硕士论文-生物有机肥对番茄及小白菜生长与品质影响效应的研究.pdf

华中农业大学 硕士学位论文 生物有机肥对番茄及小白菜生长与品质影响效应的研究 姓名：孔跃 申请学位级别：硕士 专业：植物学 指导教师：徐有明;何随成 20070601 华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 是否保密否 如需保密。解密时间年月日 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料，指导教师对此进行了审定与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意。 研究生签名：欧 时问：加叼年5 月“日 签名日期： 叼年占月，6 日签名日期：呻午6 月，6 日 注：请将本表直接装订在学位论文的扉页和日蒙之问 摘要 食品优质及安全生产越来越受到社会的关注，消费者对蔬菜产品的需求正由单 纯满足数量型转向质量型。针对当前蔬菜品质降低，硝酸盐含量过高的问题，本研 究选择番茄和小白菜作为茄果类和绿叶菜类的代表蔬菜，将生物有机肥与无机肥按 照不同比例混合进行等价对比试验。通过对番茄和小白菜品质、产量及土壤养分含 量等指标的测定，探索在不增加经济投入和不影响产量的前提下，筛选出有利于作 物生长、有利于提高果蔬品质和有利于培肥土壤的最佳施肥方案。 与无机肥料( 对照) 相比较，单独施用生物有机肥产量会有一定下降，施用生 物有机肥的番茄产量低于对照9 3 7 。生物有机肥与无机肥配合施用对产量的影响 不太大，按照3 ：7 比例配施的产量低于对照3 7 9 。施用生物有机肥的小白菜产量 低于对照2 8 1 0 。生物有机肥与无机肥按照3 ：7 比例配施的产量只比对照低7 9 8 。 生物有机肥养分释放慢，单独施用不能及时提供番茄和小白菜生长所需的养分，从 而会影响当季产量。 施用生物有机肥的番茄中硝酸盐含量比对照低1 5 7 1 ，有机肥与无机肥按照 5 ：5 比例配施的硝酸盐含量比对照低1 5 1 8 ，按照3 ：7 配施比对照低5 7 6 。施用 生物有机肥的小白菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量分别比对照低3 6 1 7 和2 1 7 7 ：生 物有机肥与无机肥按5 ：5 配施分别比对照低2 2 7 0 和i1 2 9 ；按3 ：7 配施分别比对 照低1 2 7 7 和5 9 1 。施用生物有机肥可以减少番茄果实中硝酸盐积累，降低小白 菜中硝酸盐和亚硝酸盐的含量。施用生物有机肥还可以提高番茄中维生素c 和还原 糖的含量。 番茄在定植3 0 天后开始出现花叶病，其中施用生物有机肥的番茄病害最轻， 而且病害蔓延速度慢，生物有机肥与无机肥配合施用的番茄发病率略高于施用生物 有机肥的番茄，施用无机肥的番茄发病率最高，而且发病较快，植株早衰现象严重。 在番茄生产中施用生物有机肥能减少番茄花叶病毒病的发生，减轻病害给产量和品 质带来的影响。 施用生物有机肥的土壤种植番茄后有机质含量比对照高1 1 2 1 。施用生物有机 肥的土壤种植小白菜后有机质含量比对照高1 1 1 2 。施用生物有机肥有利于土壤有 机质的积累，促进土壤养分转化，培肥土壤，有利于作物根系的伸展和对养分的吸 收。 5 培养试验表明，整个培养过程中生物有机肥处理的土壤中速效磷含量显著高于 未加生物有机肥处理。生物有机肥不但能通过自身所带磷的循环再利用改善磷素营 养，还能提高原有土壤磷的有效性，促进土壤磷的活化，提高土壤的供磷能力。 综合生长、产量、品质、病害、种植后土壤养分状况多个指标，生物有机肥与 无机三元肥按3 ：7 配施对产量没有显著的负面影响，促迸作物生长，改善果蔬品质， 减轻病害发生，培肥土壤。可作为较为科学经济的施肥方式。 关键词：生物有机肥；番茄：小白菜；生长；品质 6 a b s t r a c t m u c hm o r ea t t e n t i o ni sn o wp a i dt of o o dq u a l i t ya n ds a f e t yi nm o d e ma g r i c u l t u r a l p r o d u c t i o n n o wt h er e q u i r e m e n t so f t h ec , o n s u m e r sa r ec h a n g i n gf t o mt h eq u a n t i t yt o t h e q u a l i t y i nm o d e mt i m e s ，t h eq u a l i t yo fv e g e t a b l e si st o ol o wa n dt h en i t r a t ec o n t e n ti s t o oh i g h t ot h ep r o b l e m s ，t h et o m a t o e sa n dp a i - t s a i sw e r ec h o s e na sr e p r e s e n t a t i v et y p e s o f s o l a r i u ma n dl