氰胺化鈣肥料對芹菜生長及硝酸鹽累積的影響

馬永軍，王 劍，孫 輝，連 瑛，吳降星，吳愉萍*

(1.寧波市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全管理總站，浙江 寧波 315012；2.寧波市江北區(qū)農(nóng)技推廣服務(wù)總站，浙江 寧波 310029)

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氰胺化鈣肥料對芹菜生長及硝酸鹽累積的影響

馬永軍1，王 劍2，孫 輝1，連 瑛1，吳降星1，吳愉萍1*

(1.寧波市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全管理總站，浙江 寧波 315012；2.寧波市江北區(qū)農(nóng)技推廣服務(wù)總站，浙江 寧波 310029)

設(shè)置對照不施化學(xué)氮肥(CK)、普通施肥(NR)、施用芹菜緩釋配方肥(SK)和氰氨化鈣肥料(PE)4個處理，采用大田試驗研究了氰胺化鈣肥料對芹菜生長和硝酸鹽累積，以及雜草生長的影響。結(jié)果表明：與其他處理相比，PE處理顯著促進了芹菜的生長，表現(xiàn)在芹菜的產(chǎn)量、分蘗莖數(shù)量、株高和單株莖鮮重均顯著最大，CK、NR和SK之間則差異不顯著；PE處理顯著降低了芹菜中硝酸鹽的含量，收獲時PE處理芹菜硝酸鹽含量為4530.67 mg/kg，低于CK(4834.83 mg/kg)處理，顯著低于NR(5704.17 mg/kg)和SK(5875.83 mg/kg)處理；PE處理顯著抑制了雜草生長，雜草產(chǎn)量顯著低于其他處理，而CK、NR和SK處理之間則差異不顯著。

緩釋肥；芹菜；氰氨化鈣；產(chǎn)量；硝酸鹽

化肥自投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以來，對農(nóng)業(yè)發(fā)展起到了巨大的促進作用，為解決糧食短缺問題做出了重要貢獻，據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織的統(tǒng)計資料表明，化肥對增產(chǎn)所起的作用占40%～60%[1]。但是由于化學(xué)肥料本身性質(zhì)和土壤條件以及農(nóng)業(yè)措施等綜合影響，化學(xué)肥料利用率很低，發(fā)達國家的化肥利用率為60%，而我國僅為30%左右[2]?；实牡屠寐剩粌H造成了直接的經(jīng)濟損失，而且出現(xiàn)了地表水富營養(yǎng)化，地下水NO3-含量超標(biāo)，N2O氣體排放量增加等一系列環(huán)境污染問題[3]，以及作物品質(zhì)下降、蔬菜中亞硝酸鹽含量超標(biāo)等影響產(chǎn)品質(zhì)量和危害食品安全的問題[4]。

緩釋肥料是指施入土壤中能緩慢釋放其養(yǎng)分的肥料，對作物具有緩效性或長效性的特點[5]。緩釋肥料能在同樣產(chǎn)量下，較傳統(tǒng)肥料節(jié)省用量20%～40%[6]，有效解決了農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)中氮肥的需求與環(huán)境污染的矛盾問題。我國對于緩釋肥在蔬菜產(chǎn)量、品質(zhì)等方面已有一些報道，發(fā)現(xiàn)施用緩釋肥能夠顯著提高黃瓜[4]、萵筍[7]、辣椒[8]、蘆筍[9]等蔬菜的產(chǎn)量，降低小白菜[10]、蘆筍[11]等蔬菜的硝酸鹽含量，但這些研究多集中在包膜氮肥以及尿醛縮合物肥料上，很少有對以氰氨化鈣為主要成分的緩釋肥料的研究。本研究以氰氨化鈣肥料為研究對象，通過田間肥效試驗，旨在探明氰胺化鈣肥料對芹菜產(chǎn)量、硝酸鹽累積和田間雜草生長的影響，以期為蔬菜氮肥減量控施栽培提供依據(jù)，為綠色蔬菜生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1　材料與方法

