上海市郊蔬菜硝酸盐含量及评价.doc

姚春霞等：上海市郊蔬菜硝酸盐含量及评价 371上海市郊蔬菜硝酸盐含量及评价姚春霞1，陈振楼1，陆利民2，候 晶1，陈 华1，杨红霞11. 华东师范大学地理信息科学系教育部重点实验室，上海 200062 ；2. 上海市浦东新区农业技术推广中心，上海 201201摘要：对上海市不同种类和不同种植方式下的蔬菜硝酸盐含量进行测定，以期了解上海市蔬菜的硝酸盐含量现状。结果表明，不同种类蔬菜硝酸盐含量（设为Y）由高到低依次为：Y(绿叶菜类)Y(豆类)Y(瓜类)Y(茄果类)Y(食用菌类)；叶菜类的硝态氮含量较高，平均为463.95 mg/kg；其次是豆类，平均值为141.91 mg/kg；瓜类、茄果类、食用菌类蔬菜的硝态氮平均含量较低，分别为102.38 mg/kg，38.81 mg/kg，26.29 mg/kg。耕作和种植制度均能影响硝酸盐在土体中的积累和迁移，由于管理方式不同，同一种蔬菜品种的NO3-N质量分数（设为 y）由高到低依次为：y(大棚蔬菜)y(露地蔬菜)y(传统自留地蔬菜)。所有样品中叶菜类蔬菜的硝酸盐含量超过一级标准的占57.1%，污染指数最高的达3.50,污染较重；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的，污染较轻。关键词：蔬菜；NO3-N；含量；评价中图分类号：X56 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2005）03-0365-04蔬菜是人们日常生活中重要的副食品之一，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。近年来，为了提高蔬菜产量，满足市场不断增长的需求，蔬菜生产中氮肥用量大，一些地方施氮量高达3300 kg/hm21，超过作物需求量的数倍。已有研究表明，人类摄入的硝态氮有72%94%来自蔬菜2，大量施肥可导致菜田土壤和蔬菜特别是叶菜类蔬菜体内硝酸盐积累。现代医学证明，人体摄入的硝酸盐导致高铁血红蛋白症，诱发消化系统癌变3，这对人体的健康形成了潜在的威胁。上海市农业集约化水平较高，化肥的大量施用对农田环境造成一定程度的影响。本文以上海市郊不同管理类型菜地生长的多种蔬菜为研究对象，分析其硝酸盐含量，以了解上海市蔬菜的硝酸盐含量现状，为评价蔬菜品质和提出控制措施提供科学依据。1 采样与分析方法从2002年11月至2004年7月的秋季、冬季、夏季陆续采集了上海市郊西片青浦区朱家角镇，南片金山区枫泾镇，东片浦东新区机场镇、川沙镇、北蔡镇、孙桥镇、张江镇，北片宝山区罗店镇的不同管理方式菜地的收获期蔬菜样。传统自留地蔬菜样20个，全部为青菜；园艺场大棚蔬菜样40个，园艺场露天蔬菜基地蔬菜样35个，包括绿叶菜类、豆类、瓜类、茄果类、食用菌类5大类20种蔬菜95个样品。蔬菜取可食部分，用一级水洗净晾干后用10000 r/min高速组织捣碎机切断捣碎，制成匀浆，按照GB/T5009.332003 4蔬菜、水果中硝酸盐的测定方法进行硝酸盐和亚硝酸盐含量分析。2 结果与讨论2.1 不同种类蔬菜硝酸盐含量图1 不同种类蔬菜中的NO3-N平均含量（以鲜质量计）Fig. 1 The contents of NO3-N in different kinds of vegetables蔬菜硝态氮的累积因蔬菜品种不同而有极大差异(见图1)。不同种类蔬菜硝态氮含量的平均值由硝酸盐含量（设为Y）高到低依次为：Y(绿叶菜类) Y(豆类)Y(瓜类)Y(茄果类)Y(食用菌类)。