不同施肥用量对芹菜产量及品质的影响

特日格乐 郑海春

（1.内蒙古农业大学，内蒙古 呼和浩特 010011；2.内蒙古土壤肥料和节水农业工作站，内蒙古 呼和浩特 010010）

氮肥在作物生长过程中有着很重要的作用，它不仅可以提供营养元素氮的需求，还能提高植物生物总量及种子蛋白质的含量，进而可以增加作物产量。近年来，人们为了提高产量，追求经济效益，给农作物施用单一且大量的化学氮肥，导致作物体内出现大量的硝酸盐残留，尤其是在以蔬菜为例的浅根系作物中硝酸盐残留现象更为突出。这种盲目、不合理的施用化肥，还会造成作物生长土壤环境硝态氮富集，甚至污染地下水源等问题。人体从外界摄取硝酸盐的主要途径为饮用水和食用蔬菜。摄入的硝酸盐自身并没有直接的毒害作用，它进入人体后，在微生物的作用下还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐是一种有毒物质，能迅速进人人体血液，将血红蛋白中的低铁氧化为高铁，使其形成无法转运氧气的高铁血红蛋白，从而影响氧气的运载，造成人体缺氧，患高铁血红蛋白症，尤其是婴幼儿，严重者可引起死亡[1-2]。与此同时，亚硝酸盐还与食物中各种胺类产生反应，形成亚硝胺，亚硝胺被称之为强致癌物[3]。因此，硝酸盐对人类健康、蔬菜食品安全和农业环境构成了潜在的威胁。植物体内硝酸盐积累的根本原因就是化肥的超量施用，研究证明，化肥施用量与植物硝酸盐含量呈显著正相关关系[4]。如何科学合理地施用化肥，对提高氮肥利用率、降低蔬菜及土壤环境硝酸盐累积，以及在产量不被影响的前提下，保证蔬菜品质安全具有重要意义。本试验以芹菜为研究对象，研究不同施氮量对芹菜产量及硝酸盐含量、亚硝酸盐含量的影响。以期为芹菜的安全生产中合理施肥及有效控制硝酸盐污染提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2016年8月9日至2016年10月16日在内蒙古呼和浩特市农牧业科学院温室大棚进行。试验地土壤基本理化性质为pH7.58，硝态氮6.32mg/kg，铵态氮2.35mg/kg，速效磷76.43mg/kg，速效钾339.69mg/kg，有机质 32.61mg/kg。

1.2 供试材料

供试作物为芹菜，供试品种为“文图拉”。试验肥料为尿素（含N46%），硫酸钾（含K2O 50%）。

1.3 试验设计

试验设6个不同施肥处理（见表1），每个处理设3个重复，共18小区。每小区面积8m2，一畦双行种植，行距40cm，株距25cm，防止重复之间出现氮肥影响，田间随机区组排列。除氮肥用量不一致外，其余田间管理力求保持一致。氮肥总量的40%作为基肥，剩余60%分两次进行追肥。

表1 田间施肥量方案

1.4 样品采集与处理

2016年9月16日、9月26日、10月 6日、10月16日采取芹菜植株并完成测产工作，采样时间为上午8点至10点。此时间段为植株生理活跃期，组织中养分储量最适合反应根系吸收与同化需求的相对关系。随后用自来水将鲜样上的泥土洗干净，再用去离子水冲刷一遍，晾干切碎，四分法取100g鲜样进行榨汁。

硝酸盐测定：反射仪试纸测定法；亚硝酸盐测定：萘乙二胺盐酸盐比色法；浸提清液方法选用国标法[5]，GB/T15401-1994（亚铁氰化钾、乙酸锌浸提法）。

2 结果与分析

2.1 产量比较

从图1中可以看出，氮肥量对芹菜产量影响较大，各处理之间产量呈显著性差异。但产量并没有随施肥量的增加而增加，T1（120kg/hm2）到T4（480kg/hm2）时产量随氮肥施量呈递增趋势，而高氮水平T5（600 kg/hm2）处理产量出现了下降的动态变化。各施肥处理与对照处理相比，分别增加9.33%～20.01%。中氮水平 T3 处理产量（88121.32kg/hm2）与 T4（89704.55 kg/hm2）处理之间无显著性差异，但与T1、T2低氮水平呈显著性差异， 比 T1（76297.85kg/hm2）、T2（80524.96kg/hm2）产量增加 15.49%和 9.43%，并且比高氮T5处理（83750.19kg/hm2）高5.22%。说明增加施氮量可有效提高芹菜的产量，但是施氮量达到T3（360kg/hm2）水平后，再增加施肥量时不但没有明显的增产甚至出现了减产现象，所以盲目过度的施用化肥只会造成资源的浪费。

图1 施氮量对芹菜产量的影响

2.2 硝酸盐含量比较

在不同氮肥水平下测定芹菜植株体内硝酸盐含量的结果见图2。测定时将芹菜叶片和叶柄分开进行。由图2可知，芹菜叶柄中的硝酸盐含量高于芹菜叶片中的含量。在全生育期，叶柄和叶片硝酸盐动态变化规律大致相同，均为先下降再升高再下降，呈“S”型曲线。各施肥处理叶片、叶柄硝酸盐含量明显高于T0（CK）处理，且差异显著。在生育初期，叶柄低氮水平T1与T2处理之间硝酸盐含量无显著性差异，但与中、高氮水平T3、T4、T5处理均存在显著性差异，并随着施肥量的增加硝酸盐含量出现明显升高的趋势。随着生育期的推进，中、低氮处理叶柄和叶片硝酸盐含量开始大幅度下降，高氮处理叶柄和叶片硝酸盐含量降幅则相对较小。到生育后期芹菜叶片、叶柄硝酸盐含量又开始增加，从10月6日测定的硝酸盐结果可以看出，T1、T2、T3处理叶片硝酸盐含量增加不多，叶柄硝酸盐含量则大幅度上升；而T4、T5处理叶片、叶柄硝酸盐含量均明显增加。进入采收期（10月16日），叶片和叶柄硝酸盐含量开始下降，可能与生长末期植物根系衰老有关。

