不同水溶肥配方對部分白菜品質及土壤性質的影響*

王海霞， 謝新太， 李裕榮

(1.貴州師范大學生命科學學院， 貴陽 550001； 2．貴州省農業科技信息研究所， 貴陽 550006)

我國是世界上最大的農業國，蔬菜生產與人民的生活質量和健康密切相關。近年來，由于化肥的大量施用，使得土壤肥力下降，造成水體富營養化等多種生態環境問題，甚至危害人類身體健康，嚴重影響了農業可持續發展。水溶肥即水溶性肥料(Water soluble fertilizer，簡稱WSF)，是一種完全溶于水的速效多元復合肥料，含作物生長所需要的全部營養元素，能迅速溶于水，易被作物吸收，且吸收利用率較高，近年來廣泛應用于噴滴灌等水肥一體化設施農業。本研究以白菜為試驗材料，考察5種配方的水溶肥對白菜的品質尤其是安全性以及土壤性質的影響，以期為合理施用水溶肥提高蔬菜品質和改善土壤性質提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2013年11月至2014年2月在貴州省農業科學院信息所大棚內進行，水溶肥為購自四川什邡川西興達化工有限公司的原料自行配制。白菜種子購自貴州省農科院園藝所。

1.2 試驗設計

試驗采用單因素隨機區組設計，以清水為對照，5種配方的水溶肥(具體配方見表1)，每個處理設置3個重復，滴灌白菜，每周1次。

表1 水溶肥配方表

1.3 試驗測定的內容及方法

白菜Vc含量用2，6-二氯靛酚藍滴定法測定；白菜硝態氮含量采用酚二磺酸-分光光度計法測定；土壤pH采用電位法測定；土壤電導率采用電位法測定；土壤堿解氮采用堿蒸餾-標準酸滴定法測定；土壤有效磷用碳酸氫鈉浸提-分光光度計法測定。

1.4 土壤肥力分級標準

菜園土壤有效養分豐缺狀況的分級[1]見表2，土壤酸堿性分級標準見表3，土壤鹽分分級標準見表4。

表2 菜園土壤有效養分豐缺狀況的分級

表3 土壤酸堿性分級參考標準

表4 土壤鹽分分級參考標準 μS /cm

注：蔬菜正常生長的EC臨界值為600 μS /cm

1.5 數據處理

采用SPSS17.0 和Excel對試驗數據進行統計運算和差異性分析。

2 結果與分析

2.1 不同水溶肥對白菜品質的影響

Vc是調節人體新陳代謝的一種重要的營養元素，在蔬菜和水果中含量較多，其含量的多少是衡量蔬菜品質好壞的一項重要指標。各個處理白菜Vc含量見表5。

表5 不同水溶肥配方對白菜Vc和硝態氮含量的影響

注：不同小寫字母表示在(P<0.05)水平上差異顯著，下同。

由表 5 可以看出，與對照相比，5種水溶肥均能顯著提高白菜Vc含量。所有處理中，以配方 4 處理最高，為13.976 g/kg，較對照增長了2.1倍，其次是配方 1，為13.204 g/kg，對照最低，為4.507 g/kg。5種水溶肥處理白菜Vc含量與對照相比均有顯著差異，各處理白菜中Vc的含量表現為配方 4 > 配方 1 > 配方 3 > 配方 5 > 配方 2 > 對照，含量分別較對照增長210.10%、192.97%、172.33%、160.44%、66.10%。配方4白菜Vc含量較高可能是因配方中磷含量較高，有研究指出磷能有效地提高蔬菜和水果Vc含量[2-3]。還有研究表明，適量施用氮肥能提高蔬菜的Vc含量[4]，配方1可能就是氮含量較高，所以，其處理的白菜Vc含量較高。配方 5 的硝態氮含量最高，但是，其處理的白菜Vc含量卻不太高，可能是因為Vc含量與硝態氮肥用量雖然呈正相關關系，但是當硝態氮含量超過某特定值時，Vc含量則會下降。

