氰胺化钙肥料对芹菜生长及硝酸盐累积的影响

马永军，王 剑，孙 辉，连 瑛，吴降星，吴愉萍*

(1.宁波市农业生产安全管理总站，浙江 宁波 315012；2.宁波市江北区农技推广服务总站，浙江 宁波 310029)



氰胺化钙肥料对芹菜生长及硝酸盐累积的影响

马永军1，王 剑2，孙 辉1，连 瑛1，吴降星1，吴愉萍1*

(1.宁波市农业生产安全管理总站，浙江 宁波 315012；2.宁波市江北区农技推广服务总站，浙江 宁波 310029)

设置对照不施化学氮肥(CK)、普通施肥(NR)、施用芹菜缓释配方肥(SK)和氰氨化钙肥料(PE)4个处理，采用大田试验研究了氰胺化钙肥料对芹菜生长和硝酸盐累积，以及杂草生长的影响。结果表明：与其他处理相比，PE处理显著促进了芹菜的生长，表现在芹菜的产量、分蘖茎数量、株高和单株茎鲜重均显著最大，CK、NR和SK之间则差异不显著；PE处理显著降低了芹菜中硝酸盐的含量，收获时PE处理芹菜硝酸盐含量为4530.67 mg/kg，低于CK(4834.83 mg/kg)处理，显著低于NR(5704.17 mg/kg)和SK(5875.83 mg/kg)处理；PE处理显著抑制了杂草生长，杂草产量显著低于其他处理，而CK、NR和SK处理之间则差异不显著。

缓释肥；芹菜；氰氨化钙；产量；硝酸盐

化肥自投入农业生产以来，对农业发展起到了巨大的促进作用，为解决粮食短缺问题做出了重要贡献，据联合国粮农组织的统计资料表明，化肥对增产所起的作用占40%～60%[1]。但是由于化学肥料本身性质和土壤条件以及农业措施等综合影响，化学肥料利用率很低，发达国家的化肥利用率为60%，而我国仅为30%左右[2]。化肥的低利用率，不仅造成了直接的经济损失，而且出现了地表水富营养化，地下水NO3-含量超标，N2O气体排放量增加等一系列环境污染问题[3]，以及作物品质下降、蔬菜中亚硝酸盐含量超标等影响产品质量和危害食品安全的问题[4]。

缓释肥料是指施入土壤中能缓慢释放其养分的肥料，对作物具有缓效性或长效性的特点[5]。缓释肥料能在同样产量下，较传统肥料节省用量20%～40%[6]，有效解决了农产品生产中氮肥的需求与环境污染的矛盾问题。我国对于缓释肥在蔬菜产量、品质等方面已有一些报道，发现施用缓释肥能够显著提高黄瓜[4]、莴笋[7]、辣椒[8]、芦笋[9]等蔬菜的产量，降低小白菜[10]、芦笋[11]等蔬菜的硝酸盐含量，但这些研究多集中在包膜氮肥以及尿醛缩合物肥料上，很少有对以氰氨化钙为主要成分的缓释肥料的研究。本研究以氰氨化钙肥料为研究对象，通过田间肥效试验，旨在探明氰胺化钙肥料对芹菜产量、硝酸盐累积和田间杂草生长的影响，以期为蔬菜氮肥减量控施栽培提供依据，为绿色蔬菜生产提供指导。

1　材料与方法

1.1供试材料

试验于2014年在宁波市江北绿荟现代农业专业合作社基地进行。供试土壤为黄斑青紫泥田，基本化学性质为pH 4.80、总碳28.06 g/kg、总硫2.05 g/kg、总氮3.56 g/kg、硝态氮14.79 mg/kg、铵态氮52.35 mg/kg、速效磷205.79 mg/kg、速效钾392.94 mg/kg。试验作物为芹菜，品种为上海黄心芹(由杭州三江种业有限公司生产)，前茬为豇豆。

供试肥料为过磷酸钙(P2O5≥16%)、硫酸钾(K2O≥52%)、高浓度复合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)、芹菜缓释配方肥(由包膜氮肥、磷酸二铵和硫酸钾配成，N∶P2O5∶K2O=20∶12∶12)、氰氨化钙肥料(产自德国，N≥19.8%，Ca≥50%)、磷酸二氢钾(K2O≥34%，P2O5≥52%)。

