蔬菜硝酸盐累积的生理和分子生物学机理

蔬菜是易累积硝酸盐的植物,弄清硝酸盐在蔬菜体内的累积和分布机理是降低蔬菜体内硝酸盐含量的基础。综述了蔬菜累积硝酸盐的主要影响因素、硝酸盐累积的生理和分子生物学机理,并对今后蔬菜硝酸盐的研究方向进行展望。     

蔬菜硝酸盐累积及其影响因素的研究

本文综述了蔬菜硝酸盐的含量其体内硝酸盐的累积情况,探讨了影响其累积的内外因素,并提出了硝酸盐累积的防治对策以及一些新的建议。     

陕西关中设施栽培蔬菜的硝酸盐累积状况分析

研究了陕西关中主要蔬菜产区设施栽培蔬菜的硝酸盐累积现状，探讨了施氮量对蔬菜硝酸盐累积的影响。结果表明，宝鸡、杨凌、咸阳、西安四地的新鲜大棚蔬菜硝酸盐污染严重，部分对硝酸盐敏感的蔬菜如萝卜、芹菜等硝酸盐含量超过无公害蔬菜卫生限量标准。施氮对蔬菜硝酸盐累积量的影响显著，随施氮量的增加，蔬菜可食部分的硝酸盐含量增加。     

陕西关中设施栽培蔬菜的硝酸盐累积状况分析

研究了陕西关中主要蔬菜产区设施栽培蔬菜的硝酸盐累积现状,探讨了施氮量对蔬菜硝酸盐累积的影响。结果表明,宝鸡、杨凌、咸阳、西安四地的新鲜大棚蔬菜硝酸盐污染严重,部分对硝酸盐敏感的蔬菜如萝卜、芹菜等硝酸盐含量超过无公害蔬菜卫生限量标准。施氮对蔬菜硝酸盐累积量的影响显著,随施氮量的增加,蔬菜可食部分的硝酸盐含量增加。     

影响蔬菜体内硝酸盐累积的因素及调控研究

本文综述了影响蔬菜硝酸盐累积的因素,并提出了硝酸盐累积的调控措施以及一些新的建议。     

蔬菜中硝酸盐的积累机制及其调控措施

综述了蔬菜中硝酸盐的累积机制,食用卫生标准,不同蔬菜种类、品种及器官中的硝酸盐含量的差异,施用氮肥对蔬菜中硝酸盐含量的影响,以及硝化抑制剂在减少蔬菜硝酸盐累积中的作用。     

施肥对蔬菜中硝酸盐累积量的影响

在田间小区试验条件下，研究了不同氮肥品种，不同氮肥用量、不同施肥措施对芹菜和甘蓝中硝酸盐累积的影响。结果表明：甘蓝中硝酸盐累积量随机化学氮肥用量增加而增大，不同氮肥品种以硝酸铵最易增加蔬菜中的硝酸盐的累积，N．K配施或使用保肥增效都能使芹菜中硝酸盐累积量降低30％以上。     

施肥对蔬菜中硝酸盐累积量的影响

在田间小区试验条件下 ,研究了不同氮肥品种 ,不同氮肥用量、不同施肥措施对芹菜和甘蓝中硝酸盐累积的影响。结果表明 :甘蓝中硝酸盐累积量随化学氮肥用量增加而增大 ,不同氮肥品种以硝酸铵最易增加蔬菜中的硝酸盐的累积 ,N.K配施或使用保肥增效剂都能使芹菜中硝酸盐累积量降低 30 %以上。     

氮磷钾肥配施对不同品种大白菜硝酸盐累积的影响

通过采用二次饱和D-最优回归设计(311B方案),对氮磷钾肥配施与大白菜硝酸盐累积之间的关系进行研究,建立了能调控大白菜硝酸盐含量的施肥模型。分析表明,不同品种大白菜硝酸盐含量与施肥有很大关系,但品种间存在着较大的差异。在相同施肥处理下,绿星80大白菜硝酸盐含量略低于五福菜的硝酸盐含量。不同品种大白菜硝酸盐累积量和硝酸还原酶活性具有很大的相关性,可作为大白菜体内硝酸盐累积的一项指标。     

坝上地区蔬菜硝酸盐含量的状况及其防治措施

本文对高寒半干旱区蔬菜中硝酸盐含量状况及其防治措施进行了研究。结果表明蔬菜中硝酸盐污染并不突出，但有硝酸盐累积的趋势；该区蔬菜积累硝酸盐的顺序为：叶菜类＞根菜类＞葱蒜类＞瓜类＞茄果类；大量偏施氮肥和气候干旱是硝酸盐累积的主要原因；提出了降低硝酸盐含量的主要措施是灌水、施肥应采取少量多次的原则。     