e a f v e g e t a b l e si nt h i sp a p e r t h ec o n w a s te x p e r i m e n tw a f td o n e , b yt h e b i o l o g i c a lo r g a n i cf e r t i l i z e rm i x e dw i t hi n o r g a n i cf e r t i l i z e ri nd i f f e r e n tp r o p o r t i o n s i n t h i se x p e r i m e n t , t h ef e r t i l i z e r sw c r eu s e de q u a l l yi nv a l u e ，t h ee c o n o m i c a li n v e s t m e n t w a sn o ti n c r e a s e da n dt h ey i e l dw a sn o ta f f e c t e d b yd e t e r m i n i n gt h et a r g e t sl i k et h e q u a l i t y , y i e l d so ft h et o m a t oa n dp a i - t s a ia n ds o i ln u t r i e n tc o n t e n t , t h eb e s tf e r t i l i z a t i o n p r o j e c tw a se x p l o r e d , w h i c hw a sa d v a n t a g e o u st op r o m o t i n gt h eg r o w t ho fc r o p s , b e n e f i c i a lt oe n h a n c i n gt h eq u a l i t yo ff i u i t sa n dv e g e t a b l e sa n dc u l t i v a t i n gt h es o i l f e r t i l i t y t h ey i e l d sw e r ed e c r e a s e di ns o m ee x t e n ti f u s i n gb i o l o g i c a lo r g a n i cf e r t i l i z e ra l o n ei n a g r i c u l t u r ep r o d u c t i o nc o m p a r e dw i t hi n o r g a n i cf e r t i l i z e r ( c k ) t h ey i e l d s o ft h e t o m a t o e sr e c e i v i n gb i o l o g i c a lo r g a n i cf e r t i l i z e rw e r e9 3 7 l e s st h a nc i li tw a st h es a m e w i t ht h ep a i - t s a i s ，t h ep e r c e n t a g ew a s2 8 1 0 t h ei n f l u e n c ew a sn o tg r e a ti nt h e t o m a t o e sr e c e i v i n g b i o l o g i c a lo r g a n i c f e r t i l i z e rm i x e dw i t hi n o r g a n i cf e r t i l i z e r c o m p a r e dw i t hc k , t h ey i e l d so f t h et o m a t o e sr e c e i v i n gt h em i x e df e r t i l i z e ra c c o r d i n g t o 3 ：7p r o p o r t i o nw e r ed e c r e a s e db y3 7 9 ，f o rt h ep a i - t s a i s ，t h ep e r c e n t a g ew a s7 9 8 t h en u t r i e n to fb i o l o g i c a lo r g a n i cf e r t i l i z e rr e l e a s e ss l o w l y i fu s e da l o n e ，i tc o u l dn o t p r o v i d en e c e s s a r yn u t r i e n tt i m e l yf o r t h et o m a t o e sa n dt h ep a i - t s a i s , t h e nt h ey i e l dw a s a f f e c t e d c o m p a r e dw i t hc g , t h en i t r a t ec o n t e n ti