脫硫石膏對不結(jié)球白菜生長及硝酸鹽積累的影響

張 佳，王偉仁，齊仙惠

（1. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西 太原 030031；2. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)部，山西 太谷 030801；3. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，山西 太原 030031）

硝酸鹽是致癌物質(zhì)亞硝酸鹽的前體底物，長期攝入會影響身體健康。人體攝入的硝酸鹽大部分來源于日常食用的蔬菜，尤其是葉菜類蔬菜[1-2]。因此，如何降低蔬菜的硝酸鹽含量，以保障其食用安全已成為農(nóng)業(yè)環(huán)保領(lǐng)域的研究熱點[3]。蔬菜中硝酸鹽的積累與其吸收的氮源和體內(nèi)硝酸還原酶、亞硝酸還原酶的活性有關(guān)[4]。目前生產(chǎn)上降低蔬菜硝酸鹽含量的途徑主要有合理施肥、配合施用添加劑、增施有機肥等[5-6]。

脫硫石膏（CaSO4·2H2O）是燃煤煙氣脫硫過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物。脫硫石膏中的Ca2+可置換土壤膠體吸附的Na+，參與土壤有機無機復(fù)合體的形成，能改善鹽堿土團聚體的組成和穩(wěn)定性，增加土壤孔隙度，常用于鹽堿土壤的改良[7-10]，對蔬菜的生長及品質(zhì)也有積極作用[11-12]。為了解施用脫硫石膏對不結(jié)球白菜的效果，筆者以尿素和硝酸銨作為不同的氮肥，以脫硫石膏作為土壤添加劑，采用盆栽試驗的方法，研究了脫硫石膏對不結(jié)球白菜生長及硝酸鹽積累的影響，以期為蔬菜安全生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試土壤為輕度鹽堿土，土壤中有機質(zhì)含量9.2 g/kg，堿解氮（N）含量61.3 mg/kg，有效磷（P）含量7.8 mg/kg，速效鉀（K）含量82.0 mg/kg，含鹽量0.32%，pH 值8.5。供試不結(jié)球白菜（Brassica rapasubsp.chinensis）品種為五月慢。

1.2 試驗方法

將供試土壤自然風(fēng)干，過篩后分為2 組，根據(jù)土壤重量加入不同成分。一組混入硝酸銨（NH4NO3，硝態(tài)氮+銨態(tài)氮）1.58 g/kg；另一組混入尿素[CO(NH2)2，酰胺態(tài)氮] 1.20 g/kg。每組分別設(shè)脫硫石膏添加量為：0（CK）、1.00、2.25、6.75 g/kg 4 個處理。分別將不同處理的土壤15 kg 裝入花盆中，每個處理3 次重復(fù)，每組12 盆，按隨機區(qū)組排列，2 組試驗共24 盆。

當不結(jié)球白菜幼苗長至第3 片真葉展開時移栽至花盆，每盆移栽20 株，按常規(guī)方法進行管理。移栽后25 d，每盆隨機取5 株測量株高、單株重及葉片中的硝酸鹽含量。株高為植株地上部分最高點距離土壤的距離。單株重為除根部以外的植株鮮重。硝酸鹽含量的測定采用酚二磺酸法。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加脫硫石膏對不結(jié)球白菜株高的影響

以硝酸銨和尿素作為氮肥的條件下，隨著脫硫石膏添加量的增加，不結(jié)球白菜的株高都呈上升趨勢（圖1）。當以硝酸銨作為氮肥時，以脫硫石膏的添加量為6.75 g/kg 的株高最高，達24.1 cm，比CK 的20.1 cm增加19.9%；脫硫石膏添加量為1.00 和2.25 g/kg 時，其不結(jié)球白菜的株高分別為22.3 和22.9 cm，分別比CK 增加11.0%和13.9%，差異均達到顯著水平。當以尿素作為氮肥時，也是以脫硫石膏的添加量為6.75 g/kg 的株高最高，達23.6 cm，比CK 的19.5 cm 增加21.0%；脫硫石膏添加量為1.00 和2.25 g/kg 時，其不結(jié)球白菜的株高分別為21.6 和22.7 cm，分別比CK增加10.8%和16.4%，差異也均達到顯著水平。說明在使用硝酸銨和尿素作氮肥的情況下，添加脫硫石膏均能顯著提高不結(jié)球白菜的株高。

圖1 不同脫硫石膏添加量對不結(jié)球白菜株高的影響

2.2 添加脫硫石膏對不結(jié)球白菜單株重的影響

以硝酸銨和尿素作為氮肥的條件下，隨著脫硫石膏添加量的增加，不結(jié)球白菜的單株重也都呈上升趨勢（圖2）。當以硝酸銨作為氮肥時，以脫硫石膏的添加量為6.75 g/kg 的單株重最重，達19.0 g，比CK 的（10.5 g）增加81.0%；脫硫石膏添加量為1.00 和2.25 g/kg 時的單株重分別為14.3 和15.5 g，分別比CK 增加35.2%和47.6%，差異均達到顯著水平。當以尿素作為氮肥時，也是以脫硫石膏的添加量為6.75 g/kg的單株重最重，達20.9 g，比對照的11.5 g 增加81.7%；脫硫石膏添加量為1.00 和2.25 g/kg 時的單株重分別為15.1 和16.6 g，分別比CK 增加31.3%和44.3%，差異也均達到顯著水平。說明添加脫硫石膏在使用硝酸銨和尿素的條件下均能顯著增加不結(jié)球白菜的單株重。

