化肥施用对农产品质量安全的影响分析

2017-02-23周颖

南方农业·下旬 2016年8期

关键词：质量安全化肥农产品

周颖

（贵州省铜仁市农业委员会，554300）

摘要分析化肥施用对农产品质量安全的具体影响，包括硝酸盐污染、重金属污染及氟污染和有机物污染等方面，并且有针对性地提出了在现有的施肥大环境下，可以通过推广技术、降低肥料中重金属含量等措施来改善化肥施用对农产品产生的不利影响。

关键词化肥；农产品；质量安全

中图分类号：S147 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.24.001

农产品是人类生存的重要物质基础。近年来，随着经济的快速增长和人民生活水平的不断提高，在基本解决了农作物数量安全（Food Security）的基础上，人们对农作物质量安全（Food Safety）的关注度逐步提升。然而，农产品数量安全和质量安全之间包含着矛盾性，当数量达到一定满足程度的时候，质量安全便上升为主要矛盾[1]。尤其是近年来食品的安全问题被频繁曝光，人们对农产品质量更加关注，当前农产品安全已成为中国消费者最为关注的问题之一。因此，在保证农产品数量安全的前提下，如何提高农产品质量安全已经成了整个社会日益重视的问题。

化肥被誉为“粮食的粮食”。施用化肥一直是农产品增产的重要手段之一，化肥的大量施用在实现了农业上的增产的同时，也对农业生态环境产生了一定的负面影响。化肥对农产品数量安全具有十分重要的意义。因此，正确认识化肥施用与农产品质量安全的关系，对于我国的农产品安全发展十分必要。

1 化肥施用对农产品质量的影响

1.1 硝酸盐污染

1943年，Wilson研究发现，硝酸盐在蔬菜中会被还原成亚硝酸盐，而亚硝酸盐是一种氧化剂，可以使血液中低价铁转变为高价铁，进而失去输氧能力，致使人体出现高铁血红蛋白症；亚硝酸盐还可以与人体内摄入的其他食品、药品等的成分中的次级胺反应，在胃腔内形成强致癌物—亚硝胺，从而诱发癌变。氮素是植物需要量最多的必要营养元素之一，是植物生长和产量形成的首要限制因素。我国大部分土壤都缺氮，施用氮肥已成为我国农业增产的重要手段。目前，我国是世界上第一大化肥消费国和化肥进口国，氮肥产量为4 564.24万t ，然而我国的氮肥利用率仅为30%左右。长期大量施用氮肥会导致土壤中亚硝酸盐积累，在这种土壤上种植农作物，會造成农产品NO3-污染。NO3-本身对人体没有毒害，但其在人体中被转换为亚硝酸盐后，可与食品中二级胺作用合成强致癌物质亚硝酸胺，对人体具有潜在危害。影响农作物硝酸盐积累的原因既有内部因素，也有外部因素。一是不同作物之间硝酸盐含量差异较大，沈明珠[1]的研究表明，绿叶蔬菜硝酸盐含量是茄果累的10倍；同种农作物不用品种的硝酸盐含量也存在着显著差异。二是施肥后作物收获的时间也会影响农作物硝酸盐含量，施肥后间隔时间越长，硝酸盐含量越高。三是氮肥施用种类和施用量对农作物硝酸盐积累有显著的影响。有研究表明，氮肥施用量与蔬菜硝酸盐积累呈正相关关系。李敏[2]等对重庆涪陵区24个品种的蔬菜进行了硝酸盐的检测，结果显示，因为大量施用氮肥，以及施用方式不当，89.9%的蔬菜样品都受到了不用程度的硝酸盐污染，其中轻度及中度污染为28.3%，遭受重度污染及严重污染占61.6% 。因此，氮肥施用过多是造成我国目前农产品硝酸盐污染严重的主要原因。

1.2 重金属污染

重金属对人体具有高度危害性。Who[3]的研究表明，重金属在人体内的过量积累可诱发心血管、肾、神经和骨骼等器官的病变，严重者甚至会致癌。磷也是农作物生长必需的主要元素之一，磷肥的种类较多，大部分磷肥是以磷矿为原料加工而成的，由于磷矿会附生砷、镉、铅、铬和铜等重金属元素，当磷矿转化为可供农作物直接吸收利用的磷肥后，由于这些重金属在环境中移动性差，不能或不易被微生物分解，磷矿中重金属元素大部分随之转入到磷肥中供农作物吸收利用。根据瑞典试验，如表1所示，连续施用过磷酸盐肥料后，土壤中有效镉含量会明显增加[4]。段永惠[5]等人的研究表明，随着磷肥施用量的增加，土壤及作物体系中的镉含量也明显增加。

表1 过磷酸盐施用与土壤镉含量的关系

处理施肥量

/（kg/hm2·a）带入镉量

/（g/hm2·a）镉总量积累

/（g/hm2·a）表土有效镉

/（mg/kg）镉增加量

/（g/hm2）

A 0 0 0 9.3 0

B 15 1.65 28 933 20

C 30 3.3 56 967 54

D 45 4.95 84 1000 87

除了磷肥，由城市生活垃圾处理而成的肥料也会对农作物造成重金属污染。周艺敏[6]等人的研究显示，垃圾肥中的铜含量107.8 mg/kg，锌286.5 mg/kg，铅

