有機無機肥配施及供氮水平對蘿卜硝酸鹽累積的影響

范艷艷 王芳 呂紅豪 王樹忠 眭曉蕾 張振賢

（1.中國農業(yè)大學農學與生物技術學院，北京，100094；2.北京市農業(yè)技術推廣站）

有機無機肥配施及供氮水平對蘿卜硝酸鹽累積的影響

范艷艷1王芳1呂紅豪1王樹忠2眭曉蕾1張振賢1

（1.中國農業(yè)大學農學與生物技術學院，北京，100094；2.北京市農業(yè)技術推廣站）

以蘿卜為試材，分別進行了不同有機無機肥料配施及不同供氮水平對蘿卜硝酸鹽含量和硝酸還原酶活性（NR）的影響研究，試驗結果表明，不同有機無機肥料配施下，追肥一周后隨蘿卜肉質根膨大硝酸鹽含量呈上升趨勢，而NR活性逐漸下降。與不施肥處理相比，不同有機無機肥料配施下蘿卜產品器官中硝酸鹽、VC、可溶性糖和可溶性蛋白含量顯著提高，其中有機肥、化肥分別作基肥和追肥的處理（“有＋化”）具有較低的硝酸鹽含量。不同施氮水平下，追肥后隨蘿卜肉質根的膨大硝酸鹽含量呈上升趨勢，而NR活性先上升后下降。與不施肥處理相比，蘿卜產品器官中硝酸鹽、可溶性蛋白含量隨施氮量的增加而顯著升高，VC和可溶性總糖含量則在常量氮肥處理下達到最大。

蘿卜 有機無機肥 施氮量 硝酸鹽 硝酸還原酶（NR）

蔬菜的品質以及食用安全問題近年來一直是消費者關注的焦點。研究表明，人體攝取的80%的硝酸鹽來自蔬菜。雖然硝酸鹽本身對身體并無毒害作用，但是積累在蔬菜中未被利用的硝酸鹽在植物體內硝酸還原酶（NR）的作用下會還原為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽可與人體攝取的次級胺形成致癌物——亞硝胺，從而誘發(fā)消化系統(tǒng)癌變。有關蔬菜硝酸鹽積累機制及其調控措施等方面的研究，國內外均有不少報導，而施肥尤其是氮肥施用是影響蔬菜硝酸鹽累積的主要因素之一。許多研究發(fā)現(xiàn)，氮素形態(tài)、用量、施用時期、有機無機配施以及噴施微量元素都能影響蔬菜的硝酸鹽含量。沈明珠等[2]的研究指出，蔬菜積累硝酸鹽的能力由強到弱依次為：根菜類＞葉菜類＞白菜類＞果菜類。因此，蘿卜作為根菜類蔬菜的代表，是一種易于富集硝酸鹽的蔬菜產品。本試驗研究了不同有機無機肥料配施以及不同施氮水平下，蘿卜產品器官形成過程中硝酸鹽含量、硝酸還原酶活性（NR）等的變化，以及蘿卜商品成熟期VC、可溶性蛋白和可溶性總糖等營養(yǎng)品質變化，以期為蘿卜栽培的合理施肥與優(yōu)質生產提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料和設計