硝酸鹽是蔬菜最重要的品質之一，而白菜是較易富集硝酸鹽的蔬菜之一。有研究表明，人體攝入的硝酸鹽有75%左右都是來自蔬菜[5]。硝酸鹽本身無毒或毒性較低，但硝酸鹽在人體內在某些微生物的作用下可以被還原成有毒的亞硝酸鹽，能夠致使血液運輸氧的能力下降，使人很容易患高鐵血紅蛋白癥，在嬰幼兒身上尤其明顯。另外，亞硝酸鹽還可在胃部形成亞硝酸胺，具有極強致癌能力[5]，對人體健康造成了嚴重威脅。1979年，聯合國衛生組織(WHO)和聯合國糧農組織(FAO)制定了食物中硝酸鹽限量標準，如果按人的體重以及每天食物總量計算的日允許量(ADI值)規定：硝酸鹽(按NaNO3計)和亞硝酸鹽(按NaNO2計)的日攝入量最高分別為 3.6 mg/kg·d和0.2 mg/kg·d體重。沈明珠等[5]根據聯合國世界衛生組織(WTO)和糧農組織(FAO)的標準，按我國人均體重 60 kg 計，則日允許硝酸鹽攝入量為 216 mg，如果按人均每日食用新鮮蔬菜 500 g 計，則蔬菜的硝酸鹽允許量為432 mg/kg。由表5可知，與對照相比，5個水溶肥處理均不同程度的提高了白菜硝酸鹽的含量，說明施肥是影響白菜體內硝酸鹽含量的一個重要原因。配方 5 處理的白菜硝酸鹽含量最高，配方 3次之，兩個處理硝酸鹽含量分別為455.22 mg/kg和451.19 mg/kg，均大于蔬菜的硝酸鹽允許量432 mg/kg，所有處理白菜硝酸鹽含量表現為，配方 5 > 配方 3 > 配方 2 > 配方 4 > 配方 1 > 對照，5個水溶肥處理中，配方 1 處理的白菜硝酸鹽含量最低，為341.05 mg/kg ，其次是配方 4，為370.67 mg/kg ，說明配方 1 和配方 4 處理的白菜衛生品質較高。產生這一結果的原因可能是配方 2 、3 、5 中鉀含量過高，配方 4 中磷含量較高。有研究表明，一定濃度范圍內白菜中氮和硝酸鹽的含量隨所施氮肥的增多而升高，鉀肥能夠抑制白菜中氮和硝酸鹽的增加，而當鉀接近某濃度時，又可以使白菜中硝酸鹽的含量迅速上升，磷在一定范圍內有提高氮肥增加硝酸鹽含量的作用，且硝酸鹽含量與磷含量在一定范圍內成正相關[6]；也可能是配方 5 和配方 3 中硝態氮含量較高，所占比例較大所致，氮素積累是小白菜硝酸鹽積累的最主要的因素[7]。即當硝態氮含量較高時，蔬菜中的硝酸鹽含量隨施加的硝態氮濃度的增加而增加[8]。如果能夠合理的搭配不同形態的氮肥，則可以有效降低蔬菜中硝態氮的含量[9-10]。

2.2 不同水溶肥配方對土壤環境的影響

2.2.1 不同水溶肥配方對土壤pH和電導率的影響

土壤 pH 值是土壤重要的化學性質之一，也是影響土壤肥力的因素之一。它直接影響土壤養分的存在狀態、轉化和有效性，因此對植物的生長發育有直接的影響。同時土壤 pH值是反應土壤酸堿程度的主要指標，在pH值大于10.0 的土壤中，植物一般是不能生長的。pH是代表與土壤固相處于平衡的土壤溶液中氫離子濃度的負對數，它受外界條件、也受土壤內在性質的影響。土壤pH對土壤養分富集、有機質分解和微生物活性等都有非常重要的作用。各配方種植白菜后土壤pH見圖1所示。