叶菜类的硝态氮含量较高，平均为463.95 mg/kg；其次是豆类，平均值为141.91 mg/kg；瓜类、茄果类、食用菌类蔬菜的硝态氮平均含量较低，分别为102.38 mg/kg，38.81 mg/kg，26.29 mg/kg。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3.27、4.53、11.95、17.65倍。不同种类蔬菜之间亚硝酸盐平均含量无太大差异，大部分蔬菜的亚硝酸盐含量都较低，总的趋势和硝酸盐含量一样，由高到低依次为Y(绿叶菜类)Y(豆类) Y(瓜类)Y(茄果类)Y(食用菌)。植物体中亚硝酸还原酶的活力远高于硝酸酶的活力，当植物根系吸收的硝酸盐被硝酸还原酶还原成亚硝酸盐后，就会连续被活力较高的亚硝酸还原酶还原成胺7，因此植物体一般不会积累过多的亚硝酸盐。新鲜蔬菜中亚硝酸盐含量通常较低，不会给人体健康带来直接威胁。表1 不同管理下同种类蔬菜中的NO3-N质量分数Table 1 The contents of NO3-N in different manage ofthe same kind vegetables mgkg1不同管理方式项目绿叶菜类豆类瓜类茄果类食用菌样本数184973大棚蔬菜最小值521.3282.5660.636.6011.45最大值1413.76198.31176.31102.9749.58平均值836.76157.44111.6552.0426.50标准差258.8546.1135.3437.0316.57变异系数0.310.290.320.710.63样本数173653园艺场露地蔬菜最小值178.6491.3037.142.8217.38最大值606.89175.31145.6241.5835.41平均值317.98121.1985.6920.2923.75标准差119.1238.3441.4914.908.26变异系数0.370.320.480.730.35不同作物累积硝酸盐的能力各异58，以根、茎和叶营养器官供食的菜类，均属于硝酸盐积累型；而以果实供食用的蔬菜，属于低富集型9。绿叶菜类耐肥性极强，施氮肥比其他蔬菜品种要高，而且易于富集NO3-N，因此常累积有大量硝酸盐，降低了其营养价值。而有些蔬菜，如番茄，不论施用何种氮肥，施量多少，硝酸盐含量均不超过国家规定标准。由于农户分散经营，施肥管理水平不同，同一类蔬菜中不同品种的蔬菜硝态氮含量有明显差异，即使是同种蔬菜样品的硝酸盐含量之间的变异也较大10。检测的7种叶菜类55个样品中，鸡毛菜的含量最高，达1413.76 mg/kg，平均含量达1021.39 mg/kg。杭白菜864.251009.97 mg/kg，空心菜416.46 666.24 mg/kg，芹菜486.43832.78 mg/kg，苋菜413.56807.325 mg/kg，青菜178.64 562.52 mg/kg，甘蓝445.72 mg/kg；豆类，瓜类蔬菜硝酸盐高的品种与含硝酸盐低的品种之间相差好几倍的也存在。瓜菜中，西葫芦的含量为176.31 mg/kg，而黄瓜为60.63 mg/kg，丝瓜为37.14 mg/kg；茄果类蔬菜中，蒜苔最高，达102.97 mg/kg，茄子普遍高于辣椒，小番茄的硝酸盐含量最低，范围在2.8222.52 mg/kg。差异的主要原因是遗传因素11，包括两个方面，其一是不同蔬菜根系吸收硝酸盐的能力不同，吸收能力强的蔬菜硝酸盐含量高; 二是不同蔬菜的硝酸还原酶活力不同，硝酸还原酶活力弱的可能造成过多的硝酸盐累积。