异达到显著水平；所有处理与对照之间的差异都达到显著水平；除处理⑥外,各处理相互之间的差异也达显著水平.这说明施氮肥可以明显提高小白菜的产量,但当施肥量超过一定量后,会抑制小白菜的生长,使产量下降.从表4还可以看出,3个采收期均为处理⑥（0.2 g/盆尿素,不加微肥）与处理③（0.2 g/盆尿素+0.05 g/盆微肥）差异显著,而与处理②（0.1 g/盆尿素+0.05 g/盆微肥）差异不显著,这说明微肥对小白菜的生长和产量影响明显.

3 结论与讨论

（1）氮肥可以显著提高小白菜硝酸还原酶活性,这与他人的研究结果一致[1-4].本试验证明微肥也可以明显提高小白菜硝酸还原酶活性,主要原因可能是：微肥中的有效成分Mn参与硝酸盐还原成铵的过程,是硝酸盐还原过程的催化剂；Zn是多种酶的组成成分,对植物体内的物质水解、氧化过程和蛋白质的合成起着重要作用；而Mo是构成还原酶的元素,这些微量元素参与植物对硝酸盐的同化,提高植物对硝酸盐的还原能力[10-11].

（2）小白菜硝酸盐含量随氮肥施用量和施肥次数的增加而大幅度增加,二者呈直线相关.根据国内学者按照WTO/FAO规定的ADI值提出的蔬菜硝酸盐含量的分级评价标准[3],在本试验中,处理①（对照,不施肥）各时期的硝酸盐含量均小于432 mg/kg,达到1级标准,可以安全食用；处理②（0.1 g/盆尿素+0.05 g/盆微肥）各时期的硝酸盐含量均小于785 mg/kg,达到2级标准,可以安全食用；处理③（0.2 g/盆尿素+0.05 g/盆微肥）和处理⑥（0.2 g/盆尿素,不加微肥）各时期的硝酸盐含量均小于1440 mg/kg,达到3级标准,不允许生食,可以熟食；处理④（0.3 g/盆尿素+0.05 g/盆微肥）施肥1～2次（10月10日和10月20日测定结果）,硝酸盐含量均小于1440 mg/kg,达到3级标准,施肥3次的硝酸盐含量为1488 mg/kg,略大于1440 mg/kg,接近3级标准；处理⑤（0.4 g/盆尿素+0.05 g/盆微肥）施肥1～2次,硝酸盐含量达到3级标准,施肥3次,达到4级标准的严重污染程度,不宜食用.

（3）随着施肥量和施肥次数的增加,虽然硝酸还原酶活性越来越高,但小白菜体内的硝酸盐含量并没有随着硝酸还原酶活性的提高而降低,说明蔬菜对硝态氮吸收的增加大于还原能力的提高,吸收的硝态氮不能及时还原所致[12].

（4）蔬菜体内的硝酸盐含量除了与氮素施用量有关外,还与田间的光照条件有关.光周期缩短和弱光照都将使蔬菜体内的硝酸盐含量增加.同时,硝酸盐的代谢离不开水分,干旱时,植株体内的硝酸还原酶含量下降,活性降低,硝酸盐积累增加.因此,在生产上为了降低蔬菜中的硝酸盐含量,除了控制氮素的用量外,还必须创造良好的栽培条件.此外,在施氮肥的同时配合适量的微肥以及延长最后1次施肥与采收的间隔天数,也会降低蔬菜体内的硝酸盐含量.

（5）施氮肥可以明显促进小白菜生长,提高产量,在本试验范围内,施肥量从0.1～0.3 g/盆,产量随施肥量的增加呈直线上升,当施肥量超过0.3 g/盆时,产量开始下降.这说明0.3 g/盆处理最合适,当施肥量超过0.3 g/盆时,土壤溶液浓度过大,对鸡毛菜的生长反而有抑制作用.

从本试验可以看出,微肥可以明显提高小白菜的产量,所以生产上在施氮肥的同时要配合适量的微肥,还要根据不同的蔬菜种类、不同的土壤肥力确定合理施肥量,才能达到高产、高效益的目的.

（6）从既保证食用安全又能获得高产和降低成本综合考虑,最大施肥量为0.3 g/盆施肥2次,或0.2 g/盆施肥3次,二者的总施肥量相同,即0.6 g/盆,土壤以15万kg/667m2计（耕层20 cm）,尿素施用量0.6 g/盆,折合22.5 kg/667m2[13],可作为上海青小白菜生产上施肥量的参考.

[1] 董曾施.施肥对小白菜硝酸盐积累的影响[J].浙江农业大学,2002,（4）：172-174.

[2] 沈明珠.蔬菜中的硝酸盐[J].环境保护,1982,（2）：23-27.

[3] 沈明珠,翟宝杰.蔬菜硝酸盐累积的研究.不同蔬菜硝酸盐亚硝酸盐含量的评价[J].园艺学报,1982,9（4）：41-48.

[4] 钱晓晴,王娟娟,柏彦超,等.IFC增效微肥对小白菜产量和硝酸盐积累的影响[J].农村生态环境,2003,19（2）：29-33.

[5] 郭丽娜,刘秀珍,赵兴杰,等.施肥及环境因素对蔬菜硝酸盐积累影响的研究进展[J].山西农业大学学报,2005,25（4）∶416-419.

[6] 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.

[7] 邹琦.植物生理生化实验指导[M].北京：中国农业出版社,1995：28-29.

[8] 汤章城.现代植物生理学实验指南[M].北京：科学出版社,1999：39-140.

[9] 郝再彬,苍晶,徐仲,等.植物生理实验[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2004：33-37.

[10] 郑相穆,谷丽萍,周阮宝,等.钼对降低普通白菜叶片硝态氮的作用[J].植物生理通讯,1995,31（2）：95-96.

[11] 余光辉,张杨珠,万大娟,等.喷稀土和微肥对小白菜硝酸盐和亚硝酸盐含量及其他品质的影响[J].农业环境科学学报.2005,24（增刊）：9-12.

[12] 王朝辉,李生秀,田霄鸿,等.不同氮肥用量对蔬菜硝态氮累积的影响[J].植物营养与肥料学报,1998,4（1）：22-28.

[13] 陆欣.土壤肥料学[M].北京：中国农业大学出版社,2002.