氮素對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量、硝酸鹽含量及氮吸收量的影響

朱靜華，高 偉，李明悅，李玉華

（天津市農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，天津300192）

氮肥是蔬菜生產(chǎn)中的主要肥料，大量施用氮肥可極大地提高蔬菜的產(chǎn)量[1-2]，但是氮肥在蔬菜上的施用量是有極限的，并不是施用越多越好，當(dāng)超過一定施用量時(shí)，不但會(huì)造成蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)下降、土壤氮素過量積累、化肥氮肥當(dāng)季利用率低[3]，而且還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染[4-7]。蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽的氮素來源于肥料[8]，氮肥超量或不合理使用，造成了蔬菜硝酸鹽、亞硝酸鹽污染問題已相當(dāng)嚴(yán)重，威脅著人們的身體健康[9-11]。故控制施氮量是降低蔬菜硝酸鹽含量的重要措施[12]。

本研究通過施用不同氮量進(jìn)行田間試驗(yàn)，研究了氮素對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量、硝酸鹽含量及氮吸收量的影響，旨在探索甘藍(lán)高產(chǎn)條件下的最佳施氮量，使蔬菜中硝酸鹽含量符合國家標(biāo)準(zhǔn)，確保甘藍(lán)為健康的蔬菜提供一定理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 菜田土壤狀況

試驗(yàn)地設(shè)在天津市西青區(qū)核心蔬菜生產(chǎn)基地。2009年開展了甘藍(lán)不同施氮量的田間試驗(yàn)，主要研究氮素對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量、硝酸鹽含量及氮累積量的影響。試驗(yàn)區(qū)土壤類型屬潮土，中壤土。作物種植前取0～20 cm土樣，用ASI法測定菜田土壤養(yǎng)分含量，由中加合作（IPNI）土壤植株實(shí)驗(yàn)室完成。甘藍(lán)種植前基礎(chǔ)土壤的養(yǎng)分含量和蔬菜種植情況列于表1，2。

表1 甘藍(lán)種植前土壤情況

表2 甘藍(lán)種植情況

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè) 7個(gè)處理，即（1）N1PK（N1）；（2）N2PK（N2）；（3）N3PK （N3）；（4）N4PK （N4）；（5）N5PK（N5）；（6）N6PK（N6）；（7）N7PK（N7）。其中，磷肥、鉀肥底施，氮肥追施。3次重復(fù)。各處理施肥設(shè)計(jì)詳細(xì)情況如表3所示。

表3 甘藍(lán)小區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮量對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量的影響及其經(jīng)濟(jì)效益分析

氮肥是提高甘藍(lán)產(chǎn)量的主要營養(yǎng)元素之一，但不是施氮量越高產(chǎn)量也越高。從表4可以看出，各處理與N1處理相比，產(chǎn)量都有不同程度提高，增產(chǎn)達(dá)9.2%以上，其中，處理 N3，N4，N6，N7分別增產(chǎn) 23.7%，20.9%，13.9%，34.8%，且差異達(dá)極顯著水平。經(jīng)濟(jì)效益分析結(jié)果，甘藍(lán)純收益與產(chǎn)量有直接關(guān)系，產(chǎn)量比較高的處理，它的純收益也高，例如處理N7的產(chǎn)量最高，為66 878.0 kg/hm2，純收益也最高，為97 920.5元/hm2。所以，氮素是甘藍(lán)產(chǎn)量及其經(jīng)濟(jì)收入的主要限制因子。

表4 氮肥對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量的影響及其經(jīng)濟(jì)效益分析結(jié)果

2.2 不同施氮量對(duì)甘藍(lán)硝酸鹽含量的影響

人體攝入的硝酸鹽80%以上來自于蔬菜，而甘藍(lán)一般以生食較多。在甘藍(lán)收獲時(shí)，取植株樣，按外葉（丟掉部分）和內(nèi)葉（食用部分或結(jié)球部分）取樣，測定硝酸鹽含量。

從表5可以看出，硝酸鹽含量外葉在1 484.5～1 595.0 mg/kg之間，內(nèi)葉在430.0～590.8 mg/kg之間，外葉硝酸鹽含量是內(nèi)葉的3倍左右，外葉和內(nèi)葉的硝酸鹽含量都隨著施氮量的增高而增高。根據(jù)我國蔬菜硝酸鹽污染程度與衛(wèi)生評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可知，本研究甘藍(lán)內(nèi)葉硝酸鹽含量為輕度污染，可以生吃；外葉硝酸鹽含量為高度污染，只能熟食，不能生吃和鹽漬。所以，在甘藍(lán)生產(chǎn)過程中，在高產(chǎn)條件下嚴(yán)格控制施氮量是非常重要的。