圖1 不同配方水溶肥對土壤pH的影響注：不同小寫字母表示在(P<0.05)水平上差異顯著，下同。

參考菜田土壤酸堿性分級參考標準，所有處理的土壤均為堿性土壤。由圖1 可見：白菜種植后土壤的pH值有不同程度的降低，其中，以配方 4的降幅最大，較種前降低了7.9%，與對照相比，5種水溶肥處理的土壤pH值均較對照低，說明植物的種植和水溶肥的施用能夠使土壤“弱酸化”，降低土壤pH值。這可能是因為水溶肥的施用使得土壤中的氮素增多，而有一部分氮就氧化成了硝態氮，從而致使pH下降[11]。有數據顯示，大多數蔬菜比較喜歡在微酸性及中性(pH=6.0 ～ 6.8)土壤中生長[12]，對于白菜種植前土壤呈堿性(pH=8.37)，種植白菜后pH值降低，這更有利于白菜的生長。方差分析顯示，5個處理的土壤pH值之間均有顯著差異，與對照比較，5個水溶肥處理均與之有顯著差異，pH具體表現為種前 > 對照> 配方 1 > 配方 3 > 配方 2 > 配方 5 > 配方 4，說明配方 4 最有利于改善土壤pH值。

土壤溶液具有導電性，導電能力的強弱可用電導率表示。土壤電導率是測定土壤水溶性鹽的指標，而土壤水溶性鹽是土壤的一個重要屬性，是判定土壤中鹽類離子是否限制作物生長的因素。各配方種植白菜后土壤電導率見圖2所示。

圖2 不同配方水溶肥對土壤電導率的影響

由圖2可知，土壤電導率配方 4 > 配方 1 > 配方 3 > 配方5 > 配方 2 > 種前 > 對照，與對照相比，5個水溶肥處理的土壤電導率均與對照有顯著差異(P< 0.05)，與種前相比，白菜種植后，對照的電導率有所減小，這可能是白菜為滿足自身的生命活動的需要，從土壤中吸收營養使得土壤中的離子濃度降低所致。5個水溶肥處理均提高了土壤電導率，最高的是配方4 ，為231 μS/cm，仍處于極低鹽度水平(< 250 μS/cm)，適宜蔬菜生長。最主要原因可能是給白菜施肥使得土壤中離子濃度升高，但是又因施加的肥料量少而不至使離子濃度過高，因此電導率雖然升高但幅度并不大。

2.2.2 不同水溶肥配方對土壤氮含量的影響

氮是植物生長必需的大量元素之一，它對植物的生命活動、作物產量及其品質都有非常重要的作用，是植物體內許多重要有機物的組成元素，也是遺傳物質的基礎。土壤氮含量通常用來衡量土壤氮素的基礎肥力[13]。各個處理土壤堿解氮測定結果見圖3所示。

圖3 不同配方水溶肥對土壤堿解氮的影響

由圖3可見，白菜種植前后堿解氮含量在150.6 ～ 327.8 mg/kg之間，配方1處理的土壤堿解氮含量最高，為327.8 mg/kg，是對照的2倍多，這與土壤中氮含量與所施氮肥的量正相關相吻合。對照的堿解氮含量最低，其原因在于該處理的白菜從土壤中吸收氮素，但是又沒有外援氮素補給，故土壤中的氮較種植白菜前有所減少。方差分析顯示，5種水溶肥處理的土壤堿解氮較對照和種前含量高，且差異顯著，說明水溶肥的施用能夠提高土壤堿解氮的含量。參考菜田土壤養分含量分級標準，所有處理土壤均處于高等級，配方1處理的土壤氮含量最高，配方2和配方 4 次之。參照菜園土壤有效養分豐缺狀況的分級，配方1處理的土壤氮含量過高，可能會影響地下水環境。