1.2试验设计

试验设4个处理，分别为对照(CK)：不施化学氮肥；普通施肥(NR)：高浓度复合肥40 kg/667 m2；缓释配方施肥(SK)：芹菜缓释配方肥50 kg/667 m2；氰胺化钙缓释肥料施肥(PE)：氰氨化钙肥料40 kg/667 m2、过磷酸钙37.5 kg/667 m2、硫酸钾11.54 kg/667 m2。芹菜缓释配方肥料和氰胺化钙肥料用量根据肥料销售商推荐用量施用。每个处理重复4次，共16小区，每个小区面积37.5 m2。各处理均于2013年12月23日施入腐熟农家肥1800 kg/667 m2，腐熟农家肥总氮为16.27 g/kg，总碳为215.3 g/kg。2013年12月24日氰胺化钙肥料均匀撒施于小区土壤表层，然后翻土10 cm深，浇透水后覆盖地膜；2014年1月6日，其余肥料均施入所有小区中；1月11日，芹菜移栽；1月26日，往所有处理中追施磷酸二氢钾肥料3.2 kg/667 m2；2月10日，芹菜移栽后第31天，观察芹菜长势，测定芹菜根长、茎长和分蘖茎数量；3月10日，芹菜移栽后第59天收获，测定各处理芹菜产量、生长情况及硝酸盐含量。芹菜在种植过程中不除草，小区其他的栽培管理、病虫害防治措施一致。

1.3测定项目与方法

芹菜移栽后第31天(芹菜生长中期)，从每个处理中随机选取8株芹菜，测定幼苗的株高、分蘖茎数量和根系长3个生长指标。收获时测定芹菜产量、硝酸盐含量、株高、分蘖茎数量、根系长、单株茎鲜重和单株根鲜重5个生长指标以及杂草产量。芹菜产量和杂草产量测定时，从每小区中随机选取1.5 m×0.8 m的地块，测定该地块芹菜和杂草重量，所选地块避开边缘地带；硝酸盐含量参照《NY/T 1279─2007蔬菜、水果中硝酸盐的测定》的方法测定；生长指标的测定从每个小区中随机选取13株芹菜测定，用自来水将芹菜冲洗干净，并吸干水分，在室温下风干2 h后，从根茎结合部剪断芹菜分别称重，单株茎鲜重包括叶子重量在内。

1.4数据统计分析

用DPS软件对数据进行数据分析，采用LSD法进行显著性分析，用Sigma Plot软件作图。

2　结果与分析

2.1不同施肥处理对芹菜生长的影响

2.1.1芹菜生长中期长势情况芹菜移栽后31天，从目视情况看PE处理的芹菜长势要好于其他处理，表现为芹菜生长较为均匀，同时杂草数量也相对较少。PE处理芹菜株高显著(P<0.05)高于NR处理，但与CK、SK处理差异不显著(表1)。CK分蘖茎的数量显著(P<0.05)高于NR处理，但与SK和PE处理差异不明显(表1)。根系长在4个处理中差异均不显著(表1)。

表1　不同施肥处理对芹菜生长中期发育的影响

注:同列大、小写字母分别表示在0.01、0.05水平上的差异显著性。下同。

2.1.2芹菜收获时的长势情况

2.1.2.1不同施肥处理对芹菜收获时生长指标的影响由表2可知，芹菜收获时，PE处理的平均株高、分蘖茎数量、单株茎鲜重均最大，分别为48.01 cm、15.04根和48.07 g。平均株高PE处理极显著(P<0.01)高于其他处理；分蘖茎数量PE处理显著(P<0.05)高于SK处理，但与CK和NR处理差异不显著；单株茎鲜重PE处理极显著(P<0.01)高于NR和SK处理，但与CK处理差异不显著。在根系生长上，PE处理根系长最短，为11.15 cm，极显著(P<0.01)低于CK处理，与NR和SK处理差异不显著；PE处理单株根鲜重也最轻，为3.20 g，显著(P<0.05)低于CK处理。冯宏等[12]研究表明，植物根系在低养分胁迫下，根系优先生长，以增加养分吸收面积，适应低养分环境。CK处理的根系长和单株根鲜重均为最大，可能与低氮胁迫促进根系生长有关。

2.1.2.2不同施肥处理对芹菜产量的影响不同施肥处理的芹菜产量显著不同，PE处理的芹菜产量最高，为2498 kg/667 m2，极显著(P<0.01)高于其他3个处理；CK、NR和SK处理之间的芹菜产量差异不显著(图1)。

表2　不同施肥处理对芹菜收获时生长发育的影响

图1　不同施肥处理对芹菜产量的影响

2.2不同施肥处理对芹菜硝酸盐累积的影响

由图2可知，不同施肥处理显著影响了芹菜中的硝酸盐含量，SK处理的芹菜硝酸盐含量最高，为5875.83 mg/kg，其次为NR处理，芹菜中硝酸盐含量达到了5704.17 mg/kg，CK和PE处理芹菜中硝酸盐含量最低，分别为4834.83和4530.67 mg/kg。PE和CK处理芹菜中硝酸盐含量显著(P<0.05)低于NR和SK处理。

图2　不同施肥处理对芹菜硝酸盐含量的影响

2.3不同施肥处理对田间杂草生长的影响

由图3可知，氰胺化钙肥料施用后第10天，目测观察处理地块，基本没有杂草生长。芹菜收获时，PE处理的杂草产量显著低于(P<0.05)其他处理。CK、NR和SK处理之间的杂草产量差异则不显著。