坝上地区蔬菜硝酸盐含量的状况及其防治措施

本文对高寒半干旱区蔬菜中硝酸盐含量状况及其防治措施进行了研究。结果表明蔬菜中硝酸盐污染并不突出,但有硝酸盐累积的趋势;该区蔬菜积累硝酸盐的顺序为:叶菜类>根菜类>葱蒜类>瓜类>茄果类;大量偏施氮肥和气候干旱是硝酸盐累积的主要原因;提出了降低硝酸盐含量的主要措施是灌水、施肥应采取少量多次的原则。     

不同水肥耦合对西芹收获期土壤硝酸盐累积的影响

采用三因素五水平二次通用旋转组合设计,研究了冀西北高寒半干旱区不同水肥耦合对旱棚西芹收获期0 ～ 40 cm土层中硝酸盐累积的影响.结果表明:①在高中低不同水肥处理组合中,较高肥在较高水下可减少0 ～ 40 cm土层土壤硝酸盐的累积,较高肥在较低水下可使土壤硝酸盐相对累积增多;综合因子效应分析表明:随着单因子水平增加,N、P和水(W)对0 ～ 40 cm土层土壤硝酸盐的相对累积依次表现为:增加、不明显和减少.②三因子其他组合下,0 ～ 40 cm土层土壤硝酸盐的累积效应表现为: 在PW一致下,随N量的增加而增加;在NP一致下,随灌水量增加而减少;在NW一致下,随施P量增加而有不确定性.各处理硝酸盐的累积均随土壤深度的增加而增加,体现了水对土壤硝酸盐淋洗的特点.     

不同NPK配比对大白菜产量及硝酸盐累积的影响

本文通过田间试验研究了不同NPK配比对大白菜产量及硝酸盐累积的影响.结果表明:综合产量和食品安全性两项指标来看,以N360P90K180配比效果较好;植株硝酸盐累积量随氮肥水平的提高而增加,磷肥对硝酸盐累积无明显的影响,钾肥明显降低植株硝酸盐的含量;团棵期(播种后约30天)和包心初期(播种后约50天)是大白菜施肥的两个关键期.     

不同NPK配比对大白菜产量及硝酸盐累积的影响

本文通过田间试验研究了不同ＮＰＫ配比对大白菜产量及硝酸盐累积的影响。结果表明：综合产量和食品安全性两项指标来逢,以Ｎ３６０Ｐ９０Ｋ１８０配比效果较好;植株硝酸盐累积量随氮肥水平的提高而啬磷肥对硝酸盐累积无明显的影响,钾肥明显降低植株硝酸盐的含量;团棵期（播种后约３０天）和包心初期（播种后约５０天）是大白菜施肥的两个关键期。     

小白菜硝酸还原酶基因的克隆与初步鉴定

蔬菜是一种易于富集硝酸盐的植物性食物，人体摄入的硝酸盐大部分（70％～80％）来自蔬菜。然而，我国蔬菜生产中氮肥用量迅速提高，造成了蔬菜，特别是喜氮的叶菜类蔬菜硝酸盐含量过高。不同蔬菜硝酸盐含量存在很大差异，同一种蔬菜不同品种体内硝酸盐含量也存在差异。不同器官累积硝酸盐的能力不同，硝酸盐累积取决于硝态氮的吸收与同化的结果。     

陕西三种类型土壤剖面硝酸盐累积、分布与土壤质地的关系

研究了陕北黄绵土,关中土与陕南水稻土土壤剖面中硝酸盐的分布与累积,分析了硝酸盐淋移与土壤剖面粘粒含量的关系。结果表明,黄绵土由于粘粒含量少,土壤疏松,氮肥施入土壤后硝化作用速度快,氮素多以硝态氮存在于土壤中,遇到过量的灌溉或降水,容易引起硝酸盐淋失。在米脂的川道地,施肥2个月后,硝酸盐峰值在50cm左右,4个多月后,峰值下移至100cm左右,6个月后,该峰值下降到130cm左右,一年内,硝酸盐的峰值已经消失,分布在130至350cm之间。因此,在黄绵土地区可以灌溉的川道地,氮素损失的主要途径是硝酸盐淋失。关中土,粘粒含量相对较高,硝化作用速度快,但由于在80120cm有一粘化层,阻碍了水分与硝酸盐的向下淋移,使得大部分硝酸盐累积在0100cm土层,其累积量占到0400cm总累积量的64%～74%,而200400cm仅占到7%～13%。而且淋移到100cm以下的硝酸盐,也通过反硝化损失了。陕南水稻土,由于深层土壤水饱和,硝酸盐难以向下淋移,氮素主要累积在土壤表层。由于下层土壤长期处于厌气条件,即使淋移到下层的硝酸盐也通过反硝化作用而损失掉了。     