nt o m a t or e c e i v i n gb i o l o g i c a lo r g a n i cf e r t i l i z e r w a sd e c r e a s e db y1 5 7 1 ，t h en i t r a t ec o n t e n ti nt o m a t o e sr e c e i v i n gt h em i x e df e r t i l i z e r s a c c o r d i n gt o5 ：5p r o p o r t i o nd e c r e a s e db y1 5 1 8 ，a c c o r d i n gt o3 ：7p r o p o r t i o n , t h e p e r c e n t a g ew a s5 7 6 c o m p a r e dw i t hc t h en i t r a t ea n dn i u i t ec o n t e n ti np a i - t s a i s r e c e i v i n gb i o l o g i c a lo r g a n i cf e r t i l i z e rw a sd e c r e a s e db y3 6 1 7 a n d2 1 7 7 ，t h en i t r a t e a n dn i t r i t ec o n t e n ti np a i - t s a i sr e c e i v i n gb i o l o g i c a lo r g a n i cf e r t i l i z e rm i x e dw i t hi n o r g a n i c 7 f e r t i l i z e ra c c o r d i n gt o5 ：5p r o p o r t i o nd e c r e a s e db y2 2 7 0 0 0a n d1 1 2 9 ，t h ep e r c e n t a g e w a s1 2 7 7 a n d5 9 i a c c o r d i n gt o3 ：7p r o p o r t i o n t h eb i o l o g i c a lo r g a n i cf c r t i l z e r i m p r o v et h eq u a l 姆o f v e g e t a b l e st h r o u g hd e c r e a s i n g t h en i w a t ec o n t e n ti nt o m a t o e sa n d p a i - t s a i s , t h en i t r i t ec o n t e n ti np a i - t s a i sa sw e l l 越i n c r e a s i n gt h ev ca n dr e d u c i n gs u g a r c o n t e n ti nt o m a t o e s t h et o m a t od a s h e e nm o s a i cv i r u sa p p e a r e da f t e rt o m a t og r o w i n g3 0d a y s t h e r ew a sa h i g h e ri n c i d e n c eo fd i s e a s ei nt h et o m a t o e sr e c e i v i n gi n o r g a n i cf e r t i l i z e r , w h i l eal o w e r i n c i d e n c ei nt h et o m a t o e sr e c e i v i n gb i o l o g i c a lo r g a n i cf e r t i l i z e r , t h em i x e df e r t i l i z e r s w c r ei nt h em i d d l e i nt h ea g r i c u l t u r a lp r o d u c t i o n , t h et o m a t od a s h e e nm o s a i cv i r u s 啪 b e e nr e d l r 潮b yu s i n gb i o l o g i c a lo r g a n i cf e r t i l i z e r , a n dt h ei n f l u e n c eo fy i e l d sa n d q u a l i t y w h i c hb r o u g h tb yd i s e a s ec a na l s ob e e nr e d u c e d t ot h et o m a t o e s ，t h eo r g a n i cm a t t e rc o n t e n to ft h es o i lr e c e i v i n gb i o l o g yo r g a n i c f e r t i l i z e rw a s11 