41.08 mg/kg，镉0.993 mg/kg，皆高于土壤本底值1～5倍，施用垃圾肥的土壤中重金属积累超标。虽然农作物中重金属含量与不施用垃圾肥的农作物之间的差异并不十分显著，但是长期施用会给土壤带来长远的重金属污染，进一步影响农作物的品质。且垃圾肥处理加工的过程中一定要采取高温、干燥杀菌灯无害化处理措施，否则将会给土壤、农作物带来大肠杆菌、蛔虫卵等肠道致病菌和寄生虫卵的污染。

张旭[7]等人的研究表明，土壤中镉超标准也能引起蔬菜体内硝酸盐的积累。土壤中镉超标时，农作物通过根系吸收过量的镉，因此农作物的生长将受到抑制，其中最显著的现象便是植株生物量减小，则硝酸盐在农作物体内的浓度相应升高；土壤中大量镉会刺激土壤中硝酸还原酶的活性，使土壤中硝态氮含量升高，蔬菜从土壤中吸收的硝态氮增加，其硝酸盐积累量也升高，加剧了农产品硝酸盐污染，严重影响农产品的质量。

1.3 其他污染

过量的氟会引致体内酶化过程，破坏人体正常的钙、磷代谢，使钙从正常组织中沉积和造成血钙减少[8]。磷肥工业的氟污染是因磷矿石中普遍含有一定量的氟（约2%）所致[9]。磷肥生产中，不论是废气、废水或粉尘，主要有害物质均包括氟。农作物通过叶片吸收大气中的气态氟，通过根系吸收水中或土壤中的氟，并在体内积累；含氟粉尘因重立沉降或随降水落到在农作物叶片表面，被吸附并积累，低浓度的氟会对细胞质膜、叶绿体产生伤害[10]，直接对农作物生长造成严重损伤。

有的化肥中含有机污染物酚类等物质，导致生产出含酚量较高，含有异味的农产品。此外，大量施用石灰氮可产生氰酸、双氰胺等有害物质，抑制了土壤的硝化作用，引起土壤污染，严重威胁着农产品生产。例如，三氯乙醚的污染就是由于施用含有三氯乙醚的废硫酸生产的普通过磷酸钙肥料所引起的，土壤在较长时间内难以恢复。这些都会直接或间接影响农作物的质量安全，且在短时间内难以恢复[11]。

2 结论与讨论

目前，全球人口不断增加，但耕地面积却不断减少，人类对粮食的需求量会不断增长，化肥仍然在保障农产品数量安全上占有重要地位。然而长期不合理的施用化肥，给水体、大气、土壤和环境带来一系列危害，间接影响到农产品质量安全，对人类健康是个不小的隐患。因此，为保护农业环境、保障农产品质量安全和降低人类健康隐患，需采取以下措施。

2.1 大力推广测土配方施肥技术

测土配方施肥对氮、磷和钾三种元素营养有很强的调控能力，还能提升中、微量养分的供应能力，满足农作物在不同生长发育时期对各种养分的需求，提高肥料利用率，降低污染，保护农业环境；同时，增强农作物的抗旱、抗寒和抗倒伏能力，减少病虫害现象，改善农产品品质。

2.2 降低磷肥中重金属含量

磷肥中含有砷、鎘、铅、铬和铜等重金属元素，尤其是镉含量大大高出土壤中含量。从源头上控制和降低磷肥中的重金属含量，是抑制重金属从土壤中转移至食物链中的直接途径，因此，应严格管理磷肥的加工过程和施用过程，并制定严格的磷肥生产质量标准，明令限制磷肥中重金属含量。

2.3 配合施用有机肥

长期单施和过量施用化肥会造成土壤中有机质含量下降，同时也易造成环境污染，而有机肥不仅能提高和更新土壤有机质和培肥土壤，还能促进农作物高产高效，显著提高农产品的数量和质量安全，另外，有机肥料大多是人畜排泄物、秸秆、城市垃圾等废弃物，将这些废弃物循环再利用，在带来了经济效益的同时也获得了环境效益和生态效益。

2.4 谨慎施用垃圾肥

垃圾中含有大量重金属和较多有毒有害的物质，用垃圾做的肥料一定要达到国家规定的农用标准后，才能作为肥料施用，否则长期施用会污染土壤和农产品质量安全。

参考文献

[1]沈明珠.蔬菜硝酸盐积累的研究：不同蔬菜硝酸盐和亚硝酸盐含量评价[J].园艺学报，1984，9（4）：11-18.

[2]李敏，张清燕.重庆涪陵区市售蔬菜硝酸盐和亚硝酸盐含量及食用安全性评价[J].安徽农业科学，2010，38（34）：19477-19479.

[3]Who.Lead. Environmental Health Criteria[M]. Geneva，1995：165.

[4]崔玉亭.化肥与生态环境保护[M].北京：化学工业出版社，2001.

[5]段永惠，张乃明，史静.磷肥施用对土壤—作物系统中镉累积的影响[J].全国农业环境科学学术研讨会，2005（11）：452-455.

[6]周艺敏，王正祥，任顺荣，等.城市垃圾肥农用对土壤生态环境的影响[J].土壤肥料，1992（1）：7-10.

[7]张旭，魏成熙.土壤中镉对小白菜硝酸盐累计量的影响[J].山地农业生物学报，2004，23（1）：54-57.

[8]张强东，谢果.氟危害及重庆氟污染的对策[J].重庆科技学院学报（自然科学版），2005（4）：17-19.

[9]杨红晓，周爱东.治理氟污染实现可持续发展[J].有色矿冶，2005（1）：45-47，50.