1.1供試材料

試驗于2014年在寧波市江北綠薈現(xiàn)代農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社基地進行。供試土壤為黃斑青紫泥田，基本化學(xué)性質(zhì)為pH 4.80、總碳28.06 g/kg、總硫2.05 g/kg、總氮3.56 g/kg、硝態(tài)氮14.79 mg/kg、銨態(tài)氮52.35 mg/kg、速效磷205.79 mg/kg、速效鉀392.94 mg/kg。試驗作物為芹菜，品種為上海黃心芹(由杭州三江種業(yè)有限公司生產(chǎn))，前茬為豇豆。

供試肥料為過磷酸鈣(P2O5≥16%)、硫酸鉀(K2O≥52%)、高濃度復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)、芹菜緩釋配方肥(由包膜氮肥、磷酸二銨和硫酸鉀配成，N∶P2O5∶K2O=20∶12∶12)、氰氨化鈣肥料(產(chǎn)自德國，N≥19.8%，Ca≥50%)、磷酸二氫鉀(K2O≥34%，P2O5≥52%)。

1.2試驗設(shè)計

試驗設(shè)4個處理，分別為對照(CK)：不施化學(xué)氮肥；普通施肥(NR)：高濃度復(fù)合肥40 kg/667 m2；緩釋配方施肥(SK)：芹菜緩釋配方肥50 kg/667 m2；氰胺化鈣緩釋肥料施肥(PE)：氰氨化鈣肥料40 kg/667 m2、過磷酸鈣37.5 kg/667 m2、硫酸鉀11.54 kg/667 m2。芹菜緩釋配方肥料和氰胺化鈣肥料用量根據(jù)肥料銷售商推薦用量施用。每個處理重復(fù)4次，共16小區(qū)，每個小區(qū)面積37.5 m2。各處理均于2013年12月23日施入腐熟農(nóng)家肥1800 kg/667 m2，腐熟農(nóng)家肥總氮為16.27 g/kg，總碳為215.3 g/kg。2013年12月24日氰胺化鈣肥料均勻撒施于小區(qū)土壤表層，然后翻土10 cm深，澆透水后覆蓋地膜；2014年1月6日，其余肥料均施入所有小區(qū)中；1月11日，芹菜移栽；1月26日，往所有處理中追施磷酸二氫鉀肥料3.2 kg/667 m2；2月10日，芹菜移栽后第31天，觀察芹菜長勢，測定芹菜根長、莖長和分蘗莖數(shù)量；3月10日，芹菜移栽后第59天收獲，測定各處理芹菜產(chǎn)量、生長情況及硝酸鹽含量。芹菜在種植過程中不除草，小區(qū)其他的栽培管理、病蟲害防治措施一致。

1.3測定項目與方法

芹菜移栽后第31天(芹菜生長中期)，從每個處理中隨機選取8株芹菜，測定幼苗的株高、分蘗莖數(shù)量和根系長3個生長指標(biāo)。收獲時測定芹菜產(chǎn)量、硝酸鹽含量、株高、分蘗莖數(shù)量、根系長、單株莖鮮重和單株根鮮重5個生長指標(biāo)以及雜草產(chǎn)量。芹菜產(chǎn)量和雜草產(chǎn)量測定時，從每小區(qū)中隨機選取1.5 m×0.8 m的地塊，測定該地塊芹菜和雜草重量，所選地塊避開邊緣地帶；硝酸鹽含量參照《NY/T 1279─2007蔬菜、水果中硝酸鹽的測定》的方法測定；生長指標(biāo)的測定從每個小區(qū)中隨機選取13株芹菜測定，用自來水將芹菜沖洗干凈，并吸干水分，在室溫下風(fēng)干2 h后，從根莖結(jié)合部剪斷芹菜分別稱重，單株莖鮮重包括葉子重量在內(nèi)。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

用DPS軟件對數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，采用LSD法進行顯著性分析，用Sigma Plot軟件作圖。