玉米硝酸盐累积及其在适应持续低氮胁迫中的作用

旱地作物吸收氮素的主要形态是硝酸盐,硝酸盐的积累与再利用对植物适应低氮土壤环境具有重要意义。本试验利用两个硝酸盐累积能力不同的玉米自交系478（硝酸盐积累低）和W312（硝酸盐积累高）为研究材料,研究玉米的硝酸盐累积及其在适应持续低氮胁迫中的作用。结果表明,W312的硝酸还原酶活性和NR基因的表达都弱于478,而体内氨基酸含量显著较低。对一个可能与液泡膜硝酸盐转运有关的氯离子通道蛋白基因（ZmCLC）的表达分析发现,478的ZmCLC表达显著强于W312。说明W312硝酸盐积累能力强主要是由于其较弱的氮同化能力,而不是硝酸盐向液泡的运输能力强。在砂培体系并持续缺氮条件下,W312叶绿素含量（SPAD值）显著高于478,表明植株体内较高硝酸盐累积有助于W312适应持续缺氮的土壤环境。     

小白菜适当增铵下硝酸盐累积机理研究

利用NO3--N/NH44+-N为100∶0和75∶25的营养液对两个硝酸盐累积能力显著不同的小白菜品种(上海青和亮白叶1号)进行培养,测定了小白菜叶片、叶柄及根系硝酸盐含量、硝态氮和铵态氮吸收量及各部位硝酸还原酶活性,以探讨适当增铵降低小白菜硝酸盐含量以及小白菜不同品种和不同器官累积硝酸盐能力差异的机理。结果表明,适当增铵使叶片、叶柄和根系硝酸盐含量分别降低了22%、15%和22%,而硝态氮吸收量则降低了7.5%。小白菜各器官硝酸盐含量为叶柄叶片根系。叶片硝酸还原酶活性分别是叶柄和根系的27和9倍,呈现叶片根系叶柄,叶片是硝态氮的主要还原器官。亮白叶1号叶片、叶柄及根系硝酸盐含量分别较上海青高3%、38%和34%,硝态氮吸收量仅较上海青高11%;而叶片、叶柄及根系硝酸还原酶活性则分别较后者降低44%、56%和38%。适当增铵减少硝态氮吸收量是增铵降低硝酸盐含量的主要原因。不同器官的功能与结构的不同决定其累积硝酸盐能力的不同;不同品种硝酸盐累积的差异取决于还原硝态氮能力的差异。     

不同肥源对萝卜硝酸盐累积分布和同化的影响

采用田间试验研究了牛粪、化肥单施和配施对萝卜产量,菜体硝酸盐累积、分布、同化,及土壤硝态氮含量变化的影响。结果表明,牛粪、化肥单施和配施,萝卜产量动态变化依次为FOM(1/2化肥+1/2牛粪)、OM(牛粪)F(化肥)CK(无肥),叶部和肉质根硝酸盐含量高低依次为FFOMCKOM,粗蛋白累积量依次为FFOMCKOM,土壤硝态氮含量动态变化依次为FFOMOMCK。综合各因素总体以化肥配施牛粪最为适中,若重点考虑食用安全和土壤硝态氮累积环境效应,则以单施牛粪表现为最佳,各处理引起硝酸盐富集和土壤硝态氮残留的风险依次为化肥(1/2化肥+1/2牛粪)牛粪。萝卜硝酸盐含量分布表现为叶部生长旺盛期叶部硝酸盐含量高于肉质根,肉质根生长旺盛期地下部将贮存更多的硝酸盐。在地上部,当植株硝酸盐富集时,硝酸盐累积在内叶和叶柄中;当植株生长处于养分"饥饿"状态时,硝酸盐释放到外叶和叶片中。因此,菜地连续施用有机肥,不仅可减少蔬菜对硝酸盐的富集,且可维持后期蔬菜产量。     

北方区域尺度地下水-包气带硝酸盐分布与变化特征

我国农业生产过程造成的地下水硝酸盐污染问题备受关注,作为硝态氮累积和存储的重要场所和硝酸盐淋失进入地下水的主要通道,包气带土壤中硝酸盐存储分布特征与地下水硝酸盐污染密切相关。本文以北方典型黑土、潮土和褐土区农田为研究对象,建立了北方地下水硝酸盐监测网（东北、华北、西北）,通过对不同区域地下水的采样和测定,比较了地下水硝酸盐污染的区域差异,结合历史数据对地下水硝酸盐时空变化进行了分析。进一步选择华北平原作为厚包气带的代表区域,实地取样分析了包气带硝态氮累积存储和分布特征。结果表明：东北黑土区地下水硝酸盐超标率最高,达39.6%;其次为华北潮土区,超标率为19.3%;西北褐土区的地下水硝态氮超标率最低,为14.9%。随时间推移,华北平原区域尺度浅层地下水硝酸盐超标率有增长趋势,2016—2018年403个采样点地下水超标率为18.9%,高于1998年的11.8%。华北平原区域厚包气带硝酸盐存贮总量可达1854万t,粮食种植对区域包气带硝酸盐累积存储的平均贡献率为78.3%;包气带0~6 m是华北平原区硝酸盐存储的主要土层,这部分存储的硝态氮对地下水构成了潜在的威胁。