3　结果与讨论

尽可能提高氮肥利用率、减少肥料用量，是绿色生产的一项重要内容。许多研究表明，选用合适的缓释肥料，能够达到既减少化肥施用又获得高产的目的[13-14]。本研究发现选用氰胺化钙肥料，芹菜生长情况明显比其他处理好，产量、分蘖茎数量、株高、单株茎鲜重等指标均显著或极显著大于其他处理。氰氨化钙肥料在水解过程中转化生成的单氰胺和双氰胺具有抑制土壤微生物硝化作用[15]，从而达到缓慢释放养分的作用，同时，单氰胺和双氰胺又能够起到除草作用[16]，显著降低杂草产量，减少了杂草与芹菜之间的养分竞争，促进了作物生长。另外，氰胺化钙肥料还能够提高土壤pH值[17]、改良酸化土壤，为作物生长营造良好的生境。由于早期的氰氨化钙肥料是粉末状，在使用过程中对人体会产生一定的危害，因而曾有一段时间该类肥料并不受欢迎，随着造粒技术的改进，目前的商品氰胺化钙肥料已基本对人体没有伤害，作为缓释肥料及土壤改良剂使用量越来越大。本研究选用的另一缓释配方肥增产效果则并不明显，其原因一方面可能与该肥料的养分释放时间与芹菜生长需求不一致有关；另一方面，也可能与芹菜种植过程中未除草，导致养分向杂草流失，从而减缓芹菜生长有关。

图3　不同施肥处理对杂草生长的影响

减少化肥施用的一个重要原因是降低蔬菜中硝酸盐含量，有研究认为，人体摄入的硝酸盐有70%～80%来自蔬菜[18-19]。硝酸盐本身对人体无害或毒害性相对较低，但现代医学证明，人体摄入的硝酸盐在细菌的作用下可还原成为亚硝酸盐[20]，甚至形成强致癌物亚硝胺[21]。本研究PE处理的芹菜中硝酸盐含量低于CK处理，显著低于NR和SK处理。国内外许多研究结果[17,22]都表明氰氨化钙肥料能够降低蔬菜中硝酸盐的含量，更有利于人体健康。

我国蔬菜中硝酸盐含量无国家标准，世界卫生组织和联合国粮农组织(WHO/FAO)及欧盟制定的硝酸盐每天允许摄取量(ADI)为3.6 mg/kg体重[23]。中国农业科学院据此制定了我国蔬菜硝酸盐污染程度的4级标准，认为蔬菜中硝酸盐含量大于3100 mg/kg为严重污染而不能食用[24]。在本研究中，CK处理的芹菜中硝酸盐含量仍有4834.83 mg/kg，超过了4级标准限量规定，但CK和PE处理芹菜中硝酸盐含量符合欧盟国家比利时市售芹菜硝酸盐含量最大限量标准≤5000 mg/kg的规定[23]。

蔬菜一直是用肥量最大的一种经济作物，在蔬菜种植过程中，选用合适的缓释肥，能够起到减少肥料用量、提高作物产量、简化栽培程序、降低人工成本的目的。本试验选用的氰胺化钙肥料是一种较好的肥料，不仅能够提高芹菜产量，还能显著降低芹菜中硝酸盐含量，可在绿色蔬菜栽培中推广应用。

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(责任编辑：曾小军)

Effects of Calcium Cyanamid on Growth and Nitrate Accumulation of Celery

MA Yong-jun1, WANG Jian2, SUN Hui1, LIAN Ying1, WU Jiang-xing1, WU Yu-ping1*

(1. Ningbo Agricultural Production and Security Station, Ningbo 315012, China;2. Jiangbei Agricultural Technology Extension Station of Ningbo City, Ningbo 310029, China)

In order to study the effects of calcium cyanamid on the growth and nitrate accumulation of celery, as well as the growth of weeds, the author conducted a field experiment with 4 fertilization treatments, namely not applying chemical nitrogen fertilizer (CK), applying normal compound fertilizer (NR), applying slow-release compound fertilizer (SK), and applying calcium cyanamid (PE). The results showed that: in comparison with other treatments, PE treatment significantly increased the yield, stem number, plant height and single-plant fresh stem weight of celery, while there were no significant differences in these indexes among the treatments CK, NR and SK. The nitrate content in harvested celery was the lowest in PE treatment (4530.67 mg/kg), which was lower than that in CK treatment (4834.83 mg/kg), and was significantly lower than that in NR treatment (5704.17 mg/kg) and in SK treatment (5875.83 mg/kg). The yield of weeds was significantly reduced by PE treatment.

Slow-release fertilizer; Celery; Calcium cyanamid; Yield; Nitrate

2016-04-20

宁波市农科教结合项目(2013NK29)；宁波市农科教项目(2015NK27)。

马永军(1973—)，男，农艺师，主要从事农业产地环境保护与农产品质量安全研究。*通讯作者：吴愉萍。

S636.3

A

1001-8581(2016)10-0028-04