2 1 h i 曲c rt h a nc ki tw a st h es a l o ew i t ht h ep a i - t s a i s ，t h ep e r c e n t a g e w a s1 1 1 2 a p p l i c a t i o no fb i o l o g yo r g a n i cf e r t i l i z e r 啪a c c u m u l a t et h es o i lo r g a n i c m a t t e ra n dn u t r i e n t s ，f e r t i l i z et h es o i l ，a n dc o n d u c i v et ot h es p r e a do f c r o p s 7r o o t sa n dt h e a b s o r p t i o no f n u t r i e n t s t h ee x p e r i m e n t si n d i c a t e d ：t h ea v a i l a b l ep h o s p h o r u sc o n t e n to ft h es o i lr e c e i v i n g b i o l o g i c a lo r g a n i cf e r t i l i z e rs i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a nw i t h o u tb i o l o g i c a lo r g a n i c f e r t i l i z e r t h eb i o l o g i c a lo r g a n i cf e r t i l i z e rc o u l dn o to n l yi m p r o v et h ep h o s p h o r u sn u t r i t i o nb y r e u s i n gi t so w np h o s p h o r u s ，b u ta l s oe n h a n c e dt h ee x i s t i n gs o i lp h o s p h o r u se f f e c t i v e n e s s , p r o m o t et h ea c t i v a t i o no f s o i lp h o s p h o r u s i m p r o v e dt h es o i l sc a p a c i t yf o rp h o s p h o r u s b a s i n go nt h ev a r i o u si n d i c a t o r so ft h eg r o w t h , y i e l d s ，q u a l i t y , p l a n td i s e a s e ，s o i l n u t r i e n ts t a t u s , w ec a ns t h a tb i o l o g i c a lo r g a n i cf e r t i l i z e rm i x e dw i t hi n o r g a n i c f e r t i l i z e rb y3 ：7p r o p o r t i o nc o u l dp r o m o t et h eg r o w t h , i m p r o v et h eq u a l i t y ，r e d u c et h e d i s e a s ep r o p o r t i o n , i n c r e a s et h es o i lo r g a n i cm a t t e ra n df e r t i l i z et h es o i l ，w i t h o u t a f f e c t i n gt h ey i e l d s i naw o r d , i t sam o r es c i e n t i f i ca n d e c o n o m i cf e r t i l i z a t i o nm e t h o d k e yw o r d s ：b i o l o g i c a lo r g a n i cf e r t i l i z e ；t o m a t o ；p a i - t s a i ；g r o w t h ；q u a l i t y 8 1 前言 喜肥且需肥量大是蔬菜作物的营养特性。近年来，为了提高蔬菜产量，满足市 场不断增长的需求。蔬菜生产中普遍存在盲目地偏施滥施化学肥料，尤其是氮肥、 施肥养分比例失调等现象。在蔬菜栽培中，化学肥料的大量施用在增产的同时，也 导致了菜园土壤酸化、有机质降低、土壤板结、水源污染等一系列的生态环境问题。 大量施用化学肥料也是导致蔬菜品质恶化，蔬菜特别是叶菜类蔬菜硝酸盐含量超标 的重要原因。 ， 蔬菜含有丰富的维生素、矿物质、碳水化合物、蛋白质、纤维素等，是人们生 活中重要的植物性食品。