表5 不同氮量甘藍(lán)硝酸鹽含量測定結(jié)果

2.3 不同施氮量對(duì)甘藍(lán)氮吸收量的影響

甘藍(lán)收獲時(shí)，按內(nèi)葉（食用部分）、外葉取植株樣，測定氮含量。由圖1可知，內(nèi)葉（可食部分）氮吸收量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外葉，食用部分氮的吸收量隨著施氮量的增加呈增高趨勢(shì)；處理N7氮吸收量最高；外葉氮的吸收量也是隨著施氮量的增加具有增高趨勢(shì)，但不是很明顯。

2.4 氮素虧缺狀況

氮素虧缺平衡概算是由外源投入氮肥量減去作物氮吸收量計(jì)算得出的。

從圖2可以看出，處理N1、處理N2氮素表現(xiàn)為虧缺，其他處理氮素表現(xiàn)為盈余，并且隨著施氮量的增加氮的盈余量增多（處理N7除外，因它的內(nèi)葉吸收量較高）。處理 N4，N5，N6，N7氮素盈余量過多，過量的氮素殘留在土壤中，會(huì)造成土壤污染，甚至?xí)廴镜叵滤?。?yīng)注意確保蔬菜高產(chǎn)下的氮素平衡施用，保證蔬菜食用安全，而且減少對(duì)土壤、水、空氣環(huán)境質(zhì)量的破壞。

2.5 不同施氮量對(duì)土壤中硝酸鹽含量的影響

甘藍(lán)收獲后，取0～40 cm土層的土壤，分2層（0～20，20～40 cm）取樣，測定土壤中硝酸鹽含量，結(jié)果（圖3）表明，耕層土壤（0～20 cm）硝酸鹽含量高于20～40 cm土層土壤，但二者都表現(xiàn)出施氮量高的土壤中硝酸鹽含量也高，硝酸鹽含量變化趨勢(shì)整體上是隨著施氮量的增加而升高?？赡苁怯捎谠谧魑锷L過程中進(jìn)行大水漫灌，造成了部分氮素隨著灌水向土壤更深層滲漏[13-15]，各土層中硝酸鹽含量不穩(wěn)定。在蔬菜施肥中，應(yīng)合理、科學(xué)施用氮肥，以保證蔬菜食用安全、土壤環(huán)境質(zhì)量安全。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，增加氮肥的施用量，可以使甘藍(lán)增產(chǎn)，并且增產(chǎn)很明顯，其中，處理 N3，N4，N6，N7分別增產(chǎn)23.7%，20.9%，13.9%，34.8%。

外葉硝酸鹽含量是內(nèi)葉的3倍左右，整體上外葉和內(nèi)葉硝酸鹽含量均隨著施氮量增高而具有增高趨勢(shì)。甘藍(lán)結(jié)球食用部分可以生吃；外葉部分，只能熟食。食用部分氮吸收量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外葉，其中，處理N7可食部分的氮累積量最高。

甘藍(lán)處理N1，N2氮素虧缺，其他處理氮素都盈余，并且隨著施氮量的增加氮的盈余量增多（處理N7除外）。土壤耕層土壤（0～20 cm）中硝酸鹽含量高于20～40 cm土層土壤，各土層中硝酸鹽含量不穩(wěn)定。

4 討論

對(duì)于當(dāng)前菜農(nóng)大水漫灌澆水管理方式，氮肥會(huì)隨著灌水量的增加，向土壤更深層移動(dòng)，甚至到地下水層，造成土壤、水硝酸鹽污染。在本試驗(yàn)中，甘藍(lán)收獲后取土深度為0～40 cm，沒有取40 cm以下土樣，可能有一部分氮素會(huì)移動(dòng)到40 cm以下土層中，這還有待進(jìn)一步研究。雖然氮肥是限制甘藍(lán)產(chǎn)量的主要因素，但同時(shí)考慮施氮量過高，相對(duì)土壤中硝酸鹽含量比較高，可能會(huì)對(duì)土壤、水、空氣環(huán)境造成污染，故應(yīng)注意科學(xué)施用氮肥。

蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽的氮素來源于肥料中，主要是化學(xué)肥料。本試驗(yàn)沒施有機(jī)肥，有機(jī)肥施用可能會(huì)降低蔬菜中硝酸鹽含量，因此，在蔬菜施肥中，控制氮肥用量和實(shí)施有機(jī)無機(jī)平衡施肥，可能是降低蔬菜中硝酸鹽含量的重要途徑，這還有待進(jìn)一步探討。

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