我国蔬菜硝酸盐污染状况及防治途径研究进展_上_

专述专论我国蔬菜硝酸盐污染状况及防治途径研究进展(上)华中农业大学园艺系(430070) 汪李平 向长萍华中农业大学资源环境与农业化学系 王运华 摘 要 对我国部分城市蔬菜硝酸盐污染状况进行了述评,并对近20年来我国蔬菜硝酸盐污染防治途径研究进展进行了综述。

对消费者提出了改变饮食结构的建议。

关键词 蔬菜 硝酸盐污染 防治途径 研究进展蔬菜是人们日常生活中不可缺少的重要副食品,它为人类提供丰富而又廉价的各种维生素、矿物质和纤维素,但蔬菜又是一种容易富集硝酸盐的作物,研究表明,人体摄入的硝酸盐大部分(占70%~80%)来自蔬菜,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,从而导致高铁血红蛋白血症,婴幼儿尤为如此;另一方面,亚硝酸盐可与人类摄取的其他食品、医药品、残留农药等成分中的次级胺(仲胺、叔胺、酰胺及氨基酸)反应,在胃腔中(pH值=3)形成强力致癌物 亚硝胺,从而诱发消化系统癌变,这对人类的健康构成了潜在的威胁。

因此,减少蔬菜中的硝酸盐积累,对减轻亚硝胺对人体的致癌威胁有重要的作用,大力开展蔬菜的硝酸盐积累及其控制途径研究,是当前我国蔬菜业发展所面临的一个重大课题,这对发展绿色食品和无公害蔬菜,对提高人民的健康水平有极其重要的意义。

早在1907年Richardson就首先指出蔬菜中含有硝酸盐,1943年Wilson又指出蔬菜中的硝酸盐可以还原成亚硝酸盐,为了改进蔬菜的卫生质量,保护人类健康,国外学者自60年代以来,比较系统地研究了蔬菜硝酸盐的积累分布规律。

我国这方面的研究工作始于80年代,本文就近20年来我国蔬菜硝酸盐积累及防治途径研究进展作一综述。

1 我国蔬菜硝酸盐污染状况1.1 蔬菜硝酸盐污染程度的卫生评价标准由于蔬菜中积累过量硝酸盐会对人体健康造成潜在危害,因此必须使蔬菜中的硝酸盐含量控制在安全范围内。

世界卫生组织(W HO)和联合国粮农组织(FAO)1973年规定硝酸盐的ADI值(日允许量)为每kg体重3.6 mg,以此为依据,各国先后制定了一些关于硝酸盐最高允许含量的标准,但我国至今尚未制定正式的国家标准,目前,大家都在采用沈明珠等1982年提出的蔬菜硝酸盐卫生评价标准,该标准按每人平均体重60kg,每天平均食用蔬菜0.5kg计,参照WHO和FAO 规定的ADI值,推算出我国蔬菜的硝酸盐允许量可为每kg鲜重432mg。

如果再将盐渍和烹煮时的损失(分别为45%和70%)加入计算,此限量可扩大为785mg和1440mg。

由此将蔬菜可食部分中硝酸盐含量的卫生标准定为每kg鲜重432mg,蔬菜中硝酸盐含量 432mg,定为一级,属轻度污染; 785mg 定为二级,属中度污染; 1440mg定为三级,属高度污染;可能中毒的一次剂量为3100mg,即 3100mg为四级,属严重污染。

1.2 部分城市几种主要蔬菜硝酸盐含量硝酸盐是蔬菜作物氮素的主要来源,其含量水平反映作物的氮素营养状况,大多数情况下是作物丰产优质的积极因素。

但过量施用化学氮肥,将导致土壤养分失衡,蔬菜品表1 我国部分城市几种主要蔬菜每kg鲜重硝酸盐含量mg 蔬菜种类北京上海天津重庆杭州兰州银川菠 菜小白菜大白菜芹 菜甘 蓝萝 卜黄 瓜番 茄23581818缺缺8452177651511121933缺缺155824624852381944缺2312214410231933513缺184618241308102116212674638716491416缺204547987510416103534107991090510176221216815222570185821807191802157362质下降。

