馬 超 李曉慧 班甜甜 梁 蝶

（貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，550006，貴州貴陽）

蔬菜生產(chǎn)中過量施用化肥和化學(xué)農(nóng)藥不僅導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，破壞生態(tài)系統(tǒng)，嚴(yán)重污染環(huán)境，同時(shí)蔬菜的營養(yǎng)品質(zhì)也會(huì)受到影響，特別是蔬菜中的化學(xué)農(nóng)藥殘留嚴(yán)重危害人們的身體健康。薛占軍等[1]研究表明，噴施有機(jī)氯農(nóng)藥后產(chǎn)生明顯的污染危害癥狀，光能過量耗散，引起光合機(jī)構(gòu)的光抑制甚至光損傷，導(dǎo)致甜瓜果實(shí)表面組織的熱灼傷斑點(diǎn)發(fā)生，碳水化合物含量下降，葉片同化輸出受阻。Chelliah等[2]指出，化學(xué)農(nóng)藥會(huì)使植物營養(yǎng)物質(zhì)和化學(xué)組成發(fā)生改變，也降低了葉綠素和類胡蘿卜素含量。Baker等[3]指出，多次噴灑的農(nóng)藥會(huì)與植物體內(nèi)的糖元、酶、蛋白和氨基酸等反應(yīng)，破壞其正常的生命活動(dòng)，植物體內(nèi)營養(yǎng)成分合成也受到相應(yīng)影響，最終影響蔬菜品質(zhì)。有研究[4]結(jié)果表明，低濃度的復(fù)合菌劑PSII可使黃瓜幼苗株高增高、莖粗增粗、鮮重和干重增加，提高黃瓜根系活力、葉綠素和類胡蘿卜素含量。生物農(nóng)藥的應(yīng)用是以減少病害發(fā)生為目的來保全葉片進(jìn)行正常的光合作用，促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)的合成，從而提高產(chǎn)量。因此，選用生物農(nóng)藥比化學(xué)農(nóng)藥更有利于蔬菜的高效栽培。

施用有機(jī)肥替代化肥或減少化肥用量也可以改善蔬菜的品質(zhì)。王冰清等[5]指出，與常規(guī)施用化肥相比，化肥減量可顯著提高黃瓜、苦瓜和甘藍(lán)3種蔬菜的可溶性糖、維生素C（Vc）和蛋白質(zhì)含量，降低蔬菜中的硝酸鹽含量，顯著提高了蔬菜的品質(zhì)。在蕹菜[6]和番茄[7]上的研究也說明，施用有機(jī)肥提高了蔬菜品質(zhì)。Oliveira等[8]利用有機(jī)肥和化肥不同配比及適量增加生物有機(jī)肥的研究中發(fā)現(xiàn)，隨著有機(jī)肥施用比例的增加，番茄紅素和 Vc的含量均呈增加趨勢(shì)，硝酸鹽的含量有所降低。張敏碩等[9]利用微生物菌劑顯著提高了馬鈴薯Vc、可溶性蛋白和可溶性糖含量。施用氨基酸有機(jī)肥可改善土壤理化性質(zhì)，增強(qiáng)土壤生物肥力，提高根系可吸收利用的速效養(yǎng)分及游離氨基酸含量，增加黃瓜產(chǎn)量[10]。蔬菜營養(yǎng)指標(biāo)包括維生素、碳水化合物、蛋白質(zhì)、硝酸鹽、氨基酸、有機(jī)酸和單寧等。本文通過對(duì)比分析有機(jī)與常規(guī)方式栽培下大白菜、生菜和黃瓜所含有益成分（可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)、總氨基酸、類胡蘿卜素、Vc、蘋果酸和酒石酸）和有害成分（硝酸鹽、吡蟲啉、百菌清和高效氟氯氰菊酯）的差異，闡述有機(jī)蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)勢(shì)，為種植者和消費(fèi)者提供生產(chǎn)實(shí)踐的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

大白菜品種“三口福”由SNSCL公司（韓國）選育；生菜品種“綠劍生菜”由北京綠東方農(nóng)業(yè)技術(shù)研究所（中國）選育；黃瓜品種“中農(nóng)26號(hào)”由中蔬種業(yè)科技有限公司（中國）選育。

