生物炭基钼肥降低菜心硝酸盐的机制

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蔬菜是人体摄入硝酸盐的主要途径,过高的硝酸盐会对人体造成危害,因此,控制蔬菜体内硝酸盐对于保障农产品质量安全与人民健康具有重要的意义。蔬菜中硝酸盐大量积累,是由于农业生产中为了提高叶类蔬菜的产量和品质过量施用氮肥,而如果土壤供钼不足,植物因缺钼硝酸还原酶活性低下,植物吸收的大量硝态氮(硝酸盐)不能顺利转化而在体内积累造成的。广东属于我国二大主要缺钼区之一,土壤中的钼供给能力低下,同时由于广东土壤多呈酸性,施入土壤中的钼极易被固定而难以被蔬菜吸收利用。生物炭是近年来农林研究的热点,众多研究表明其施入土壤中对改善土壤理化性状,提高作物产量和品质有良好作用。生物炭多呈碱性,而钼在碱性环境下有利于提高其生物有效性,因此推测钼与生物炭复合可以提高钼的有效性。另外,生物炭具有很强的吸附功能,可以有效吸附钼,一方面可以防止钼施入土壤后被固定而失去活性,另一方面可以让钼缓慢释放,满足植物对钼长期需求。基于以上问题,本研究选用具有广东特色的喜硝蔬菜—菜心作为研究对象,采用盆栽试验研究生物炭与钼配合(生物炭基钼)施用对土壤的理化性质,土壤氮循环和植物氮代谢等影响,阐明生物炭基钼提高蔬菜产量、降低蔬菜硝酸盐的机制,为有效降低喜硝蔬菜菜心体内硝酸盐含量提供新思路。主要研究结果如下:  (1)生物炭基钼肥通过提高菜心叶片总数、叶长、叶宽、叶面积和叶重及叶绿素含量,从而提高菜心产量。同时提高菜心中可溶性固形物、可溶性蛋白和维生素C的含量、显著降低菜心硝酸盐含量,改善了菜心品质。  (2)生物炭基钼肥显著提高了土壤的pH值、有效磷、速效钾和全氮等含量,为菜心生长提供充足的养分和良好的生长环境。而土壤的碱解氮、铵态氮和硝态氮均显著低于对照。  (3)生物炭基钼肥处理土壤硝化作用不显著,有效阻止铵态氮向硝态氮的转化,降低土壤硝态氮的供给,从而减少了菜心从土壤中吸收硝态氮的比例。  (4)生物炭基钼肥可以使土壤有效钼含量在整个生长期维持较高水平,可以大幅提高菜心体内钼含量,从而显著提高菜心硝酸还原酶等活性,促进氮同化,将吸收的硝态氮转化为可溶性蛋白等有机氮,因此大幅降低植物体内硝酸盐含量。
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