同时，蔬菜尤其是叶菜类和根菜类，极易富集硝酸盐，硝 酸盐会对人体健康构成潜在威胁( b o i n ka n ds p e i j e r s , 2 0 0 1 ；s t a n t a m a r i ae ta 1 ， 1 9 9 8 ) 。随着经济的发展和人们环保意识的增强，食品优质及安全生产越来越受到 社会的关注，消费者对蔬菜产品的需求正由单纯满足数量型转向质量型。在此背景 下，无污染、安全、优质的无公害蔬菜受到消费者的广泛青睐。 大量的调查结果均表明，我国大城市郊区生产的蔬菜硝酸盐污染是较为严重的。 根据陈新平等对北京市蔬菜硝酸盐含量的调查显示，在所检样本中小白菜、小油菜、 菠菜、茼蒿、伏白菜等1 0 0 均不宜生食，大白菜有4 1 的样本超过熟食标准。成都、 珠江三角洲等地区的抽样调查表明，蔬菜中的硝酸盐含量超标现象也较为严重，在 对以上城郊蔬菜调查中发现很多地区蔬菜的硝酸盐污染率达到t 0 0 。其中又以叶菜 类最为严重，而叶菜类蔬菜又是人们日常生活中食用较多的主要蔬菜。在全国其它 城市如上海、天津、重庆( 周根娣和卢善玲，1 9 8 9 ；潘浩等，1 9 9 8 ；黄建国和袁玲， 1 9 9 6 ) 等地的蔬菜也存在同样的超标问题。可见，我国蔬菜污染形势非常严重，蔬 菜硝酸盐超标严重，已成为无公害蔬菜生产的限制因子之一。因此，如何控制蔬菜 硝酸盐含量在安全范围之内，提高蔬菜品质已成为发展无公害蔬菜生产中的关键问 题之一。 蔬菜硝酸盐累积与调控的研究较多，但系统地、多因素动态平衡地综合调控蔬 菜硝酸盐累积研究较少，不少研究结果缺乏实用性，并且差异较大，在生产实践中 难以形成有效的调控蔬菜硝酸盐累积的手段。从蔬菜营养生理、营养化学和不同肥 料的养分释放特点的角度，探索蔬菜施肥与蔬菜硝酸盐累积关系，可为生产实践中 降低蔬菜硝酸盐含量提供参考。 9 1 1 文献综述 1 1 1 蔬菜中的维生素c 与硝酸盐 蔬菜是人们日常生活中重要的副食品之一，是人体必需的多种营养元素的重要 来源，它可提供丰富而又廉价的各种维生素、矿物质和纤维素。同时蔬菜又是一种 容易富集硝酸盐的植物，硝酸盐含量是评价蔬菜品质的重要指标之一。 蔬菜品质包括维生索、糖分、硝酸盐、氨基酸、以及蛋白质和矿质元素含量等 因子。其中以v c ( 维生素c ) 最为重要，因为人体不能合成，需要从蔬菜和水果中 摄取。蔬菜v c 含量的高低在很大程度上取决于蔬菜的种类，但不同的蔬菜品种，甚 至同一品种不同生长发育阶段的v c 含量也有一定差别。其次是糖分，蔬菜产品中糖 分和氨基酸含量的多少对产品的食用味觉品质极为重要，并对蔬菜采后贮藏、运输 中的营养品质也有着重要影响。另外，蔬菜中的矿质元素也有很高的营养价值。 硝酸盐对蔬菜品质的负面影响最大，当它在人体内累积达到一定水平时就会对 健康产生重大的危害( 陈振德和冯东升，1 9 9 4 ) 。据统计，人体摄取的硝酸盐7 0 0 8 0 来自蔬菜，其余来自水和饮料等( 陈振德和程炳嵩，1 9 8 8 ) 。进入人体内的硝 酸盐，可还原生成对人体危害极大的亚硝酸盐，1 9 5 9 1 9 6 5 年间欧洲就有1 5 例高铁 血红蛋白症是由菠菜中的硝酸盐而引起的。 蔬菜食用部分硝酸盐含量是蔬菜卫生品质的一个限制指标。早在1 9 7 3 年，世界 卫生组织和联合国粮农组织( w h o f a o ) 就已规定，硝酸盐的a d i 值( 人体日允许 摄入量) 为3 6 m g k g ( 体重) 。最高限值( 引起人体中毒的硝酸盐浓度) 为2 5 8 m g k g 。 若以人体体重为6 0 l 【g ，每日摄入蔬菜0 5 k g 计算，则蔬菜中允许的含量为4 3 2 m g k g 。 最高限值为3 0 9 6m y k g 。 中国农科院蔬菜花卉所沈明珠等根据世晃卫生组织和联合国粮农组织( w h 0 鼢l o ) 规定的a d i 值，提出蔬菜可食部分硝酸盐含量的分级评价标准( 见表1 ) 。同 时也提出同一植株不同部位硝酸盐分布有很大差异，其中油菜叶柄( 15 6 8m g k gp 叶片( 6 1 9m g k g ) ( 沈明珠等，1 9 8 2 ) 。1 9 9 4 年中国农业大学绿色食品课题组也制定 了蔬菜硝酸盐安全限量，其中叶菜类( 油菜、菠菜) n 0 3 “ - - n 含量小于3 0 0 0m g k g 可熟吃。 表1 蔬菜硝酸盐( n 仉一- n ) 分级评价标准。 t a b l e1c l a s s i f i c a t i o ns t a n d a r do fv e g e t a b l en i t r a t ec o n t e n t a 1 沈明珠等，1 9 8 2 所有蔬菜都含硝酸盐，不同种类蔬菜新鲜可食部分中的硝酸盐含量为：根菜类 薯芋类 绿叶菜类 白菜类 葱蒜类 豆类 瓜类 茄果类蔬菜( 沈明珠等，1 9 8 2 ) ；同 一种蔬菜的不同品种之间( 汪李平，2 0 0 1 ) ，同一种蔬菜的不同部位之间( v o r o n i n a , 1 9 9 71 硝酸盐含量也相差很大。 蔬菜尤其是叶类和根类蔬菜极易富集硝酸盐，硝酸盐对人体健康存在潜在威胁 ( 李会合等，2 0 0 4 ) 。无公害蔬菜的生产要严格控制硝酸盐和亚硝酸盐的残留量。 国家无公害蔬菜卫生指标规定亚硝酸盐含量gm 拈g 。 