試驗(yàn)于2019年5月至8月在貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院內(nèi)試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)大棚（106°42′ E，26°35′ N）采用基質(zhì)盆栽方式進(jìn)行。栽培基質(zhì)配方為20%珍珠巖、50%椰糠和 30%草炭（體積比）均勻混合，再加入55kg/m3干牛糞。選用容積為8L花盆（直徑25cm，高度30cm）進(jìn)行栽培，盆間距15cm。5月6日在大棚內(nèi)穴盤播種育苗，大白菜幼苗4～5片葉時(shí)移栽到盆中，生菜幼苗2～3片葉時(shí)移栽到盆中，黃瓜幼苗3～4片真葉時(shí)定植到盆中，每盆栽培1株幼苗，每種蔬菜采用有機(jī)栽培和常規(guī)栽培各10盆，3次重復(fù)，共60盆。8月4日采收結(jié)束。

1.2 試驗(yàn)方法

大白菜、生菜和黃瓜3種蔬菜的有機(jī)栽培與常規(guī)栽培管理措施除肥料和藥劑施用不同外，其他管理方式相同。

1.2.1 有機(jī)栽培蔬菜肥藥施用方法 定植后第 15天追施氨基酸葉面肥和有機(jī)水溶肥；第20天噴施蘇云金桿菌和甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌防控病蟲害；第25天噴施魚藤酮和枯草芽孢桿菌防控病蟲害；第30天追施蚯蚓液體肥和氨基酸葉面肥；第35天噴施苦參堿和木霉菌防控病蟲害；第40天追施有機(jī)水溶肥。

1.2.2 常規(guī)栽培蔬菜肥藥施用方法 定植后第 15天根部追施尿素；第20天施用百菌清和高效氟氯氰菊酯噴霧防治病蟲害；第25天噴施吡蟲啉；第30天根部追施復(fù)合肥；第35天噴施百菌清和高效氟氯氰菊酯防控病蟲害；第40天追施尿素。

肥料用量按照每種蔬菜的需氮量及生產(chǎn)中的習(xí)慣施肥用量，2種栽培方式施氮量相同，大白菜施氮量4.2g N/株，生菜施氮量3.0g N/株，黃瓜施氮量6.4g N/株。復(fù)合肥為三元復(fù)合肥（N≥15%、P2O5≥15%、K2O≥15%），有機(jī)肥料分別為海藻高鉀型有機(jī)水溶肥（N≥12.0%、P2O5≥6.0%、K2O≥40.0%）、清大元農(nóng)蚯蚓液體肥（N≥345g/L、氨基酸≥100g/L、P2O5≥50g/L、K2O≥50g/L、Fe+Mn+Zn+Cu≥20g/L）和彪榜氨基酸肥料（N≥220g/L、氨基酸≥100g/L、P2O5≥60g/L、K2O≥60g/L、Zn≥10g/L、B≥20g/L）。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

在結(jié)球期，隨機(jī)選取大白菜（圖1～4及表1中簡(jiǎn)稱白菜）和生菜各3株進(jìn)行采樣，從外向內(nèi)取第3片葉，黃瓜采取第2胎果，加液氮研磨后于-80℃冰箱保存。

圖1 有機(jī)栽培和常規(guī)栽培的蔬菜營養(yǎng)成分含量Fig.1 Nutrient contents of vegetables in organic cultivation and conventional cultivation

采用試劑盒（北京索萊寶科技有限公司）測(cè)定可溶性糖、可溶性蛋白、氨基酸、類胡蘿卜素、Vc、類黃酮（維生素P）和單寧含量；采用試劑盒（蘇州科銘技術(shù)有限公司）測(cè)定硝酸鹽含量；采用高效液相色譜法（參考GB/T 5009.157-2003）測(cè)定有機(jī)酸（蘋果酸、酒石酸）含量；采用高效液相色譜法（參考GB/T 23379-2009和GB 23200.8-2016）測(cè)定吡蟲啉、百菌清和高效氟氯氰菊酯3種農(nóng)藥的殘留。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2010統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，SPSS 20.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)栽培和常規(guī)栽培對(duì)蔬菜營養(yǎng)成分含量的影響