①試驗于2007年春季在北京市小湯山特菜種植基地進行，試驗田土壤養(yǎng)分含量為：速效N 23 mg/kg，速效 P 374 mg/kg，速效鉀 477 mg/kg。供試蘿卜（Raphanus sativusL.）品種為春白王，露地栽培，4月6日播種，單壟種植。試驗設4個有機無機肥料配施處理，分別為基肥有機肥+追肥有機肥 （以下簡稱有+有）、基肥無機肥+追肥無機肥（化+化）、基肥有機肥+追肥無機肥（有+化），以不施用任何肥料為對照（CK）。所用有機肥為膨化雞糞 （N≥1.2%），化肥為硫酸銨（N≥20%）。除CK處理之外，3個處理的基肥和追肥的總氮量一致（按照360 kg/hm2純氮計算），其中氮肥總量的2/3作基肥，1/3作追肥，即有＋有、化＋化、有＋化處理的基肥施用量分別為有機肥20 040 kg/hm2、化肥1 200 kg/hm2、有機肥20 040 kg/hm2，追肥施用量分別為有機肥10 320 kg/hm2、化肥600 kg/hm2、化肥600 kg/hm2。追肥于蘿卜肉質根膨大初期一次性施入 （5月21日）。小區(qū)面積5 m2，隨機排列，3次重復。為防止肥水側滲，每個小區(qū)之間設置2行保護行，不作施肥處理。分別于追肥前1 d（5月20日）、追肥后1周（5月29日）和蘿卜肉質根商品成熟期（6月16日）取樣，測定肉質根硝酸鹽含量、硝酸還原酶活性，并于商品成熟期測定VC、可溶性蛋白以及可溶性糖等營養(yǎng)品質指標。

②在基肥為有機肥、追肥為無機肥的肥料配施下，于2007年秋季在中國農業(yè)大學科學園進行不同供氮水平試驗。試驗田土壤養(yǎng)分含量為：速效N 25 mg/kg，速效P 409 mg/kg，速效K 399 mg/kg。供試蘿卜品種為象牙白，露地栽培，8月25日播種，單壟種植。試驗設半量、常量和二倍施氮水平3個處理（總氮素含量分別為180，360，720 kg/hm2），以不施氮肥處理為對照（CK）。所用有機肥為膨化雞糞（N≥1.2%），化肥為磷酸二銨（N≥18%）。除CK處理之外，其余3個處理氮肥總量的2/3作基肥，1/3作追肥，即半量、常量和二倍施氮處理的基肥（有機肥）施用量分別為10 320，20 040，40 080 kg/hm2，追肥（化肥）施用量分別為 330，660，1 320 kg/hm2。追肥于蘿卜肉質根膨大初期一次性施入（9月20日）。小區(qū)面積2 m2，隨機排列，3次重復。分別于追肥前1 d（9月19日）、追肥后1周（9月28日）和蘿卜肉質根商品成熟期（10月28日）取樣，測定肉質根硝酸鹽含量、硝酸還原酶活性，并于商品成熟期測定VC、可溶性蛋白以及可溶性糖含量等營養(yǎng)品質指標。

1.2 測定方法

硝酸鹽含量的測定采用水楊酸比色法。硝酸還原酶 （NR）活性的測定采用離體法。VC含量測定采用2，6-二氯靛酚滴定法?？扇苄缘鞍缀繙y定采用考馬斯亮藍法?？扇苄钥偺呛繙y定用蒽酮法。

圖1 不同有機無機肥料配施下蘿卜肉質根硝酸鹽含量和NR活性的變化

2 結果與分析

2.1 有機無機肥料配施對蘿卜硝酸鹽含量和硝酸還原酶活性的影響

由圖1A可見，不施肥處理（對照），蘿卜肉質根膨大期硝酸鹽含量無明顯變化。以有機肥作基肥的處理“有＋有”和“有＋化”追肥（5月21日）1周后，硝酸鹽含量有所增加，至產品器官成熟期（6月16日），硝酸鹽含量呈明顯上升趨勢，并且較對照顯著增加（P＜0.05），分別達到613.0，556.6 μg/g。而以化肥作基肥的處理“化＋化”肉質根硝酸鹽含量在膨大初期較高，追肥后反而有所降低，追肥1周后（5月29日）至產品成熟期又增加，并較對照顯著增加（P＜0.05）。各處理的硝酸還原酶活性（NRA）在追肥后1周內迅速上升（圖1B），此后隨肉質根的膨大逐漸降低，其中“有＋有”處理NRA變化不明顯，而不施肥處理產品成熟期的NRA接近于零。