2　結(jié)果與分析

2.1不同施肥處理對芹菜生長的影響

2.1.1芹菜生長中期長勢情況芹菜移栽后31天，從目視情況看PE處理的芹菜長勢要好于其他處理，表現(xiàn)為芹菜生長較為均勻，同時雜草數(shù)量也相對較少。PE處理芹菜株高顯著(P<0.05)高于NR處理，但與CK、SK處理差異不顯著(表1)。CK分蘗莖的數(shù)量顯著(P<0.05)高于NR處理，但與SK和PE處理差異不明顯(表1)。根系長在4個處理中差異均不顯著(表1)。

表1　不同施肥處理對芹菜生長中期發(fā)育的影響

注:同列大、小寫字母分別表示在0.01、0.05水平上的差異顯著性。下同。

2.1.2芹菜收獲時的長勢情況

2.1.2.1不同施肥處理對芹菜收獲時生長指標(biāo)的影響由表2可知，芹菜收獲時，PE處理的平均株高、分蘗莖數(shù)量、單株莖鮮重均最大，分別為48.01 cm、15.04根和48.07 g。平均株高PE處理極顯著(P<0.01)高于其他處理；分蘗莖數(shù)量PE處理顯著(P<0.05)高于SK處理，但與CK和NR處理差異不顯著；單株莖鮮重PE處理極顯著(P<0.01)高于NR和SK處理，但與CK處理差異不顯著。在根系生長上，PE處理根系長最短，為11.15 cm，極顯著(P<0.01)低于CK處理，與NR和SK處理差異不顯著；PE處理單株根鮮重也最輕，為3.20 g，顯著(P<0.05)低于CK處理。馮宏等[12]研究表明，植物根系在低養(yǎng)分脅迫下，根系優(yōu)先生長，以增加養(yǎng)分吸收面積，適應(yīng)低養(yǎng)分環(huán)境。CK處理的根系長和單株根鮮重均為最大，可能與低氮脅迫促進根系生長有關(guān)。

2.1.2.2不同施肥處理對芹菜產(chǎn)量的影響不同施肥處理的芹菜產(chǎn)量顯著不同，PE處理的芹菜產(chǎn)量最高，為2498 kg/667 m2，極顯著(P<0.01)高于其他3個處理；CK、NR和SK處理之間的芹菜產(chǎn)量差異不顯著(圖1)。

表2　不同施肥處理對芹菜收獲時生長發(fā)育的影響

圖1　不同施肥處理對芹菜產(chǎn)量的影響

2.2不同施肥處理對芹菜硝酸鹽累積的影響

由圖2可知，不同施肥處理顯著影響了芹菜中的硝酸鹽含量，SK處理的芹菜硝酸鹽含量最高，為5875.83 mg/kg，其次為NR處理，芹菜中硝酸鹽含量達到了5704.17 mg/kg，CK和PE處理芹菜中硝酸鹽含量最低，分別為4834.83和4530.67 mg/kg。PE和CK處理芹菜中硝酸鹽含量顯著(P<0.05)低于NR和SK處理。

圖2　不同施肥處理對芹菜硝酸鹽含量的影響

2.3不同施肥處理對田間雜草生長的影響

由圖3可知，氰胺化鈣肥料施用后第10天，目測觀察處理地塊，基本沒有雜草生長。芹菜收獲時，PE處理的雜草產(chǎn)量顯著低于(P<0.05)其他處理。CK、NR和SK處理之間的雜草產(chǎn)量差異則不顯著。