2.2.3 不同水溶肥配方對土壤磷含量的影響

有效磷是土壤有效磷貯庫中對作物最為有效的部分，能夠直接供作物吸收利用，因而是評價土壤供磷能力的一項重要指標[14]。各處理土壤有效磷含量見圖4所示。

圖4 不同配方水溶肥對土壤有效磷的影響

由圖4可見，白菜種植前與種植后對照處理的土壤有效磷變化不大，差異不顯著，這可能是因為白菜對磷的吸收較少。配方2、3、5 處理的土壤有效磷較低，可能是因為配方中鉀含量較高，孫紅梅等[15]的研究表明鉀能夠促進光合作用進行，進而促進了白菜對磷的吸收。配方1和配方4處理的土壤有效磷分別為118.23 mg/kg和83.66 mg/kg，與對照差異顯著，參考菜園土壤有效養分豐缺狀況的分級(表2)，配方4處理的土壤處于較適宜水平，配方2、3、5和種前均處于缺乏水平，CK處于嚴重缺乏水平，配方1處理的土壤有效磷含量過高，這可能會給周邊的水環境造成一定的不利影響。

3 結論

給白菜滴灌不同配方的水溶肥能夠不同程度的提高白菜Vc含量，與對照相比，配方4處理白菜Vc含量較對照增幅最大達210%，不同配方水溶肥處理對白菜硝酸鹽含量影響較大，其中配方5和配方3處理白菜硝酸鹽含量超過蔬菜的硝酸鹽允許量432 mg/kg，其他處理白菜硝酸鹽含量在安全范圍內。適合的水溶肥配方還能夠不同程度的提高土壤氮、磷的含量，改善土壤pH值和電導率，這在一定程度上有利于土壤酸堿度和土壤肥力的改善，提高土壤的生產能力，其中配方4 效果最佳。綜上所述，合理施用水溶肥不僅可以提高白菜營養和衛生品質，還可以改善土壤環境，調節土壤pH，提高土壤肥力，這為研究水溶肥對白菜及土壤的影響提供了一定的參考。

參 考 文 獻

[1] 謝建昌，陳際型. 菜園土壤肥力與蔬菜合理施肥[M]. 鄭州：河南大學出版社， 1997，12-15.

[2] 羅輝. 維生素C與健康的關系[J]. 井岡山醫專學報，2002，9(3)：18-19.

[3] 黃科，劉明月，蔡雁平,等. 氮磷鉀施用量與辣椒品質的相關性研究[J]. 西南農業大學學報，2002，24(4)：349-356.

[4] Sorensen J N. Use of the N min method for optimization of vegetable nitrogen nutrition[J]. Acta Hort, 1993, 339: 79-192.

[5] 沈明珠，翟寶杰，東惠茹，等. 蔬菜硝酸鹽累積的研究[J]. 園藝學報，1982，9(4)：41-48.

[6] 肖厚軍，閆獻芳，彭剛. 氮磷鉀肥配施對大白菜產量和硝酸鹽含量的影響研究[J]. 土壤通報，2002，33(4)：281-284.

[7] 田霄鴻. 不同氮素形態及配比對蔬菜生長和品質的影響[J]. 西南農業大學報，1999，27(2)：23-26.

[8] 王朝輝，李生秀，田霄鴻. 不同氮肥用量對蔬菜硝態氮累積的影響[J]. 植物營養與肥料學報，1998，4(1)：22-28.

[9] 朱祝軍，蔣有條. 不同形態氮素對不結球白菜生長和硝酸鹽積累的影響(簡報)[J]. 植物生理學通報，1994，30(3)：198-201.

[10] 任祖淦，邱孝煊，蔡元星,等. 施用化學氮肥對蔬菜硝酸鹽累積及其治理研究[J]. 土壤通報，1999，30(6)：265-267.

[11] 林葆.化肥與無公害農業[M]. 北京：中國農業出版社，2003：17-22，42-45，108-112.

[12] 夏光利，畢軍，張昌愛,等.泰安市保護地蔬菜土壤農化性狀調查及評價[J]. 耕作與栽培，2002(5)：49-50.

[13] 劉國棟，崔玉軍，譚福成，等. 黑龍江五常地區土壤肥力及環境健康評價[J]. 現代地質，2008，22(6)：1010-1014.

[14] 廖菁菁，黃彪，孫維俠，等. 農田土壤有效磷的時空變異及其影響因素分析[J]. 土壤學報，2007，44(4)：620-627.

[15] 孫紅梅，李天平.不同氮水平下鉀營養對大棚番茄產量及品質的影響[J]. 沈陽農業大學學報，2000，31(1)：68-71.