由圖1可見，采用有機(jī)栽培的大白菜、生菜和黃瓜的蛋白質(zhì)、可溶性糖及氨基酸含量均顯著高于常規(guī)栽培。有機(jī)栽培的大白菜、生菜和黃瓜的蛋白質(zhì)含量分別比常規(guī)栽培的高 3.45%、3.16%和5.59%，可溶性糖含量分別比常規(guī)栽培的高30.41%、26.18%和 16.22%，氨基酸含量是常規(guī)栽培的1.3～6.9倍，方差分析表明，2種栽培方式下，3種蔬菜的3種營養(yǎng)成分間均達(dá)到顯著性差異。

2.2 有機(jī)栽培和常規(guī)栽培對(duì)蔬菜維生素原含量的影響

維生素維持人體代謝活動(dòng)和健康需要，是人體生命活動(dòng)過程中不可替代的一類物質(zhì)。由圖2可知，有機(jī)栽培的大白菜、生菜和黃瓜的類胡蘿卜素、Vc及類黃酮（維生素P）含量均顯著高于常規(guī)栽培，其中類胡蘿卜素含量較常規(guī)栽培提高了 75.71%、16.64%和 47.89%，Vc含量較常規(guī)栽培提高了109.9%、66.51%和14.77%，類黃酮含量較常規(guī)栽培提高了158.2%、77.1%和166.3%，方差分析表明，3種蔬菜的3種維生素原在2種栽培方式間均達(dá)到顯著性差異。

圖2 有機(jī)栽培和常規(guī)栽培的蔬菜維生素原含量Fig.2 Vitamin contents of vegetables in organic cultivation and conventional cultivation

2.3 有機(jī)栽培和常規(guī)栽培對(duì)蔬菜風(fēng)味物質(zhì)含量的影響

植物的風(fēng)味物質(zhì)較多，影響較為復(fù)雜，單寧、蘋果酸和酒石酸是影響水果蔬菜風(fēng)味的主要因素，單寧味覺表現(xiàn)為干澀，蘋果酸酸味強(qiáng)且?guī)в邢阄?，酒石酸的酸味清爽穩(wěn)固。對(duì)不同栽培方式下蔬菜的風(fēng)味物質(zhì)分析結(jié)果見圖 3，3種有機(jī)栽培蔬菜的蘋果酸含量均顯著高于常規(guī)栽培，但單寧含量均低于常規(guī)栽培，分別較常規(guī)栽培蔬菜降低了 19.15%、42.13%和 41.39%，有機(jī)栽培大白菜和生菜的酒石酸含量顯著低于常規(guī)栽培，但有機(jī)栽培黃瓜的酒石酸含量卻顯著高于常規(guī)栽培。經(jīng)方差分析可知，2種栽培方式的單寧和蘋果酸含量在大白菜、生菜和黃瓜中均達(dá)到顯著性差異。

圖3 有機(jī)栽培和常規(guī)栽培的蔬菜風(fēng)味物質(zhì)含量Fig.3 Flavor compounds contents of vegetables in organic cultivation and conventional cultivation

2.4 有機(jī)栽培和常規(guī)栽培對(duì)蔬菜中微量元素含量的影響

如圖4所示，有機(jī)栽培3種蔬菜中的Fe和Zn含量均高于常規(guī)栽培，相反，有機(jī)栽培中Mn的含量低于常規(guī)栽培，均達(dá)顯著性差異水平。

圖4 有機(jī)栽培和常規(guī)栽培蔬菜的礦質(zhì)元素含量Fig.4 Mineral elements contents of vegetables in organic cultivation and conventional cultivation

2.5 有機(jī)栽培和常規(guī)栽培對(duì)蔬菜中有害物質(zhì)含量的影響

由表1可知，常規(guī)栽培大白菜、生菜和黃瓜硝酸鹽含量均顯著高于有機(jī)栽培，分別是有機(jī)栽培的7.65倍、1.83倍和21.8倍，但均低于國家限量標(biāo)準(zhǔn)（GB 19338-2003）。

