设施蔬菜硝酸盐累积现状研究及对策

2016-03-17郎文培赵善仓潘文杰张树秋董燕婕邓立刚

中国农业信息 2016年20期

关键词：盐渍化硝酸盐氮肥

郎文培，赵善仓，潘文杰，张树秋，董燕婕，邓立刚

（1.潍坊市农业科学院，山东潍坊 261000；2. 山东省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所/山东省食品质量与安全检测技术重点实验室，济南 250100）

设施蔬菜硝酸盐累积现状研究及对策

郎文培1，赵善仓2，潘文杰1，张树秋2，董燕婕2，邓立刚2

（1.潍坊市农业科学院，山东潍坊 261000；2. 山东省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所/山东省食品质量与安全检测技术重点实验室，济南 250100）

文章主要介绍设施蔬菜硝酸盐污染研究现状，分析由于过量施肥、土壤次生盐渍化和设施环境等，导致硝酸盐累积的原因，并提出解决这一问题的方法和途径。

设施蔬菜硝酸盐施肥次生盐渍化

蔬菜作为人们维持日常生活的最重要的物质来源[1]，其质量安全也越来越受到社会大众的关注。目前，普遍认为蔬菜是一种容易积累硝酸盐的食物，是人体摄入硝酸盐的主要来源之一[2]。蔬菜中的硝酸盐累积毒害作用缓慢而隐蔽，硝酸盐本身并无毒性，然而在储藏一段时间或进入人体消化系统之后，由于酶和细菌的作用，会产生亚硝酸盐和亚硝胺，具有致畸、致癌、致突变等危害[3]。

据不完全统计，我国种植设施蔬菜的面积占到了世界的七成以上，设施蔬菜种植已成为环渤海和黄淮海地区农业的支柱产业。在蔬菜的设施栽培生产中，土壤的施肥量很高，远远高于传统露地栽培，而且主要是以氮肥为主，设施栽培所用的土壤没有经过降雨淋洗，这样会导致硝酸盐在土壤中的高度积累，使生产的蔬菜产品硝酸盐含量过高，导致蔬菜的质量安全受到严重威胁。文章通过分析设施蔬菜硝酸盐积累的原因，并提出改良的相关措施，为设施蔬菜生产提供理论依据和实践方法。

1 设施蔬菜硝酸盐累积的现状

设施蔬菜包括土壤栽培、无土栽培等2种形式。其中，无土栽培尚处于发展阶段，全国种植面积不足1%。土壤栽培的设施蔬菜硝酸盐的累积存在极高风险。北京市设施蔬菜产地调查结果表明，超标最严重的主要是叶类蔬菜，有些蔬菜包括菠菜、小白菜等严重不适宜生食[4]。宝鸡、西安等城市设施栽培种植部分菜叶类蔬菜和根茎类蔬菜中的硝酸盐超标严重[5]。上海市居民每日通过蔬菜摄入的硝酸盐的ADI值较WHO和FAO标准高出38.42%[6]。周泽义等通过大规模对比研究得出结论，对全国若干大中城市露天设施蔬菜硝酸盐含量进行的宏观评价表：硝酸盐污染全国各地都存在，北京、上海最严重，并且以茎叶类蔬菜为主[7]。由此可见，在不同城市和全国调查中，设施土壤栽培的蔬菜硝酸盐超标率和居民暴露量较高，已对人们的身体健康构成了严重的威胁。

2 设施蔬菜硝酸盐累积的原因

2.1 施用氮肥的累积效用

由于设施栽培经济效益高，为了达到蔬菜相貌好看、匀称，产量高等，菜农在蔬菜种植生长的各个环节都施用了非常多的尿素，而尿素是一种会导致蔬菜硝酸盐严重残留的氮肥。

设施蔬菜一般生长在半封闭、很少经历雨淋的土壤中，氮肥中的硝酸盐大都累积在土壤中，进而进入到蔬菜体内形成堆积残留[8]。

2.2 设施栽培光照限制，导致蔬菜硝态氮积累

光照的强度对植物的光合作用影响很大，充足的光源照射能够促进蔬菜更好的生长，新陈代谢更快速彻底，能够更好地吸收养分，分解体内的有毒、有害物质[9]。传统露地栽培吸收太阳光的光线较强，而设施种植中较多使用的是塑料薄膜或玻璃温室，主要依靠室内照明，也就是人工光，相对于太阳光的光线强度较弱。

2.3 土壤盐渍化影响

蔬菜的硝酸盐残留超标，因土壤含盐量过高而出现盐渍化是罪魁祸首之一。耕种时间过长，密度过大，所以必须给土壤提供充足的营养，这就要靠大量施肥来实现。大量施肥又导致土壤的盐渍化严重，这样的恶性循环则对土壤不利，更重要的是，导致蔬菜有害物质残留超标。设施种植的用水量较少，因为水分挥发程度有限，且环境相对比较稳定，长期处在一个相对封闭的环境中，盐分损耗较少，慢慢积累下来会不断加剧盐渍化[10]，盐渍化又加重了蔬菜内硝酸盐的堆积。

3 降低设施蔬菜中硝酸盐的对策

3.1 平衡施肥

3.1.1 平衡施肥降硝

平衡施肥降硝，减少使用氮肥，科学配比施用磷肥、钾肥和微肥等，达到养分平衡，防止硝酸盐在蔬菜内部残留。减少氮肥用量，保产降硝，关键在于钾、磷和各种微量元素的平衡作用。