表1列出了北京、上海、天津、重庆、杭州、兰州、银川等城市几种主要蔬菜的硝酸盐含量。

从表1可以看出,我国居民消费量较大的几种主要蔬菜(尤其是叶菜、根菜)的硝酸盐含量已大大超过432mg。

1.3 部分城市蔬菜硝酸盐污染程度的分级表2列出了我国部分城市蔬菜硝酸盐污染程度的分级情况。

从表2可以看出,我国蔬菜中的硝酸盐累积情况十分严重,居民常表2 我国部分城市主要蔬菜硝酸盐污染程度分级城 市轻度污染中度污染重度污染严重污染北京豇豆、菜豆、西瓜、黄瓜、丝瓜、西葫芦、冬瓜、番茄、青椒、茄子* 韭菜、小葱、青蒜芹菜、莴笋、莴苣、菠菜、茴香、花菜、甘蓝、大白菜、小白菜、雪里蕻马铃薯、姜、萝卜、芜菁甘蓝上海番茄、水芹、花菜、小葱、韭菜黄瓜、冬瓜、甜椒、长豇豆、蚕豆、芫荽、茄子莴笋、菜豆、菠菜、马铃薯、南瓜、芹菜、豌豆、青蒜、洋葱甘蓝、塌菜、小白菜、雪菜、萝卜、榨菜、胡萝卜、大白菜、蕹菜、米苋、荠菜重庆番茄、茄子、辣椒、黄瓜、冬瓜、豇豆、菜豆丝瓜大葱、大白菜、芹菜、韭菜白萝卜、红萝卜、小白菜、甘蓝、花菜、莴笋、菠菜、青蒜兰州番瓜、黄瓜、小辣椒、番茄、胡萝卜、花菜甘蓝、韭菜、茄子、豇豆菜豆、绿萝卜、大白菜、菠菜、芹菜莴笋、小白菜银川胡萝卜、茄子、番茄、黄瓜、辣椒甘蓝、莴笋、马铃薯、花菜、菜豆、西葫芦韭菜、葱、水萝卜大白菜、小白菜、芹菜、菠菜、雪里蕻、青萝卜、蒜薹年取食量最多的绿叶菜类、根菜类、白菜类蔬菜多属重度污染或严重污染。

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,因而长期以来未引起足够的重视。

了解蔬菜硝酸盐积累规律和变化动向,寻找减少和控制的技术途径,已成当务之急。

2 我国蔬菜硝酸盐积累防治途径研究进展2.1 加强蔬菜卫生品质监测及管理苗玉新撰文指出应建立系统的蔬菜卫生检验管理体系,帮助和促使菜农采取措施,提高蔬菜品质。

殷允相等也建议环保、蔬菜、商业、卫生等有关部门应研究建立蔬菜卫生品质监测网,对卫生品质不合格的蔬菜(如每kg鲜重硝酸盐含量超过3100mg及亚硝酸盐含量超过15.6mg)应禁止或限制出售,以保证人民身体健康。

目前我国对蔬菜的卫生品质尚无固定机构开展定期、系统的监测,今后应加强这方面的组织和领导工作,建立健全法律法规,确保上市蔬菜的卫生品质。

2.2 合理施用氮肥2.2.1 氮肥的种类及形态的选择关于氮肥种类与蔬菜硝酸盐积累的关系的研究有两种不同的结果,卢善玲等的研究认为不同种类氮肥对小白菜硝酸盐含量的影响无明显差异,而任祖淦等则报道施用氯化铵和硫酸铵这两种氮肥,蕹菜中的硝酸盐的累积量较低,尤以氯化铵效果最为明显,其硝酸盐含量比其他供试肥料尿素、碳酸氢铵、硝酸铵、蔬菜专用肥、复合肥分别下降34.3%, 60.6%,86.3%,92.1%和140.0%。

很多研究表明,在氮素用量相同时,营养液中不同氮肥形态可导致硝酸盐累积量的不同,施用铵态氮肥蔬菜中的硝酸盐浓度较低,而在水培液中施用大量铵态氮肥常导致作物中毒,产量受到限制。

硝态氮与铵态氮并用,则既可降低硝酸盐浓度,又可使蔬菜生长良好,效果比单施硝态氮还好。

朱祝军等研究的结果表明,虽然营养液中铵态氮比例越大,不结球白菜硝酸盐积累越少,但从产量和品质两方面综合考虑,适于不结球白菜生长的营养液中,铵态氮和硝态氮浓度(mmol/L)比例以5.0 5.0为最佳。

2.2.2 适宜的氮肥用量周艺敏等对菠菜、小白菜等6种蔬菜进行施肥试验,都发现氮素化肥的施用量与蔬菜体内硝酸盐含量呈显著或极显著正相关,任祖淦等报道,蕹菜中硝酸盐累积可因氮素化肥用量提高而呈有明显规律增加,故偏施和滥用氮肥,是造成蔬菜品质恶化的重要原因,并提出300kg/hm2为氮肥用量的临界值,若超过此量,蔬菜硝酸盐的累积则有超标污染的可能性。

