蔬菜的硝酸盐污染及调控技术(提纲).doc

蔬菜的硝酸盐污染及调控技术（提纲）（黄山市土肥站 汪根法）早在1907年Richardson就发现蔬菜含有大量硝酸盐（NO3-）；1943年Wilson研究证明蔬菜硝酸盐可以还原成亚硝酸盐(NO2- )；如今，硝酸盐、亚硝酸盐对人体和生态环境的危害已日益受到人们的普遍关注。氮是植物的生命组成元素，也是蔬菜生长和产量形成的物质基础；氮被作为环境污染物质提出，是近年来随着科学发展出现的新问题。自然界中氮化合物主要是硝酸盐及亚硝酸盐，它们广泛分布于人类的生存环境中（水、土、空气和植物）。蔬菜是人类日常生活所需的各种维生素、矿物质和纤维素等营养的重要来源之一，同时又是一种容易富集硝酸盐的植物。研究表明，人体摄入的硝酸盐81.2%来自蔬菜。因此，研究和控制蔬菜中亚硝酸盐的累积，对保护人体健康，有着十分重要的意义。虽然硝酸盐本身对人体无害或毒害性相对较低，但现代医学研究证明，人体摄入的硝酸盐在细菌的作用下可还原成亚硝酸盐，亚硝酸盐可使血液的载氧能力下降，可直接使动物缺氧，导致高铁血红蛋白症，对婴幼儿的影响尤甚；亚硝酸盐还可与人类摄取的其他食品、医药品、残留农药等成份中的次级胺（如仲胺、叔胺、酰胺及氨基酸）反应，在胃腔中（PH3）形成强力致癌亚硝胺，从而诱发消化系统癌变（目前已发现的120多种亚硝胺中，有75%左右能使动物致癌），这对人类的健康构成了潜在威胁，因此，蔬菜中硝酸盐含量高低与人类健康关系密切。一、蔬菜硝酸盐含量安全标准世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（FAO）1973年规定人体硝酸盐日允许摄入量为3.6mg/kg体重，亚硝酸盐的日允许摄入量为0.13mg/kg体重；如果人的体重以60公斤计，则每日摄入NO3-不应超过216mg，NO2-不应超过7.8mg；以人均日食蔬菜0.5kg计，则平均1kg蔬菜的硝酸盐含量不应高于432mg（根据这标准，德国规定鲜菜NO3-不得超过250mg/kg，美国卫生组织建议西葫芦和番茄中不得检出NO3-）。我国（沈明珠，1982年）根据WHO和FAO规定的ADI（日允许量），再加上盐渍和烹煮时的损失部分（分别为45%和70%），将限量432mg/kg鲜重扩大为785mg/kg鲜重和1440mg/kg鲜重。因此，我国将蔬菜可食部分中硝酸盐含量的卫生标准定为：每公斤鲜重432mg为一级，属轻度污染，允许生食；785mg为二级，属中度污染，生食不宜，盐渍、熟食允许；1400mg为三级，属重度污染，生食、盐渍不宜，熟食允许；3100mg为四级，属严重污染（可能中毒的一次剂量），不允许食用。二、我国蔬菜的硝酸盐污染状况（一）蔬菜硝酸盐的积累规律和变化动向。研究发现，蔬菜中的硝酸盐含量，因蔬菜的种属、品种、生长期和栽培施肥条件等因素的不同而不同；同一种类蔬菜的各器官的硝酸盐含量亦各异。1、不同蔬菜种类的硝酸盐含量不一样。2、同一种蔬菜不同品种、不同时期硝酸盐的含量变幅很大，可相差几倍至数十倍之多。3、同一蔬菜品种不同部位的硝态氮含量也不一样。（二）部分城市主要蔬菜硝酸盐污染情况1、主要蔬菜硝酸盐的污染程度2、蔬菜硝酸盐污染程度分级据全国部分城市蔬菜硝酸盐污染程度分级结果表明（表2），我国蔬菜中硝酸盐累积情况十分严重，居民常年取食量最多的绿叶菜类、根茎类、白菜类蔬菜多属重度污染或严重污染的蔬菜。蔬菜的硝酸盐污染，其毒害作用缓慢而隐蔽，很少像农药残留那样造成急性中毒，而长期以来未引起足够的重视。三、蔬菜吸收和累积硝酸盐的机理（一）蔬菜是一种喜硝作物，大多以吸收硝态氮为主。（二）当蔬菜硝酸盐的吸收量大于还原同化的量时，植物开始积累硝酸盐。四、影响蔬菜硝酸盐累积的因素大量研究表明，肥料种类及施用技术、环境条件、灌溉制度、收获时期和方法等都不同程度地影响蔬菜中硝酸盐的累积。（一）施肥对蔬菜硝酸盐累积的影响氮肥施用是农业生产特别是蔬菜生产中维持作物产量的主要因素。研究结果表明，氮肥施用能明显增加蔬菜硝酸盐累积，蔬菜植株体中的硝酸盐含量随施氮水平的提高而提高，且过多的氮肥施用可能导致产量的下降。当硝酸钠施用量为0、56、112、224mg/kg土时，收获时莴苣硝酸盐含量占其干重的0.12%、0.40%、0.46%、0.61%。不同施氮水平下蔬菜硝酸盐含量变化受到植物生长和代谢的影响。研究还表明，氮肥使用量增加可以提高蔬菜硝酸还原酶活性，但其对硝酸盐的还原小于对硝酸盐的吸收，吸收的硝酸盐不能及时还原转化导致其在蔬菜体内的累积。