氮素对甘蓝产量、硝酸盐含量及氮吸收量的影响

朱静华，高 伟，李明悦，李玉华

（天津市农业资源与环境研究所，天津300192）

氮肥是蔬菜生产中的主要肥料，大量施用氮肥可极大地提高蔬菜的产量[1-2]，但是氮肥在蔬菜上的施用量是有极限的，并不是施用越多越好，当超过一定施用量时，不但会造成蔬菜产量和品质下降、土壤氮素过量积累、化肥氮肥当季利用率低[3]，而且还会导致严重的环境污染[4-7]。蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的氮素来源于肥料[8]，氮肥超量或不合理使用，造成了蔬菜硝酸盐、亚硝酸盐污染问题已相当严重，威胁着人们的身体健康[9-11]。故控制施氮量是降低蔬菜硝酸盐含量的重要措施[12]。

本研究通过施用不同氮量进行田间试验，研究了氮素对甘蓝产量、硝酸盐含量及氮吸收量的影响，旨在探索甘蓝高产条件下的最佳施氮量，使蔬菜中硝酸盐含量符合国家标准，确保甘蓝为健康的蔬菜提供一定理论依据。

1 材料和方法

1.1 菜田土壤状况

试验地设在天津市西青区核心蔬菜生产基地。2009年开展了甘蓝不同施氮量的田间试验，主要研究氮素对甘蓝产量、硝酸盐含量及氮累积量的影响。试验区土壤类型属潮土，中壤土。作物种植前取0～20 cm土样，用ASI法测定菜田土壤养分含量，由中加合作（IPNI）土壤植株实验室完成。甘蓝种植前基础土壤的养分含量和蔬菜种植情况列于表1，2。

表1 甘蓝种植前土壤情况

表2 甘蓝种植情况

1.2 试验设计

试验设 7个处理，即（1）N1PK（N1）；（2）N2PK（N2）；（3）N3PK （N3）；（4）N4PK （N4）；（5）N5PK（N5）；（6）N6PK（N6）；（7）N7PK（N7）。其中，磷肥、钾肥底施，氮肥追施。3次重复。各处理施肥设计详细情况如表3所示。

表3 甘蓝小区试验设计

2 结果与分析

2.1 不同施氮量对甘蓝产量的影响及其经济效益分析

氮肥是提高甘蓝产量的主要营养元素之一，但不是施氮量越高产量也越高。从表4可以看出，各处理与N1处理相比，产量都有不同程度提高，增产达9.2%以上，其中，处理 N3，N4，N6，N7分别增产 23.7%，20.9%，13.9%，34.8%，且差异达极显著水平。经济效益分析结果，甘蓝纯收益与产量有直接关系，产量比较高的处理，它的纯收益也高，例如处理N7的产量最高，为66 878.0 kg/hm2，纯收益也最高，为97 920.5元/hm2。所以，氮素是甘蓝产量及其经济收入的主要限制因子。

表4 氮肥对甘蓝产量的影响及其经济效益分析结果

2.2 不同施氮量对甘蓝硝酸盐含量的影响

人体摄入的硝酸盐80%以上来自于蔬菜，而甘蓝一般以生食较多。在甘蓝收获时，取植株样，按外叶（丢掉部分）和内叶（食用部分或结球部分）取样，测定硝酸盐含量。

从表5可以看出，硝酸盐含量外叶在1 484.5～1 595.0 mg/kg之间，内叶在430.0～590.8 mg/kg之间，外叶硝酸盐含量是内叶的3倍左右，外叶和内叶的硝酸盐含量都随着施氮量的增高而增高。根据我国蔬菜硝酸盐污染程度与卫生评价标准可知，本研究甘蓝内叶硝酸盐含量为轻度污染，可以生吃；外叶硝酸盐含量为高度污染，只能熟食，不能生吃和盐渍。所以，在甘蓝生产过程中，在高产条件下严格控制施氮量是非常重要的。

表5 不同氮量甘蓝硝酸盐含量测定结果

2.3 不同施氮量对甘蓝氮吸收量的影响

甘蓝收获时，按内叶（食用部分）、外叶取植株样，测定氮含量。由图1可知，内叶（可食部分）氮吸收量远远高于外叶，食用部分氮的吸收量随着施氮量的增加呈增高趋势；处理N7氮吸收量最高；外叶氮的吸收量也是随着施氮量的增加具有增高趋势，但不是很明显。

2.4 氮素亏缺状况

氮素亏缺平衡概算是由外源投入氮肥量减去作物氮吸收量计算得出的。

从图2可以看出，处理N1、处理N2氮素表现为亏缺，其他处理氮素表现为盈余，并且随着施氮量的增加氮的盈余量增多（处理N7除外，因它的内叶吸收量较高）。处理 N4，N5，N6，N7氮素盈余量过多，过量的氮素残留在土壤中，会造成土壤污染，甚至会污染地下水。应注意确保蔬菜高产下的氮素平衡施用，保证蔬菜食用安全，而且减少对土壤、水、空气环境质量的破坏。