3　結(jié)果與討論

盡可能提高氮肥利用率、減少肥料用量，是綠色生產(chǎn)的一項重要內(nèi)容。許多研究表明，選用合適的緩釋肥料，能夠達到既減少化肥施用又獲得高產(chǎn)的目的[13-14]。本研究發(fā)現(xiàn)選用氰胺化鈣肥料，芹菜生長情況明顯比其他處理好，產(chǎn)量、分蘗莖數(shù)量、株高、單株莖鮮重等指標(biāo)均顯著或極顯著大于其他處理。氰氨化鈣肥料在水解過程中轉(zhuǎn)化生成的單氰胺和雙氰胺具有抑制土壤微生物硝化作用[15]，從而達到緩慢釋放養(yǎng)分的作用，同時，單氰胺和雙氰胺又能夠起到除草作用[16]，顯著降低雜草產(chǎn)量，減少了雜草與芹菜之間的養(yǎng)分競爭，促進了作物生長。另外，氰胺化鈣肥料還能夠提高土壤pH值[17]、改良酸化土壤，為作物生長營造良好的生境。由于早期的氰氨化鈣肥料是粉末狀，在使用過程中對人體會產(chǎn)生一定的危害，因而曾有一段時間該類肥料并不受歡迎，隨著造粒技術(shù)的改進，目前的商品氰胺化鈣肥料已基本對人體沒有傷害，作為緩釋肥料及土壤改良劑使用量越來越大。本研究選用的另一緩釋配方肥增產(chǎn)效果則并不明顯，其原因一方面可能與該肥料的養(yǎng)分釋放時間與芹菜生長需求不一致有關(guān)；另一方面，也可能與芹菜種植過程中未除草，導(dǎo)致養(yǎng)分向雜草流失，從而減緩芹菜生長有關(guān)。

圖3　不同施肥處理對雜草生長的影響

減少化肥施用的一個重要原因是降低蔬菜中硝酸鹽含量，有研究認為，人體攝入的硝酸鹽有70%～80%來自蔬菜[18-19]。硝酸鹽本身對人體無害或毒害性相對較低，但現(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明，人體攝入的硝酸鹽在細菌的作用下可還原成為亞硝酸鹽[20]，甚至形成強致癌物亞硝胺[21]。本研究PE處理的芹菜中硝酸鹽含量低于CK處理，顯著低于NR和SK處理。國內(nèi)外許多研究結(jié)果[17,22]都表明氰氨化鈣肥料能夠降低蔬菜中硝酸鹽的含量，更有利于人體健康。

我國蔬菜中硝酸鹽含量無國家標(biāo)準，世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國糧農(nóng)組織(WHO/FAO)及歐盟制定的硝酸鹽每天允許攝取量(ADI)為3.6 mg/kg體重[23]。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院據(jù)此制定了我國蔬菜硝酸鹽污染程度的4級標(biāo)準，認為蔬菜中硝酸鹽含量大于3100 mg/kg為嚴重污染而不能食用[24]。在本研究中，CK處理的芹菜中硝酸鹽含量仍有4834.83 mg/kg，超過了4級標(biāo)準限量規(guī)定，但CK和PE處理芹菜中硝酸鹽含量符合歐盟國家比利時市售芹菜硝酸鹽含量最大限量標(biāo)準≤5000 mg/kg的規(guī)定[23]。

蔬菜一直是用肥量最大的一種經(jīng)濟作物，在蔬菜種植過程中，選用合適的緩釋肥，能夠起到減少肥料用量、提高作物產(chǎn)量、簡化栽培程序、降低人工成本的目的。本試驗選用的氰胺化鈣肥料是一種較好的肥料，不僅能夠提高芹菜產(chǎn)量，還能顯著降低芹菜中硝酸鹽含量，可在綠色蔬菜栽培中推廣應(yīng)用。

[1] 王琳,謝樹果,竭潤生,等.不同施氮量對川東北地區(qū)水稻產(chǎn)量及氮肥利用率的影響[J].耕作與栽培,2014(6):41-43.

[2] 卞芳芳.氮肥對大棚辣椒生物學(xué)特征及產(chǎn)量的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2014(10):80,89.

[3] 史春余,張夫道,張樹清,等.有機-無機緩釋肥對番茄產(chǎn)量和氮肥利用率的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報,2004,10(6):584-587.

[4] 朱國梁,畢軍,夏光利,等.不同緩釋肥對黃瓜產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分利用率的影響[J].中國土壤與肥料,2013(1):68-73.