蔬菜的重要污染來源于化學(xué)農(nóng)藥殘留。結(jié)果（表1）發(fā)現(xiàn)，常規(guī)栽培中均檢測(cè)到農(nóng)藥殘留。根據(jù)GB 2763-2014對(duì)3種農(nóng)藥殘留含量的限量標(biāo)準(zhǔn)（吡蟲啉＜0.2mg/kg、百菌清＜5mg/kg、高效氟氯氰菊酯＜0.5mg/kg），常規(guī)栽培黃瓜的3種農(nóng)藥殘留含量低于限量標(biāo)準(zhǔn)，而大白菜和生菜的均大大超過限量標(biāo)準(zhǔn)，農(nóng)藥殘留超標(biāo)嚴(yán)重。

表1 有機(jī)栽培和常規(guī)栽培蔬菜的農(nóng)殘及硝酸鹽含量Table 1 Nitrate and pesticide residue of vegetables in organic cultivation and conventional cultivation mg/kg

2.6 有機(jī)栽培和常規(guī)栽培對(duì)蔬菜病蟲害的影響

按照病蟲害發(fā)生規(guī)律，有機(jī)栽培和常規(guī)栽培均按習(xí)慣用藥量和用藥頻次進(jìn)行了病蟲害防控，2種栽培方式下病蟲害防治效果基本相同，病蟲害均得到了有效控制。定植后約30d開始出現(xiàn)病害癥狀，黃瓜植株第1～2片葉有少許霜霉病和白粉病，大白菜第1外葉有少許軟腐病，生菜無病害癥狀。大白菜、生菜和黃瓜均沒有發(fā)生蟲害。

3 討論

通過采用有機(jī)栽培與常規(guī)栽培對(duì)大白菜、生菜和黃瓜3種蔬菜營養(yǎng)成分進(jìn)行對(duì)比分析結(jié)果顯示，有機(jī)栽培蔬菜的營養(yǎng)物質(zhì)（蛋白質(zhì)、可溶性糖、總氨基酸、胡蘿卜素、類黃酮、Vc、蘋果酸、Fe和Zn）含量顯著高于常規(guī)栽培，單寧和Mn的含量顯著低于常規(guī)栽培。劉暢等[11]對(duì)蔬菜的有機(jī)與常規(guī)栽培方式研究表明，有機(jī)方式生產(chǎn)的番茄和芹菜中可溶性固形物、Vc和總糖含量分別比常規(guī)栽培方式高3.9、11.9和14.1個(gè)百分點(diǎn)。Karnpanit等[12]通過分析不同栽培方式下蔬菜中硝酸鹽、鉛和鎘含量，評(píng)估兒童從蔬菜中攝入硝酸鹽、鉛和鎘對(duì)健康的潛在危害，發(fā)現(xiàn)葉菜中硝酸鹽、鉛和鎘的含量高于其他蔬菜，尤其是十字花科的葉菜，而且大部分葉菜在有機(jī)栽培下的硝酸鹽含量低于常規(guī)栽培。丁鎖等[13]研究表明，有機(jī)蔬菜中有機(jī)肥的應(yīng)用明顯改善了黃瓜品質(zhì)，與施用化肥相比，施用有機(jī)肥黃瓜的可溶性固形物含量在2年中分別增加了25%和38%，蔬菜的營養(yǎng)品質(zhì)得到提高，同時(shí)硝酸鹽含量降低。Hallmann等[14]研究表明，有機(jī)番茄的干物質(zhì)、可溶性糖和 Vc含量比常規(guī)栽培高，可滴定酸含量相差不多。在日常生活中，人體的必需氨基酸一般從食物中獲取，即氨基酸含量高就意味著蔬菜品質(zhì)更好。孫梅等[15]研究了噴施氨基酸葉面肥對(duì)蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，結(jié)果表明氨基酸葉面肥增產(chǎn)增收效果顯著，并顯著增加黃瓜、茄子、空心菜的總糖和Vc含量。還有研究[16]表明，有機(jī)紅棗體積較小，黃、紅顏色稍濃，葉綠素、類胡蘿卜素、糖類、有機(jī)酸和總揮發(fā)性化合物含量較高，蛋白質(zhì)和類黃酮含量低于常規(guī)紅棗，味道更好。