2.2 有機無機肥料配施對蘿卜產品器官營養(yǎng)品質的影響

表1為不同有機無機肥料配施處理下 “春白王”蘿卜產品器官成熟期（6月16日）的VC、可溶性蛋白和可溶性總糖含量?！坝校小薄ⅰ坝校焙汀盎辈煌┓侍幚硐绿}卜肉質根上述3個營養(yǎng)品質指標值均顯著高于不施肥處理（對照）（P＜0.05），其中“有＋有”處理各項營養(yǎng)品質指標值優(yōu)于其他2個施肥處理，但差異未達顯著水平（P＞0.05）。

2.3 不同施氮水平對蘿卜硝酸鹽含量和硝酸還原酶活性的影響

不同施氮水平下，蘿卜膨大期肉質根硝酸鹽含量在追肥1周后（9月28日），直至產品器官成熟期（10月28日），均呈上升趨勢，并且隨著施氮水平的增加，升高幅度明顯增大，差異達顯著水平 （P＜0.05）（圖2A）。例如蘿卜膨大初期（追肥前），各個處理的硝酸鹽含量趨于一致，均為350 μg/g左右；至產品成熟期，二倍施氮處理的肉質根硝酸鹽含量達到695.78 μg/g，幾乎是膨大初期含量的2倍，而不施肥處理（對照）的產品硝酸鹽含量僅為463.65 μg/g，與膨大初期差異較小。不同施氮水平下追肥后1周內NRA均有不同程度上升（圖2B），此后隨蘿卜肉質根的生長逐漸下降。

表1 有機無機肥料配施對春白王蘿卜產品品質的影響

2.4 不同施氮水平對蘿卜產品器官營養(yǎng)品質的影響

由表2可知，半量、常量及二倍氮肥處理下，象牙白蘿卜產品成熟期（10月28日）的VC、可溶性蛋白、可溶性總糖等營養(yǎng)品質指標均高于不施肥處理 （對照），但VC含量在各處理間無顯著差異（P＞0.05），常量及二倍氮肥施肥處理的可溶性蛋白含量顯著高于對照（P＜0.05），二倍氮肥的可溶性總糖含量顯著高于對照和半量氮肥（P＜0.05）。不同施肥處理間相比較，可溶性蛋白含量隨施氮量的增大而增加，而VC和可溶性總糖的含量在常量氮肥處理下達到最大，過量施肥（二倍氮肥）處理下反而有所降低。

圖2 不同氮素水平供應下蘿卜肉質根硝酸鹽含量和硝酸還原酶活性的變化

表2 不同施氮水平對象牙白蘿卜產品品質的影響

3 討論

有研究表明，氮肥的形態(tài)是蔬菜中硝酸鹽積累的主要內源因子，而氮肥用量是蔬菜中硝酸鹽積累的主要外源因子，莊舜堯等[13]指出，肥料種類對葉菜類蔬菜硝酸鹽含量影響很大，化學氮肥處理下硝酸鹽含量高于有機氮肥處理。桂美根[14]也指出，化學氮肥與其他肥料，特別是與有機肥配施既可提高蔬菜產量，又可降低蔬菜中硝酸鹽殘留量。本試驗結果表明，有機肥（基肥）與化肥（追肥）配合施用下，蘿卜產品器官內的硝酸鹽含量低于單施等氮量化肥或者等氮量有機肥的處理，并且VC、可溶性蛋白、可溶性總糖等品質指標與單施化肥或者有機肥處理的類似。但本研究結果與李仁發(fā)等[15]的研究并不完全一致，他們發(fā)現(xiàn)空心菜栽培的基、追肥分別采用有機肥與化肥配合施用的處理，與單施等量化肥的處理相比，產品的硝酸鹽和亞硝酸鹽含量分別降低12.4%和16.7%，而基、追肥均施用有機肥的處理，二者的降幅則高達22.2%和28.3%。這可能與供試蔬菜種類、所用化肥或有機肥種類、施用時期等因素均有關系。