[5] 肖時運,劉強,榮湘民,等.不同施氮水平對萵苣產(chǎn)量、品質(zhì)及氮肥利用率的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報,2006,12(6):913-917.

[6] 李潔,蔣衛(wèi)芬,郝小燕,等.不同施氮量對露地小白菜產(chǎn)量、氮吸收量和氮肥利用率的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2014(18):79-81.

[7] 李會合,李遠翔.不同緩釋肥用量對萵筍品質(zhì)的效應(yīng)[J].西南大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版,2007,29(5):70-73.

[8] 唐拴虎,張發(fā)寶,黃旭,等.緩/控釋肥料對辣椒生長及養(yǎng)分利用率的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2008,19(5):986-991.

[9] 諸海燾,田吉林,余廷園.崇明綠蘆筍合理施肥技術(shù)研究初報[J].北方園藝,2009(3):68-70.

[10] 陳建生,唐拴虎,徐培智,等.控釋肥料氮素釋放規(guī)律及其對葉菜類蔬菜生長的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2004,20(3):135-137.

[11] 董亮,張玉鳳,陳廣思,等.不同控釋肥對蘆筍產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分含量的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報,2009,11(6):123-128.

[12] 馮宏,戴軍,吳家龍,等.水土保持植物類蘆對氮磷鉀養(yǎng)分水平的響應(yīng)[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2015,36(2):31-35.

[13] 張福鎖,王激清,張衛(wèi)峰,等.中國主要糧食作物肥料利用率現(xiàn)狀與提高途徑[J].土壤學(xué)報,2008,45(5):915-924.

[14] 王宜倫,盧艷麗,劉舉,等.專用緩釋肥對夏玉米產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收利用的影響[J].中國土壤與肥料,2015(1):29-32.

[15] Arora Y, Singh L, Nnadi L A. Transformation of calcium cyanamide and its inhibitory effect on urea nitrification in some tropical soils[J]. Fertilizer Research, 1987, 12(12): 3-9.

[16] Hahn P. Calcium cyanamide for pre-emergence weed control and fertilization in canning peas[M]. New York: Book Proceedings of the Northeastern Weed Control Conference, 1951： 119-123.

[17] Piotr C, Eugeniusz K. Suitability of some nitrogen fertilizers for the cultivation of early cabbage [J]. Journal of Elementology, 2014, 19(3): 661-672.

[18] 陳振德,程炳嵩.蔬菜中的硝酸鹽及其與人體健康[J].中國蔬菜,1988(1):40-42.

[19] 曹升,禤維言,陳會鮮.控緩釋肥對木薯生長及產(chǎn)量的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2014，45(5)：790-795.

[20] 葉祥盛.武漢市主要蔬菜品質(zhì)的調(diào)查[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2003(5):78-79.

[21] 白碧君.蔬菜的硝酸鹽積累及其控制的研究[J].中國農(nóng)業(yè)文摘:園藝,1992,8(6):8-15.

[22] Venter F, Fritz P D. Nitrate contents in kohlrabi (BrassicaoleraceaL. var.gongylodesLam.) as influenced by fertilization[J]. Plant Foods for Human Nutrition, 1979, 29(1): 179-186.

[23] 范榮輝,李巖,楊辰海.蔬菜中硝酸鹽含量的安全標(biāo)準及減控策略[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,12(11):50-51.

[24] 張富林,楊利,范先鵬,等.城郊蔬菜硝酸鹽含量狀況及蔬菜硝酸鹽累積影響因素研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,48(12):3172-3177.

(責(zé)任編輯：曾小軍)

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

寧波市農(nóng)科教結(jié)合項目(2013NK29)；寧波市農(nóng)科教項目(2015NK27)。

馬永軍(1973—)，男，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)產(chǎn)地環(huán)境保護與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究。*通訊作者：吳愉萍。

S636.3

A

1001-8581(2016)10-0028-04