图2 施氮量对芹菜植株硝酸盐含量的影响

2.3 亚硝酸盐含量比较

对于不同氮肥水平下测定芹菜植株体内亚硝酸盐含量的结果见图3。从测定结果得知，芹菜叶柄中的亚硝酸盐含量高于芹菜叶片中的亚硝酸盐含量。整个生育期中芹菜叶片和叶柄亚硝酸盐含量随施肥量的增加而同步增加，规律一致。图3中可以发现，生育初期，高氮T5处理叶柄亚硝酸盐含量为最高4.24mg/kg，与其他施肥处理呈显著性差异，与T0（CK）呈极显著差异；而此时T4处理亚硝酸盐含量与T3处理亚硝酸盐含量差异不显著，但与低氮T1、T2处理呈显著差异，与T0（CK）呈极显著差异。随着生育期的推进，除高氮水平T5处理外，其他处理叶柄亚硝酸盐含量均出现下降趋势。在最后一次施肥后 （10月06日），各施肥处理叶片、叶柄亚硝酸盐含量出现大幅度上升的情况；高氮处理上升幅度明显大于中、低氮处理的上升幅度，此时T4、T5处理叶柄亚硝酸盐含量达到了4.79mg/kg和4.87mg/kg，已超出无公害蔬菜亚硝酸盐含量标准（4mg/kg）。采收时（10月16日），叶柄和叶片亚硝酸盐含量均出现下降趋势，T0、T1、T2、T3处理叶柄亚硝酸盐含量均在可食用安全范围内，而T4、T5处理叶柄亚硝酸盐含量分别为4.01 mg/kg和4.24mg/kg，依旧高于4mg/kg，未达到安全食用标准。采收期，各施肥处理叶片亚硝酸盐含量均未超标，达到安全食用标准。

图3 施氮量对芹菜植株硝酸盐含量的影响

3 结论

氮肥用量对芹菜产量、硝酸盐及亚硝酸盐含量有不同程度的影响。试验结果表明，在本试验条件下，施氮 量 为 120kg/hm2、240kg/hm2、360kg/hm2、480kg/hm2时，芹菜产量随施氮量的增加呈上升趋势；当施氮量达到600g/hm2时，产量却有所下降。说明，养分不足或超量施肥会抑制植物生长，致使影响作物产量。

随着施氮量的增加，芹菜植株体内硝酸盐、亚硝酸盐含量也随之升高。芹菜叶柄含量高于叶片含量，研究表明，芹菜中储存硝酸盐的主要场所是茎和叶柄，而薄壁细胞大量贮存于芹菜叶柄和茎秆中，且叶柄、中脉和非绿色茎秆组织中的硝酸还原酶比叶片组织中少，故叶片硝酸盐含量低于叶柄[6]。叶柄和叶片生育期硝酸盐、亚硝酸盐含量变化规律为：生长旺盛期>采收期。这是因为在芹菜生长旺盛时期，根系吸收速率高，转化利用能力强，从土壤环境中摄入的氮素营养相对较多。而采收期时芹菜根系开始老化，吸收代谢能力下降，摄取营养较少，故硝酸盐含量降低[7]。采收时施氮量为 120kg/hm2、240 kg/hm2、360kg/hm2处理，叶柄、叶片硝酸盐、亚硝酸盐均在可食用范围内。施氮量为480kg/hm2时叶柄硝酸盐、亚硝酸盐含量超出食用安全标准，而叶片无明显超标。当施氮量达到600kg/hm2时叶柄硝酸盐、亚硝酸盐含量均严重超出食用安全标准，属于四级污染，不允许食用。上述试验充分证明，大量施肥不仅给芹菜产量带来了较严重的负面影响，还导致芹菜植株体内硝酸盐及亚硝酸盐累积量显著增加，致使其营养品质和经济效益双双下降。综合考虑产量及品质因素，在本试验条件下，得出大棚芹菜最佳施氮量为360kg/hm2。

参考文献：

[1]Wolf IA,Wasserman AE.Nitrates,and nitrosamines[J].Science，1972(2)：66-68.

[2]Santam.Nitrate in vegetables：toxicity, content,intake and EC regulation[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,2006,86(12)：111-113.

[3]陈振德.不同收获时期对蔬菜硝酸盐含量的影响[J].中国蔬菜，1989：8-10.

[4]王朝晖,李生秀，田霄鸿.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.

[5]GB/T15401-1994,水果、蔬菜及其制品亚硝酸盐和硝酸盐含量的测定[S].

[6]庄舜尧,孙秀廷.氮肥对蔬菜硝酸欲积累的彬响[J].土壤学进展,1995,23(3)：29-35.

[7]李冰,王昌全,周娅,李焕秀,张锡洲,陈远学,李廷轩.氮肥不同用量及基追肥比例对芹菜产量和品质的影响[J].土壤肥料,2005(05)：8-12+16.