2.2 同一品种蔬菜的硝酸盐含量差异 不同的栽培方式收获的蔬菜，即使是同一蔬菜品种，其硝酸盐含量相差也甚大，大棚栽培的蔬菜中硝酸盐含量明显高于露地栽培的。硝酸盐含量最低的是自留地蔬菜。表1列出了大棚和露地不同种类蔬菜的含量比较，因本文采样的传统自留地只有青菜，故没有列入表1，传统自留地青菜的硝酸盐含量范围在78.64376.66 mg/kg，平均值252.50 mg/kg，标准偏差为75.13，变异系数为0.30。耕作和种植制度均能影响硝酸盐在土体中的积累和迁移。大棚蔬菜施肥量高，施N量偏高很多，是蔬菜需要量的68倍，在缺少降水淋洗的半封闭条件下，残余的氮肥大部分以NO3-N的形态滞留在土体中，导致土壤中硝酸盐大量积累。蔬菜吸收的氮素有很大部分来自土壤，经对菜地土壤的监测结果分析，不同耕作制度下土壤的硝酸盐含量明显不同。菜田由于管理方式不同，大棚蔬菜地土壤中NO3-N含量明显高于其它管理方式下的土壤，含量由高到低依次为：大棚蔬菜地露天蔬菜地传统自留地。对于为自身提供蔬菜的传统自留地(也称自留地)，农民则会相应地减少化肥和农药的投入，所以此类土壤上生长的蔬菜远低于同一类大棚蔬菜。另外大棚栽培中光照较弱，减弱了植物的光合作用，影响硝酸盐还原酶的活性，而导致硝酸盐量差别较大。研究发现蔬菜在高光照比低光照条件硝酸盐含量下降速率快，氮浓度条件下，遮光处理比不遮光处理硝酸盐积累要高12。同一种蔬菜的硝态氮含量因采样季节和地点不同也有明显差异，自留地冬季的青菜平均值为362.13 mg/kg，而夏季的为198.36 mg/kg，相差163.77 mg/kg之多。土壤水分对植株体内硝酸盐积累有明显影响，干旱少雨和水分胁迫条件下，植株体内常累积大量硝酸盐，其原因主要是水分缺乏，影响植株同化作用进行，硝酸还原酶活性下降所致。王朝辉等试验表明，土壤水分充足时，蔬菜的生长量可提高109.9 %174.8 %，硝酸盐含量降低19.4%25.0%，硝酸还原酶活性明显降低，引起蔬菜硝酸盐降低。因此，在蔬菜生产中应注意水分管理，避免由于缺水造成水分胁迫。3 蔬菜硝酸盐污染现状评价分析3.1 评价标准关于蔬菜硝酸盐限量标准，我国目前尚未制订。1973年世界卫生组织(WHO)和联合国粮农组织(FAO)制订了食品中硝酸盐的限量标准，以ADI值为基础，提出蔬菜可食部分中硝酸盐含量的卫生标准为432 mg/kg (鲜样)；亚硝酸盐每日允许摄取量为0.13 mg/kg (体质量)，每人每日容许量为7.8 mg。另据研究，蔬菜在经过盐渍、煮熟后硝酸盐含量分别减少45%和60%70%。以此折算，硝酸盐含量可分别扩大为785和1234 mg/kg。而人体可能中毒的蔬菜中硝酸盐质量分数为3100 mg/kg，故3100 mg/kg定为蔬菜中硝酸盐质量分数最高限量13。由上述讨论计算得到的蔬菜硝酸盐评价分级标准见表2。因本实验检出的蔬菜亚硝酸盐含量均远低于WHO/FAO规定的允许值15.5 mg/kg，故本文未探讨蔬菜亚硝酸盐累积问题。表2蔬菜硝酸盐(NO3-N)分级评价标准Table 2 The evaluation standards for NO3-N in vegetables mgkg-1分级含量卫生性污染程度一级432生食允许轻二级785生食不宜，盐渍、熟食允许中三级1234生食和盐渍不宜，熟食允许重四级3100生食、盐渍、熟食均不宜，但不中毒严重3.2 评价结果表3 叶菜类蔬菜硝酸盐污染指数Table 3 The pollution index of greenery vegetable evaluation for