中华人民共和国食品中亚硝酸盐限量卫生国家标准( g b l 5 1 9 8 - 9 4 ) ，规定了食 品中亚硝酸盐允许限量卫生标准( 表2 ) 。 表2 食品中亚硝酸盐限量指标 t a b l e2s t a n d a r d 。s e tl i m i tt on i t r i t ec o n t e n ti nf o o d 品种 赫篙2 扪 粮食( 大米、面粉、玉米) 蔬菜 鱼类( 鲜) 肉类( 鲜) 蛋类( 鲜) 酱腌菜 乳粉 食盐( 精盐) 3 4 3 3 5 加2 2 根据2 0 0 2 2 0 0 4 年对上海郊区蔬菜园大面积抽样调查发现，叶菜类的硝态氮含 量较高，平均为4 6 3 9 5m g k g ；其次是豆类，平均值为1 4 1 9 1m g k g ：瓜类、茄果类、 食用菌类蔬菜的硝态氮平均含量较低，分别为1 0 2 3 8m g k g ，3 8 8 1m g k g ，2 6 2 9 m g a , g 。绿叶菜类硝酸盐平均含量分别是豆类、瓜类、茄果类、食用菌类的3 2 7 、4 5 3 、 1 1 9 5 、1 7 6 5 倍。按上述标准，豆类、瓜类、茄果类、食用菌类样品中硝酸盐没有超 过一级标准，污染较轻。而叶菜类的所有样品没有超过二级标准。大棚蔬菜样品有 1 1 个超过二级标准，占3 1 4 。其中2 个超过三级标准，占大棚蔬菜样品的5 7 ，污 染指数最高的达3 5 0 所有样品f l c j n 0 3 “ - - n 含量未超过最高质量分数限值。 硝酸盐对作物本身没有害处，但摄入人体后却会对人体的健康构成很大威胁。 人体摄入的n 0 3 。在肠胃中被还原为n 0 2 “ 。而n 0 2 - 能迅速进入血液，将血红蛋白中的 铁氧化为高铁，使其变成无法运输0 2 的高铁血红蛋白；n 0 2 1 还可以与体内的各种胺 反应，生成强致癌的n 一亚硝基胺和次生胺二类物质；同时，这类化合物还有引起 胎儿畸形的潜在威胁。尤其是近年来研究者对强致癌物亚硝胺及其前体亚硝酸盐和 硝酸盐对人体健康的影响极为重视。 v c 能有效地抑制体内亚硝酸盐和胺类物质的合成作用，从而防止致癌物亚硝胺 的形成( 于世光等，1 9 8 8 ) 。因此，降低蔬菜中的硝酸盐含量，提高v c 含量是当今 有机蔬菜生产中十分重要的问题。 1 1 2 施氮肥对蔬菜品质的影响 1 1 2 1 对蔬菜硝酸盐含量的影响 大多数旱地蔬菜从土壤中吸收的n 以呈高度氧化态的硝态氮为主。硝态氮在参 与合成含氮有机化合物之前，必须在n r ( 硝酸还原酶) 、n 沮( 亚硝酸还原酶) 、 g s ( 谷氨酰胺合成酶) 、g o g a t ( 谷氨酸合成酶) 等酶催化下被还原( c a m p b e l l ， 1 9 9 8 ) 。硝酸盐还原同化过程中需要钼、锰、铁、铜、硫、磷等多种必需营养元素 参与 蔬菜根系吸收转运n 0 3 是蔬菜氮素营养代谢的第一步。高等植物体中存在两种 n 0 3 。吸收转运系统，即高亲和吸收转运系统( h i g h a f f i n i t yt r a n s p o r ts y s t e mh a t s ，k 5 3 0 0 u m o l l 1 ：或称系统i ) 和低亲和吸收转运系统( 1 0 w - a f f i n i t yt r a n s p o r ts y s t e m l a t s ，k m o 5 r e t o o l l - 1 ；或称系统i i ) ，h a t s 又被分为组成型( c o n s t i t u t i v eh a t s ) 和诱导型( i n d u c i b l eh a t s ) 两种( f o r d e ，2 0 0 0 ) 。在上述两个吸收转运系统的作 用下，外界n 0 3 浓度为5n m o l l - 1 5 0m m o lr l o 时均能被植物吸收。 植物根系吸收的硝酸盐大部分通过木质部转运到叶片被还原。n r 是硝酸盐还厉 的调节酶和限速酶，在硝酸盐还原中起决定性作用。同时n r 是基质诱导酶，n 0 3 - 对n r 的诱导作用发生在转录水平( c m w f o r da n dg l a s s ，1 9 9 8 ；c r a w f o r d , 1 9 9 5 ) 。介 质中n 0 3 浓度高，n r 活性强。n r 是一个同型二聚体，为同聚多亚基蛋白，每一个 亚基分子质量为1 0 0 1 2 0 k d a ，每个亚基含3 个辅基：f a d ( 黄索腺嘌呤二核苷酸) 、 血红素( c y t - b s s 7 ) 和一个含钼的因子( m o c o ) ，每个辅基为一个氧化还原中心。 m o c o 是一个取代的蝶呤基( 称为钼蝶呤) ，具有由两个硫配体结合的钼( s o l o m o n s o a n d b a r b e r , 1 9 9 0 ；w a r n e r a n d k l e i n h o f s ，1 9 9 2 ) 。