当然,氮是蔬菜生命活动的必需养分,且需要量在各元素中居首位,正如卢善玲等所指出,对于叶菜类蔬菜若单纯控制氮肥用量,则既要减少其体内的硝酸盐累积,同时又期望获得高产,是十分困难的。

2.2.3 推广配方施肥技术何天秀等的研究表明,蔬菜中的钾与硝酸盐含量呈极显著的负相关,其回归模型为指数曲线方程。

张漱茗等也报道施钾肥可适当降低硝酸盐含量,而偏施氮肥则相应提高硝酸盐含量。

刘明月等的研究结果表明,氮肥施用量与芹菜体内硝酸盐积累呈正相关,磷、钾肥的施用量则与之呈负相关。

高祖明等研究认为缺磷比增施磷肥更易引起菠菜、小白菜硝酸盐的积累,对菠菜增施磷肥(过磷酸钙75kg/667m2),可使植株硝酸盐含量降低37.8%。

周艺敏等报道氮磷钾配合施用是提高产量,降低蔬菜体内硝酸盐含量的有效措施之一。

林志刚等也认为在北方缺磷、缺钾土壤条件下,增施磷肥和钾肥不仅对增产有利,而且对降低蔬菜硝酸盐含量,改善蔬菜品质有积极意义。

黄继茂等对小白菜、芥蓝、大白菜和芹菜进行了历时3年10季的田间配方施肥试验,确定N0 6K0 5为最佳营养配方,按此配方配成B B肥(主要成分含N28 6%,K2O22.6%), 667m2施BB肥27~32kg,蔬菜硝酸盐含量可控制在432mg以下,且品质好,产量高。

2.2.4 化学氮肥与有机肥配合施用刘秀茹等研究认为,施用有机肥料是降低蔬菜硝酸盐积累,提高产品营养价值的有效措施,任祖淦等也报道,化学氮肥与厩肥、土杂肥配用,能有效控制和降低蔬菜硝酸盐的累积,分别达67.4%和45.7%。

而卢善玲等则报道,施用有机肥对硝酸盐积累影响不大,黄建国等的研究也表明,重庆市郊土壤中交换性钠与蔬菜中硝酸盐含量呈显著正相关,而城市郊区菜地土壤中的钠可能主要来自人粪尿,因此,认为减少施用人粪尿对于降低蔬菜硝酸盐含量很有必要。

2.2.5 科学的追肥方式卢善玲等报道蔬菜体内累积的硝酸盐随土壤中吸收的硝态氮素的增多而增加,对生育期较短的蔬菜,采用一次性基施较后期追肥对降低硝酸盐含量更为有效。

任祖淦等也指出,蔬菜应以 攻头控尾 , 重基肥轻追肥 的施氮技术模式,有利于后期制约蔬菜硝酸盐的累积。

2.2.6 配合施用氮肥抑制剂为降低和控制蔬菜硝酸盐的含量,目前国外普遍采用氮抑制剂来抑制土壤硝化细菌的活性,从而减少土壤和蔬菜的硝酸盐的积累。

美国等曾使用氮吡啉(C P)作为氮抑制剂,但其对某些氮肥抑制的有效性尚有一些问题,在用尿素+C P时,对甜玉米中的硝酸盐毫无影响。

前西德在全国普遍采用双氰胺(DCD)作为氮抑制剂来控制蔬菜硝酸盐的积累,取得了较好的效果。

双氰胺是一种氨基氰化盐类化合物, DCD中的氰对生物的呼吸有抑制作用,但其毒性随时间的推迟而降低,分解产物为氮化合物,极易为植物所同化,通常24~48h后即无残留,故双氰胺是一种理想的氮抑制剂。

胡勤海等在杭州的试验结果表明,双氰胺对蔬菜硝酸盐的积累有显著的抑制作用,与只施尿素相比,添加10%~20%的双氰胺可使青菜叶中硝酸盐含量降低35.7%~ 71.1%,茎中硝酸盐含量14.5%~54.7%;萝卜叶中硝酸盐含量降低29.9%~34.6%,茎中硝酸盐含量降低11.7%~32.2%,从而使蔬菜中硝酸盐含量可降至高度污染水平以下,双氰胺用量一般以占总施入纯氮量的10%~20%为宜,施肥与收获间隔期以15天左右为佳,双氰胺过多会影响产量,收获过早则效果不明显。