1、氮肥的种类和数量不同的氮肥品种对蔬菜硝酸盐积累不同。蔬菜硝铵盐积累随氮肥用量增加而增加。在氮肥用量相同时，铵态氮和硝态氮的比例可导致NO3-积累量不同。氮肥施用方式对蔬菜硝酸盐的控制 合理氮肥施用方法也是有效降低蔬菜硝酸盐累积的主要措施。2、氮磷钾配合施用磷、钾是植物体内许多代谢合成酶的重要组分，氮磷钾配合施用不只提高蔬菜产量，还利于促进作物体内硝态氮的转运及还原转化，是降低蔬菜体内硝酸盐含量的有效措施之一。合适比例磷钾配施对于有效降低生产蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量是十分重要的措施，氮磷钾的平衡施肥可有效降低蔬菜中的硝酸盐累积，提高其食用品质。3、中、微量元素等的施用4、有机肥的施用（二）其它化学物质的影响硝酸还原酶的活性能被铵及某些氨基酸或酰胺所抑制。目前，国内普遍采用硝化抑制剂如双氰铵（DCD）等来抑制土壤硝化细菌的活性，可以减少土壤中的NO3-N含量，进而减少蔬菜对硝酸盐的吸收和积累。（三）光照和温度的影响光照也是影响蔬菜硝酸盐累积的主要因素之一。温度也是影响蔬菜硝酸盐含量的重要环境因素。（四）其它因素影响土壤水分、土壤盐分、收获时期等对蔬菜NO3-的积累也有影响。土壤水分充足时，蔬菜的生长量可提高109.9174.8%，而硝酸盐含量却降低19.425.0%。主要原因是生长超前引起的植株体养分稀释效应所致。适宜的盐渍化条件对菠菜植株维持较低水平NO3-含量有利，如土施1.0g/kg土NaCl菠菜产量与对照持平，NO3-含量却下降了18.3%，当土壤NaCl增加到2.0g/kg时，NO3-含量可再降低，但菠菜产量却明显下降了。施肥至收获的间隔时间对蔬菜NO3-含量影响也较大。生长期的长短对蔬菜NO3-含量亦有影响。（五）灌溉水的影响随着大量氮肥的施用，近年来地下水的NO3-污染愈来愈重。对于地下水NO3-N含量高的地区，使用地下水进行灌溉，会造成NO3-的循环污染，导致蔬菜可食部分NO3-污染的加剧。此外，利用被NO3-污染的地表沉积水浇灌也是蔬菜NO3-污染的途径之一。（六）设施栽培的综合影响设施栽培条件下的施肥、灌溉与耕作，土壤理化性质和小气候等发生的改变都对土壤NO3-含量产生影响：设施栽培条件下为了蔬菜高产往往施用大量的化肥尤其是N肥，在缺少降水淋洗的半封闭环境下，残留的N肥大部分以NO3-N形成滞留在土体中。据研究测定，三年以上日光温室和八年以上的塑料大棚表层土壤的NO3-N含量都高于200mg/kg土，并且随保护栽培年限的增加而提高。设施栽培的复种指数、施肥、灌溉、耕作频率都大大地超过一般农田，特别是得不到自然降水淋洗的人工保护条件，使土壤中影响硝化作用的因素如PH、水分、通气状况和温度等都发生了很大变化，尤其是人为控制、提高设施室内的空气和土壤温度，间接地为土壤硝化作用创造了条件（硝化作用最适T为3035）。设施栽培条件下的耕作方法改变了土壤理化性质，使土壤有硝化潜能发生改变，从而影响到土壤NO3-N的分布，种植豆科作物的土壤其硝化潜能优于种植非豆科作物，在设施栽培条件下还按照一般作物施肥标准进行施肥就有可能导致土壤NO3-N含量大幅上升。土壤肥力水平和土壤硝化活性的强弱变化是一致的，肥力水平高的土壤硝化菌数量多于低肥土壤。在设施栽培精耕细作下，菜田土壤养分含量丰富，其硝化活性要明显高于一般菜田和大田土壤。设施栽培条件下渗灌比沟灌表层土壤（030cm）硝态N含量要高9.040.6%。这是由于渗灌条件下NO3-N随水上移，在2030cm处滞留时间较长（渗管埋深表土下30cm处），又因硝化细菌是好气菌，在渗灌条件下水热适宜，通气性好，土壤的硝化作用强，势必引起土壤NO3-N含量增加。高温导致土壤水分蒸发强烈，保护地深层土壤NO3-N随水上移，水逸盐留，使土壤NO3-N表聚现象增强。五、蔬菜硝酸盐污染的调控途径与技术（一）合理施肥合理选择合适的氮肥品种，确定氮肥适宜施用量、适宜的施用时期和施肥方式（模式），平衡施肥，科学追肥，氮肥与有机肥的合理配合，根外追施微量元素和化学物质，施用氮肥抑制剂（如脲酶抑制剂）硝化抑制剂等等，以减少蔬菜中硝酸盐的富集。在此基础上介绍两项调控技术： 1、利用土壤剖面残留硝态氮推荐施用氮肥。2、开发、推广适宜的控释肥料。3、根外追施微量元素（二）培育高产高效、低硝酸盐积累的蔬菜品种（三）改善蔬菜生产地的生态条件，选择适宜的采收时间（四）适期采收、确保品质（五）加