n r6 l n d ( p ) h 中得到电子，然后 通过还原态f a d 将电子传递至u c y t - b s 5 7 暑4 1 m o c o ，最终将电子传给n 0 3 ，将其还原为 n 0 2 “ ；n i r ) a f o d 得到电子，电子经4 f e - 4 s 、f a d 和s i r o h a e m 4 4 专递给n 0 2 “ ，使其被还 原为n h 4 + ，参与氮素代谢。 蔬菜硝态氮累积的机理研究较多，但论点不一。大量研究认为，蔬菜硝态氮吸 收与还原转化不平衡是产生累积的根本原因，硝态氮累积的增加程度远大于生长量 的增加程度，这种因生长滞后而引起的养分富集效应使累积过程加剧。 植物体内硝酸盐累积是一种奢侈消耗，植物在氮素供应过剩时，以超过自身需 要的速度吸收硝态氮，并将多吸收的硝态氮贮存起来，以便在氮素供应不足时，维 持正常生长需要( k o c he ta 1 ，1 9 8 8 ) 。植物体的这种氮素奢侈消耗可能是植物体硝 酸盐累积的重要原因。植物细胞中的硝态氮呈区域化分布，5 8 9 9 存在于贮存 库( s t o r a g ep o l l ，s p ) 液泡中，小部分位于代谢库( m e t a b o l i cp o l l ，m p ) 的细胞质 中，而n r 主要定位于细胞质中，其中的硝态氮可以迅速被还原，液泡中的硝态氮难 以被还原利用。硝酸盐和n r 在细胞中存在和分布的这种非一致性，也可能是造成硝 酸盐在植物体内累积的一个重要原因( d a t t aa n ds h a r m a ，1 9 9 9 ) 。 此外，硝态氮是植物体内重要的渗透调节物质，在进行渗透调节、维持植物正 常生长及根系吸水等方面起重要作用；硝态氮是氮代谢的一种信号调节物，是许多 生理反应过程的信号物质( c r a w f o r d , 1 9 9 5 ；s t e i n g r o v e r e ta 1 ，1 9 8 6 ) 。 在蔬菜的各种必需营养元素中，以氮素营养对蔬菜硝酸盐含量的影响最直接， 表现在氮肥用量、种类及形态配比、施用时期、方法和氮素的供应方式等方面 ( b a b i l da n de l k n e r , 2 0 0 2 ；g u n e s ，1 9 9 6 ；k h a ne ta 1 ，2 0 0 0 ) 。氮肥用量与蔬菜硝酸盐 含量呈极显著正相关，科学控制施氮量是降低硝酸盐含量的首要措施( s a n t a m a r i ae t a l 。，1 9 9 7 ) 。有研究指出，不同氮源对叶类蔬菜硝酸盐含量影响很大， 2 之化学氮月巴 有机氮肥，化学氮肥中以硝酸铵 尿素 碳铵 硫铵 氯化铵( 庄舜尧和孙秀廷，1 9 9 5 ) 。 这与不同氮源中硝态氮的含量和陪伴离子有关( s a d y e ta 1 ，2 0 0 1 ) 。近代农业由于 片面追求经济效益，往往高比铡地施用氮素化肥，成为蔬菜硝酸盐污染的最主要原 因。 有研究表明，氮肥的施用显著地提高包菜、皱叶甘蓝和胡萝卜硝酸盐的积累 ( d r i p , 1 9 9 3 ) ；增大氮素用量，会使叶菜类蔬菜的硝酸盆积累迅速提高，龙葵叶片 ( m u r a g e ，1 9 9 6 ) 、空心菜( 任祖淦和邱孝煊，1 9 9 9 ) 、菠菜( 高祖明等，1 9 8 6 ：高 祖明等，1 9 8 9 ) 中硝酸盐含量随着氮肥用量的增加而明显增加；黄瓜果实中硝酸盐 含量也有类似的趋势( 刘明池和陈殷奎，1 9 9 6 ) 。小白菜( 胡承孝等，1 9 9 2 ) 和芹 菜( 郑广胜等，1 9 9 4 ) 的n 0 3 。n 积累与氮肥施用水平呈正相关，相关系数达到了 显著水平。在影响蔬菜硝酸盐积累的因素中，高祖明认为氮磷比过大是造成叶菜类 蔬菜硝酸盐积累的根本原因( 高祖明等，1 9 8 9 ) 。 硝酸铵、硝酸钙、硝酸钾及含硝态氮的化肥，容易使蔬菜积累硝酸盐，蔬菜地 不宜施用。碳铵、硫酸铵、酰胺态氮、尿素应在控制用量的基础上深施盖土。深旌 在土壤1 2 1 5 c m 以下，肥料利用率高，硝化作用缓慢，可减少蔬菜对硝酸盐积累。 在菌期施氮肥最好，有利于蔬菜早发、快长，有利于降低硝酸盐积累。增施磷、钾 肥，适当施用含氯离子和硝酸根离予的化肥，可降低蔬菜中硝酸盐的积累，提高蔬 菜品质。另外，不同年际间蔬菜栽培环境的变化比氮肥施用量对蔬菜硝酸盐积累的 影响要大( d r l i l g1 9 9 3 ) 。因此，研究不同栽培环境下蔬菜的氮素营养水平的调控、 养分问关系的协调，可为合理施肥、控制蔬菜硝酸盐含量提供理论基础。 1 1 2 2 对蔬菜维生素c 含量的影响 很多研究已经证实了适量施用氮肥能提高蔬菜产品中的v c 含量，但用量过高通 常会降低v c 的含量( s o r e n s e n , 1 9 9 3 ) 。对叶菜类蔬菜来说，菠菜增施氮肥有利予叶 片中v c 的形成( 高祖明等，1 9 8 9 ) 。茄果类蔬菜番茄果实中的v c 含量随着氮肥用量 的增加而相应地提高，但当尿素用量超过了6 2 5g ，株后，v c 含量则随用量的增加而 呈降低的趋势( 李远新等，1 9 9 7 ) 。其他研究者也发现一些v c 含量较高的蔬菜，如 球芽甘蓝的v c 含量在氮肥用量超过2 0 0k g h m 2 后开始降低( b a b i k , 1 9 9 6 ) 。甘蓝和 1 4 大白菜的v c 含量在氮肥用量为3 6 0k g h m 2 时仅为对照的5 0 ( 庄舜尧和孙秀廷 1 9 9 7 ) 。