許多研究表明，一定范圍內硝酸鹽的積累量隨氮肥用量的增加而增加，過量施用氮肥往往導致蔬菜體內的硝酸鹽含量成倍增長，本試驗結果與已有研究相一致。王朝暉等[16]認為，增加氮肥用量，蔬菜累積硝態(tài)氮的增加程度遠大于生長量的增加程度，這種因生長滯后而引起的養(yǎng)分富集效應是蔬菜硝酸鹽含量和施氮量呈正相關的主要原因。依據(jù)沈明珠等[2]對蔬菜硝酸鹽污染程度的劃分標準，本試驗中半量、常量、二倍施氮處理下蘿卜產品器官成熟期肉質根的硝酸鹽含量在510～695.8 mg/kg，屬于硝酸鹽中度污染，不宜生食，可以熟食。另外，本研究在不同施氮水平試驗中發(fā)現(xiàn)，盡管作為基肥施入的有機肥在不同施氮處理下供氮量不同，但由于有機肥的肥效釋放較為緩慢，因此不同施氮處理下象牙白蘿卜肉質根膨大初期硝酸鹽含量差別不大，以后隨著追施無機肥（化肥）和植株的生長，肉質根內的硝酸鹽含量逐漸升高，并顯示出施肥處理間的差異（圖2A）。

硝酸還原酶（NR）是高等植物氮素代謝的關鍵酶，與土壤及肥料中氮的吸收利用密切相關，提高NR的活性有助于降低蔬菜中硝酸鹽的累積。一般來說，葉菜類蔬菜體內NR的活性與硝酸鹽的累積程度往往有很好的負相關性。而本試驗中，不同施肥處理下蘿卜肉質根的硝酸鹽含量與NR活性之間并未表現(xiàn)出顯著相關性。由于植物體內硝酸鹽累積總量與其對硝酸鹽的吸收、運輸和同化均有關系，許多研究認為，蔬菜對硝態(tài)氮的吸收與還原轉化不平衡是產生硝酸鹽累積的根本原因。因此，本試驗中不同施肥處理下蘿卜肉質根膨大期的硝酸鹽含量差異除了與硝酸鹽還原能力（NR活性）高低有關外，可能與根系吸收硝酸鹽的速率的差異也有關系，尚待進一步的研究。

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Effects of Different Combined Application of Organic and Inorganic Fertilizer and Different Nitrogen Levels on Nitrate Accumulation in Radish

FAN Yanyan1,WANGFang1,LV Honghao1,Wang Shuzhong2,SUI Xiaolei1,ZHANG Zhenxian1
(1.College of Agronomy and Biotechnology,China Agricultural University,Beijing 100193; 2.Beijing Extension Station of Agriculture Technology)

We used the radish to study the effects of fertilizers combination and nitrogen levels on the nitrate contents and other correlation quality components during the development of them at different seasons.The results showed that different combination of organic and inorganic fertilizers after one week topdressing,the nitrate content of the radish reached to a high level,while the NR activity decreased.Compared with non-fertilizer treatment,the radish with different organic and inorganic fertilizers treatments showed a significantly high contents of nitrate,VC,soluble sugar and soluble protein,the organic with chemical fertilizer as topdressing treatment showed a relatively low nitrate content.Under the different nitrogen levels,the nitrate content of the radish significantly rised after the topdressing,but the NR activity rised first and then decreased.Compared with the non-fertilizer treatment,radish the nitrate,soluble protein content of radish increased with the increasing of nitrogen application,VC and total soluble sugar content reached maximum at the treatment of constant nitrogen level.

Radish;Organic and inorganic fertilizer;Quantity of nitrogen fertilizer;Nitrate;Nitrate reductase(NR)

10.3865/j.issn.1001-3547.2009.24.025

北京市科委資助項目

范艷艷（1983-），女，碩士研究生，主要從事蔬菜硝酸鹽含量方面的研究

眭曉蕾，通信作者，電話：010-62732823-801。E-mail：sui-office@cau.edu.cn

張振賢，通信作者，電話：010-62731952。E-mail：zhangzx@cau.edu.cn

2009-04-13