圖2 不同脫硫石膏添加量對不結(jié)球白菜單株重的影響

2.3 添加脫硫石膏對不結(jié)球白菜葉片中硝酸鹽積累的影響

以硝酸銨和尿素作為氮肥的條件下，隨著脫硫石膏添加量的增加，不結(jié)球白菜葉片中的硝酸鹽積累量都呈下降趨勢（表1，圖3）。當以硝酸銨作為氮肥時，以脫硫石膏的添加量為6.75 g/kg 的不結(jié)球白菜葉片中的硝酸鹽積累量下降最多，比CK 下降17.7%，與CK 和其他2 個處理的差異均達到極顯著水平，而脫硫石膏添加量為1.00 和2.25 g/kg 的2 個處理，其不結(jié)球白菜葉片中的硝酸鹽積累量雖有下降，但與CK相比均沒有顯著性差異。當以尿素作為氮肥時，以脫硫石膏的添加量為2.25 和6.75 g/kg 2 個處理的不結(jié)球白菜葉片中的硝酸鹽積累量下降較多，分別比CK 下降10.3%和16.6%，與CK相比差異均達到極顯著水平；脫硫石膏添加量為1.00 g/kg 處理的不結(jié)球白菜葉片中的硝酸鹽積累量與CK 相比只下降了4.1%，其與CK的差異不顯著。說明添加脫硫石膏能顯著減少不結(jié)球白菜葉片中的硝酸鹽積累量，且以尿素作為氮肥時減少不結(jié)球白菜葉片中的硝酸鹽積累量的效果明顯優(yōu)于以硝酸銨作為氮肥的效果。

表1 不同脫硫石膏添加量對不結(jié)球白菜葉片中硝酸鹽積累的影響

圖3 不同脫硫石膏添加量對不結(jié)球白菜葉片中硝酸鹽積累的影響

3 討 論

在輕度鹽堿土壤中，添加脫硫石膏能顯著提高不結(jié)球白菜的株高和單株重，并且在該試驗用量范圍內(nèi)，不結(jié)球白菜的株高和單株重隨著脫硫石膏添加量的增加而增加。當脫硫石膏的添加量為6.75 g/kg 時，分別以硝酸銨和尿素作為氮肥的條件下，與CK 相比，不結(jié)球白菜的株高分別增加19.9%和21.0%，單株重分別增加81.0%和81.7%。脫硫石膏對不結(jié)球白菜株高和單株重的促進作用與其在紫花苜蓿和加工番茄[12-13]上的作用一致。一方面是由于鹽堿地中Ga2+含量低，而脫硫石膏中含有大量的鈣，由于補充了土壤中的Ga2+而促進了不結(jié)球白菜的生長；另一方面是由于脫硫石膏中的Ga2+置換了土壤顆粒上的K+和Na+等離子，改良了土壤理化性質(zhì)，降低了含鹽量和pH 值，從而使土壤環(huán)境更有利于蔬菜生長[14-15]。

蔬菜對不同形態(tài)氮源的吸收能力以及這些氮源對蔬菜體內(nèi)硝酸鹽積累的影響差別都很大[16]，硝態(tài)氮和銨態(tài)氮是植物可以直接吸收的，而酰胺態(tài)氮（尿素）需轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮后才能被植物吸收[17-18]。該試驗使用硝酸銨作為氮肥時，不結(jié)球白菜葉片中的硝酸鹽積累量明顯高于使用尿素作為氮肥的，說明硝態(tài)氮和銨態(tài)氮較酰胺態(tài)氮更容易被不結(jié)球白菜吸收、積累。

不結(jié)球白菜是重要的葉菜類蔬菜，也是較易積累硝酸鹽的蔬菜[1,19]。該試驗結(jié)果表明，當脫硫石膏的添加量為6.75 g/kg 時，分別以硝酸銨或尿素作為氮肥的條件下，不結(jié)球白菜葉片中的硝酸鹽積累量與CK相比分別減少17.7%和16.6%，均達到極顯著水平，說明添加脫硫石膏能在一定范圍內(nèi)減少不結(jié)球白菜葉片中的硝酸鹽積累量。究其原因，一方面是Ga2+在土壤顆粒表面的吸附能力大于NH4+，從而抑制了NH4+的吸附，使其以向下遷移為主[20-21]，可能因此減少了不結(jié)球白菜對氮素的吸收量；另一方面是在鹽堿脅迫下植物體內(nèi)的硝酸還原酶活性會降低，隨著脫硫石膏的添加，土壤理化性質(zhì)被改良，硝酸還原酶活性升高[22]，可能因此導(dǎo)致不結(jié)球白菜硝酸鹽轉(zhuǎn)化率升高，從而使硝酸鹽積累量減少。