研究表明，合理施肥，除了使用适量的氮肥外，磷钾肥的科学合理使用，不仅对蔬菜生长有益，还能够提高蔬菜的矿物质含量，有效降低硝酸盐在蔬菜体内的残留[11]。王朝辉等[12]研究同样指出，科学施肥，适量施肥，能够有效减少硝酸盐的残留，其中磷肥能有效中和氮肥中的硝酸盐成分，有效降低硝酸盐成分[13]。故根据土壤环境，科学配方，增施微肥，能有效减少蔬菜硝酸盐的累积。

3.1.2 增施有机肥和硝化抑制剂

施用充分腐熟的有机肥和微生物肥、酵素菌肥等是减少蔬菜硝酸盐积累的有益农业措施，同时能够改善设施土壤物化性持续恶化现状，降低次生盐渍等土壤危害。施用有机肥有多方面的优势。（1）有机肥养分释放较缓慢，可以缓冲土壤的养分供应强度，使蔬菜生长过程中能够更好地吸收养料。（2）有机质中易分解的有机碳含量与土壤反硝化潜势之间有着极好的正相关[14]，能够促进土壤反硝化过程，减少土壤中的硝态氮的浓度。

3.2 选取和培育耐硝蔬菜品种

研究发现，某些植物基因组织能够通过新陈代谢，分解和调节、降低自身所含硝酸盐的含量。根据这一理论，可通过杂交等手段，改变植物的基因。选择抗残留性能更强的基因品种进行种植，能够从根本上杜绝硝酸盐残留过剩的局面。

按蔬菜的农业生物学分类，硝酸盐含量均值的顺序为：根菜类＞薯芋类＞绿叶菜类＞白菜类＞葱蒜类＞豆类＞瓜类＞茄果类＞多年生类＞食用菌类[15]。因此，选取蔬菜时，也可选种一些对硝酸盐积累少的品种，如胡萝卜、番茄、秋黄瓜、长茄子等蔬菜品种，调整种植结构。

3.3 控制设施环境

3.3.1 灌溉、覆膜

试验研究表明，土壤中硝酸盐含量过高是导致作物硝酸盐积累的主要原因。为此，应采取一些措施，如在淡季可以调整设施种植的土壤结构，通过灌溉将土壤中的多余盐分带走，使设施土壤所含盐量保持一个动态平衡，不仅能够有效的控制土壤硝酸盐的含量，而且能很好地促进蔬菜的生长[16]。

3.3.2 改善光照条件

设施栽培过程中，特别是在冬季光照量较小时，要增加光强，可显著降低蔬菜对硝酸盐的残留。更换老旧膜和采用新型透光膜材料，并合理安排，科学规划种植间距，保证蔬菜能够吸收充足的光，是一种有效地降硝手段。另外，补充辅助光源也能增加蔬菜的光照。

3.3.3 发展无土栽培模式

目前，我国无土栽培降硝优势明显。（1）脱离土壤限制，即避免了设施环境中次生盐渍化、连作障碍等不利影响，又减少了土壤和地下水的硝酸盐累积，属于环保农业模式。（2）按照蔬菜吸收不同养分的先后顺序，在蔬菜种植生长过程中，分批次、分质量的补充所需营养，能够使蔬菜生长更加科学合理。

4 小结

蔬菜硝酸盐含量超标是一个非常严重的问题，严重影响着食品安全。同时，减少蔬菜硝酸盐的残留也是一个综合性的工程。要通过合理施肥，合理栽培，合理光照和合理灌溉等一系列措施来完成。当前，无土栽培技术逐渐兴起，采用无土栽培，科学配比蔬菜生长的营养液，搭配合理光照等，能够种植出更加绿色的无公害蔬菜。今后，应进一步研究和推广农业新技术，有效缓解设施蔬菜硝酸盐残留超标的问题。

[1] 白纲义．几种蔬菜中硝酸盐含量及食前处理．农业环境保护，1984，（2）：21～22

[2] Magnard DN．Nitrate in the environment Donald R，Nielsen J G，Mac Donald．Soil-plant-nitrogen Relationship，Vol 2，New York：Academic Press，1978

[3] 都韶婷，章永松，林咸永，等．蔬菜积累的硝酸盐及其对人体健康的影响．中国农业科学，2007，40（9）：2007～2014

[4] 冀宏杰．过量施用氮肥对北京市蔬菜硝酸盐含量影响的综合评估．河北农业大学，1999

[5] 秦巧燕，贾陈忠，覃敏，等．陕西关中设施栽培蔬菜的硝酸盐累积状况分析．土壤肥料，2005 ，（1）：29～31

[6] 郭开秀．上海市蔬菜硝酸盐风险评估与安全控制研究．安徽师范大学，2011

[7] Zhou Z．Y，Wang M．J，Wang JS．Nitrate and nitrite contamination in vegetables in China．Food Review International，2000，16（2）：61～76

[8] 张国红．施肥水平对日光温室番茄生育和土壤环境的影响．中国农业大学，2004

[9] 傅志坚，罗安程．设施栽培蔬菜硝酸盐积累问题．浙江农业科学，2004，02（13）：80～83

[10] 李云海，王秀峰，邢禹贤．设施土壤盐分积累及防治措施研究进展．山东农业大学学报（自然科学版），2001，32 （4）：535～538

[11] 何天秀，何成辉，吴德意．蔬菜中硝酸盐含量及其与钾含量的关系．农业环境保持，1992，11（5）：209～211

[12] 王朝辉，李生秀．菠菜不同器官的硝态氮与水分、全氮、全磷的关系．植物营养与肥料学报，1996，2（2）：144～152