NO3-N in vegetables统计参数所有绿叶菜类（n55）大棚蔬菜（n18）园艺场露地蔬菜（n17）传统自留地蔬菜（n20）污染指数最小值0.41 0.89 0.57 0.41 污染指数最大值3.50 3.50 1.88 0.86 污染指数平均值1.232.05 1.14 0.56 超过一级标准57.1%45.7%11.4%超过二级标准31.4%31.4%超过三级标准5.7%5.7%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的，污染较轻，所以本文主要对叶菜类蔬菜样品的硝酸盐含量进行评价，结果见表3。叶菜类的所有样品中传统自留地20个青菜样品硝酸盐含量均低于432 mg/kg，没有超过一级标准的。大棚和露地栽培种植的叶菜类蔬菜35个样品硝酸盐含量有20个超过一级标准，占57.1%，其中露地栽培蔬菜4个样品，占11.4%，大棚叶菜类蔬菜样品16个，占45.7%。露地栽培没有样品超过二级标准的，大棚蔬菜样品有11个超过二级标准，占31.4%，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3.50。所有样品的NO3-N含量未超过最高质量分数限值。蔬菜是一种喜硝作物，影响蔬菜硝酸盐含量的因素很多，包括蔬菜种类、品种、生长发育阶段等内因和光照、水分、温度等外因条件外，还有氮肥的种类、施用量、施肥时间、与其它因素的配合等。关于蔬菜硝酸盐含量的变化，除了种类和品种的差异以及不同生长季节的差异外，大量施肥、施肥不均以及光照不够是导致硝酸盐积累量增高的主要原因。现有的研究表明14，蔬菜硝酸盐含量与当地氮素化肥的施用量呈显著的正相关；蔬菜中硝态氮积累受施氮水平的影响远高于受土壤肥力的影响，施氮水平由低到高，硝态氮积累逐步增多；当氮肥施用适量时，硝酸还原酶活性增加；在过量施氮条件下，硝酸还原酶活性由强到弱。过量施氮条件下，硝酸还原酶活性降低，植物体内硝态氮同化受阻。因此，还需要深入研究氮素和其它因子对蔬菜硝酸盐积累的综合效应，开发新的高品质低硝酸盐积累的蔬菜专用肥。4 控制措施由以上蔬菜硝酸盐的监测分析可以看出，蔬菜硝酸盐含量超过标准的主要是大棚叶菜类蔬菜，其次是露地栽培的叶菜类蔬菜，豆类、瓜类、茄果类、食用菌类目前还不存在超标现象。所以这里主要讨论大棚蔬菜硝酸盐含量的控制措施。（1）控制单一化肥的施用量，尤其是硝态氮肥的用量，全面均衡施肥，多施有机肥。施用不含有硫酸根、氯根和硝酸根的新型肥料和缓效氮肥在降低土壤硝态氮的积累上有很好的效果，在平衡施肥中，推广以钾肥为主的复合肥料的施用也可降低土壤硝态氮积累15。（2）选育低富集硝酸盐的蔬菜品种，采用合理的轮作方式。选择种植比较不易富集NO3-N的瓜果类和根茎类蔬菜，除瓜果类蔬菜可以生食外，其余根茎类和叶菜类蔬菜最好通过烧煮后食用。根据不同蔬菜作物生长习性和土壤条件，采用合理的轮作方式，提高土壤水分、养分的利用效率，也是解决土壤、蔬菜硝态氮含量高问题的重要途径，如豆科蔬菜与非豆科蔬菜轮作、深根系蔬菜与浅根性蔬菜轮作都是比较理想的轮作方式。（3）改善光照，合理灌溉。就肥料施用而言，在不影响温度的前提下，适当增加掀棚次数和时间，延长光照时间，有利于蔬菜同化硝酸盐，降低蔬菜中的硝酸盐积累。参考文献：1 谢建昌. 菜园土壤肥力与蔬菜合理施肥M. 南京: 河海大学出版社, 1997: 7375.XIE JIAN CHANG. 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