在很多情况下，蔬菜的氮肥产量效应与产品中v c 含量的消长不是平行的。 1 1 2 3 对蔬菜糖分含量的影响 氮肥用量对蔬菜糖分含量的影响与其对v e 含量的趋势基本相同。在适宜的范围 内，保护地番茄果实中还原糖含量随着施氮量的增加而增加( 李远新等，1 9 9 7 ；庄 舜尧和孙秀廷，1 9 9 7 ) 通常情况下，高量旌用氮肥会降低蔬菜中的糖分含量，当 氮肥用量超过2 0 0k 蚰m 2 时，球芽甘蓝的总糖含量降低( b a b i k , 1 9 9 6 ) 。但也有研 究者认为不施氮肥的蔬菜糖分含量要比其他处理的高得多。 1 1 2 4 对蔬菜其他品质因子的影响 据报道，在一定的氮肥用量情况下，施用氮肥增加抱子甘蓝的苦味fs c a i f ea n d t u r n e r , 1 9 8 5 ) ，表明产品中某类葡萄糖苷化合物的含量提高( f e n w i e ke l ：a 1 ， 1 9 8 3 ) 。高氮肥水平下生长的甜菜，烹制成菜泥后味道变苦，是由于谷氨酰胺衍生 的p a c ( 毗咯烷酮羧酸) 引起的( s h a l l e n b e r g e ra n d m o y e r ，1 9 5 8 ) 。只有在低氮、 中钾水平下，球茎甘蓝产品中的挥发性香气化合物浓度最高( f i s c h e r , 1 9 9 2 ) 。氮 肥用量高除了增加产品中的硝酸盐的含量外，还降低胡萝卜、包菜和矮生菜豆的耐 贮藏性，损坏胡萝卜、芹菜和包菜的香气( m a y n a r de t a l ，1 9 7 6 ) 。 北京市蔬菜研究中心1 9 9 l 1 9 9 3 年研究了大白菜不同氮肥施用量对其品质的影 响，结果表明：每6 6 6 7m 2 施纯氮4 0l 【g 与常规2 0l q g 处理相比，其可溶性糖下降3 1 ， v e 下降6 ，n d f ( 中性洗涤纤维) 下降1 5 ，矿质c a 下降2 3 ，出窖商品率下降1 0 。 表明过量施用氮肥使大白菜品质、贮藏性下降和干烧心生理病害加重( 张菊平和张 兴志，2 0 0 6 ) 。 1 1 3 提高蔬菜品质的对策 目前我国蔬菜生产污染问题突出，产品品质令人担忧。如何提高设施蔬菜产品 的质量已成为当前生产和科研的重要课题。发展绿色蔬菜食品一直受到国家及有关 部门的高度重视，国家“十五”计划将发展绿色食品作为未来相当长一段时间内农 业的发展方向，国家经贸委等8 部委提出了“提倡绿色消费，培育绿色市场，开辟绿 1 5 色通道”的。三绿工程”实施计划，这些政策方案的出台，为推动绿色蔬菜食品产 业的发展将发挥重要作用。 提高我国蔬菜品质的六项对策：建立蔬菜无害化生产基地：选用适合栽培、 抗病性强的优良蔬菜品种；科学配方施肥，减少氮肥用量，提高肥料利用率； 科学施用农药，建立病虫害综合防治体系，减少蔬菜产品农药残留；改善设旋内 的温光环境，减少生长调节剂的使用；建立产品质量监督、检测体系。( 张菊平 和张兴志，2 0 0 6 ) 1 1 3 1 营养平衡与蔬菜品质 蔬菜的生长发育需要大量、中量、微量元素和有机物质的参与，介质中保持适 宜的营养元素数量和比例有利于蔬菜的优质高产和无公害。蔬菜营养平衡包括大量 元素平衡、大量元素与中微量元素平衡、有机无机营养间的平衡及根部营养与根外 营养平衡等。 氮、磷、钾对蔬菜的生长有决定作用，可有效控制蔬菜硝酸盐含量，氮、磷、 钾适宜的配比是蔬菜科学施肥的理论基础。氮肥用量与蔬菜体内硝酸盐积累呈正相 关，而磷、钾肥则与硝酸盐积累呈负相关。氮、磷、钾配施既可使蔬菜高产，又可 降低硝酸盐含量。氮与锌、锰、钼等微肥配施使蔬菜产量提高，同时，锌、锰、钼 可以调节硝酸还原酶活性，促进氮素代谢，从而降低硝酸盐含量( u r r e s t a r a 2 ue ta 1 ， 1 9 9 8 ) 。在施用氮、磷、钾、的同时，配施硼、锌、钼等微量元素和硝化抑制剂可 明显提高蔬菜产量，而硝酸盐含量则大幅度降低，改善蔬菜品质。 营养元素的形态、数量及比例影响植物的激素代谢，并通过影响各种激素浓度 的变化和其间的平衡，对作物生长产生影响。有机肥料中含有丰富的无机和有机成 分及生物活性物质( 酶类、氨基酸类及腐殖酸类物质) 有机肥料中虽然养分种类 多，但养分含量低，蔬菜需肥量大，特别是叶菜在生长过程中需氮强度大，因而化 学氮肥与有机肥料配施是提高蔬菜产量和品质、降低硝酸盐积累的有效地措施。其 原因在于生物降解有机物是个渐进过程，养分释放缓慢，适合于蔬菜对养分的吸收； 有机肥料中含有较多酚、糖、醛类化合物及羧基，可对肥料中的n h 4 + 吸附和固定， 抑制n h 4 + 的硝化作用，减少n 0 3 _ n 的形成，有效地降低蔬菜对硝态氮的吸收，从 而减少硝酸盐的积累。 “ 1 1 3 2 有机肥与蔬菜品质 为了改善蔬菜品质，生产上提出了各种无公害生产模式( 李朋忠等，2 0 0 3 ；金 永钧和李昆跃，2 0 0 1 ：顾寄南和毛罕平，1 9 9 9 ) ，但不一定适合各种栽培条件下蔬 菜品质的改善。有机肥的旌用作为解决这一问题的有益农业措施在当今的蔬菜生产 中越来越受到人们的重视。施用有机肥料减少蔬菜中硝酸盐积累的原因：一方面生 物降解