2.5 不同施氮量对土壤中硝酸盐含量的影响

甘蓝收获后，取0～40 cm土层的土壤，分2层（0～20，20～40 cm）取样，测定土壤中硝酸盐含量，结果（图3）表明，耕层土壤（0～20 cm）硝酸盐含量高于20～40 cm土层土壤，但二者都表现出施氮量高的土壤中硝酸盐含量也高，硝酸盐含量变化趋势整体上是随着施氮量的增加而升高。可能是由于在作物生长过程中进行大水漫灌，造成了部分氮素随着灌水向土壤更深层渗漏[13-15]，各土层中硝酸盐含量不稳定。在蔬菜施肥中，应合理、科学施用氮肥，以保证蔬菜食用安全、土壤环境质量安全。

3 结论

本试验结果表明，增加氮肥的施用量，可以使甘蓝增产，并且增产很明显，其中，处理 N3，N4，N6，N7分别增产23.7%，20.9%，13.9%，34.8%。

外叶硝酸盐含量是内叶的3倍左右，整体上外叶和内叶硝酸盐含量均随着施氮量增高而具有增高趋势。甘蓝结球食用部分可以生吃；外叶部分，只能熟食。食用部分氮吸收量远远高于外叶，其中，处理N7可食部分的氮累积量最高。

甘蓝处理N1，N2氮素亏缺，其他处理氮素都盈余，并且随着施氮量的增加氮的盈余量增多（处理N7除外）。土壤耕层土壤（0～20 cm）中硝酸盐含量高于20～40 cm土层土壤，各土层中硝酸盐含量不稳定。

4 讨论

对于当前菜农大水漫灌浇水管理方式，氮肥会随着灌水量的增加，向土壤更深层移动，甚至到地下水层，造成土壤、水硝酸盐污染。在本试验中，甘蓝收获后取土深度为0～40 cm，没有取40 cm以下土样，可能有一部分氮素会移动到40 cm以下土层中，这还有待进一步研究。虽然氮肥是限制甘蓝产量的主要因素，但同时考虑施氮量过高，相对土壤中硝酸盐含量比较高，可能会对土壤、水、空气环境造成污染，故应注意科学施用氮肥。

蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的氮素来源于肥料中，主要是化学肥料。本试验没施有机肥，有机肥施用可能会降低蔬菜中硝酸盐含量，因此，在蔬菜施肥中，控制氮肥用量和实施有机无机平衡施肥，可能是降低蔬菜中硝酸盐含量的重要途径，这还有待进一步探讨。

[1]闵炬，施卫明，王俊儒，等.不同施氮水平对大棚蔬菜氮磷钾养分吸收及土壤养分含量的影响[J].土壤，2008，40（2）：226-231.

[2]田琳琳，庄舜尧，杨浩，等.不同施肥模式对芋艿产量及菜地土壤中氮素迁移累积的影响 [J].生态环境学报，2011，20（12）：1853-1859.

[3]汤宏，张杨珠，侯金权，等.不同施肥条件下夏季辣椒的生长发育与养分吸收规律研究[J].土壤通报，2012，43（4）：890-895.

[4]张云艳，宋英霞.氮肥和有机肥对白菜产量及氮磷钾吸收的影响[J].内蒙古农业科技，2013（2）：65-66.

[5]赵征宇，孙永红，赵明，等.有机无机肥配施对土壤氮素转化和番茄产量品质的影响[J].华北农学报，2013，28（1）：208-212.

[6]张颖飞，蒋治国，堵燕钰，等.不同施肥模式对蔬菜产量及菜地氮流失的影响[J].水土保持通报，2011，31（5）：54-58.

[7]汤宏，张杨珠，龙怀玉，等.不同施肥处理对白菜和甘蓝产量及养分吸收的影响[J].湖南农业大学学报：自然科学版，2010，36（6）：705-709.

[8]陈东林，陈荣华，刘亮，等.不同氮肥对新鲜蔬菜亚硝酸盐含量的影响[J].甘肃农业，2012（9）：84-85.

[9]赵桂平，张明.不同烹调方法的蔬菜中亚硝酸盐含量变化探讨[J].安徽农学通报，2010，16（11）：77-78.

[10]吴琼，赵同科，安志装，等.蔬菜间作及氮肥调控对土壤硝酸盐及氮素表观损失的影响 [J].中国农学通报，2011，27（25）：127-132.

[11]周晚来，刘文科，杨其长.光对蔬菜硝酸盐累积的影响及其机理[J].华北农学报，2011，26（增刊）：125-130.

[12]全智，秦红灵，李明德，等.氮肥优化减施对土壤-莴苣系统氮磷平衡及产量效益的影响 [J].中国生态农业学报，2011，19（4）：738-744.

[13]徐力刚，王晓龙，崔锐，等.不同农业种植方式对土壤中硝态氮淋失的影响研究[J].土壤，2012，44（2）：225-231.

[14]沈灵凤，白玲玉，曾希柏，等.施肥对设施菜地土壤硝态氮累积及 pH 的影响[J].农业环境科学学报，2012，31（7）：1350-1356.

[15]何飞飞，任涛，陈清，等.日光温室蔬菜的氮素平衡及施肥调控潜力分析[J].植物营养与肥料学报，2008，14（4）：692-699.