本研究還發(fā)現(xiàn)，有機(jī)栽培的大白菜、生菜和黃瓜的硝酸鹽含量普遍低于常規(guī)栽培。常規(guī)蔬菜硝酸鹽含量高于有機(jī)蔬菜，這與蔬菜種植中選擇化肥而不是有機(jī)肥有密切關(guān)系。與有機(jī)栽培相比，常規(guī)栽培中雖然氮素水平不高，但施用化肥時(shí)釋放氮素迅速，導(dǎo)致了常規(guī)栽培蔬菜硝酸鹽含量較高；有機(jī)栽培中施用的生物有機(jī)肥中大量有機(jī)質(zhì)可促進(jìn)反硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)，增強(qiáng)土壤反硝化作用，降低了土壤中硝態(tài)氮含量，使蔬菜中硝酸鹽含量減少。汪峰等[17]研究指出，黃瓜施用化肥后所含的硝酸鹽明顯增多，影響黃瓜品質(zhì)。徐大兵等[18]也指出，化肥的應(yīng)用造成葉菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量高于《農(nóng)產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量指標(biāo)》中的規(guī)定，對(duì)蔬菜的品質(zhì)產(chǎn)生了影響，有機(jī)氮肥替代化肥能夠獲得較好的產(chǎn)量品質(zhì)并減少硝態(tài)氮環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。夏全杰[19]研究發(fā)現(xiàn)，施用化肥增加了大白菜和包心菜產(chǎn)量的同時(shí)也提高了二者的硝酸鹽含量，對(duì)其品質(zhì)產(chǎn)生了負(fù)面效應(yīng)。狄彩霞等[20]研究表明，萵筍莖、葉的營養(yǎng)品質(zhì)與硝酸鹽含量有密切關(guān)系。楊利玲等[21]研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)蔬菜樣品中亞硝酸鹽含量低于同類普通蔬菜中的含量，且有機(jī)蔬菜樣品中亞硝酸鹽含量均低于國家標(biāo)準(zhǔn)，同類普通蔬菜中有1種蔬菜亞硝酸鹽含量超標(biāo)。此外，葉勤[22]發(fā)現(xiàn)，葉菜類蔬菜硝酸鹽含量與氨基酸、Vc、無機(jī)態(tài)氮含量有一定負(fù)相關(guān)關(guān)系，硝酸鹽含量的增加在一定程度上降低了葉菜類蔬菜的營養(yǎng)品質(zhì)。

影響蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)的因素不僅多且非常復(fù)雜，如蔬菜品種、園藝措施、栽培季節(jié)和試驗(yàn)處理等因素都會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定影響，但可以肯定的是，施用化學(xué)農(nóng)藥帶來的農(nóng)藥殘留無疑會(huì)對(duì)蔬菜品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響。常規(guī)栽培帶來的農(nóng)藥殘留不僅直接危害食用者的身體健康，也間接引起蔬菜品質(zhì)的降低，是常規(guī)蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)低于有機(jī)蔬菜的重要原因。一方面，定期施用化學(xué)農(nóng)藥、殘留度高的農(nóng)藥、過量的農(nóng)藥、多次重復(fù)噴灑農(nóng)藥會(huì)與植物體內(nèi)的糖元、酶、蛋白和氨基酸等反應(yīng)，破壞其正常的生命活動(dòng)，植物體內(nèi)營養(yǎng)成分合成也受到相應(yīng)影響，最終影響蔬菜品質(zhì)；另一方面葉片上的農(nóng)藥殘留物影響植物光合作用，同化受阻而影響蔬菜品質(zhì)[3]。本研究發(fā)現(xiàn)在常規(guī)栽培大白菜、生菜和黃瓜中均檢測(cè)到施用的 3種化學(xué)農(nóng)藥，根據(jù)國標(biāo)的農(nóng)殘限量標(biāo)準(zhǔn)，白菜和生菜則農(nóng)殘嚴(yán)重超標(biāo)，黃瓜也檢測(cè)到農(nóng)藥殘留但沒有超標(biāo)，可見農(nóng)藥殘留量與蔬菜種類也有關(guān)系。這可能是因?yàn)橐话戕r(nóng)藥直接噴到蔬菜葉片上，導(dǎo)致葉片更容易附著農(nóng)藥，因而對(duì)于食用器官是葉片的葉菜類蔬菜來說等于直接食用噴藥部位，而果菜類食用器官果實(shí)附著農(nóng)藥較少，農(nóng)藥殘留很少超標(biāo)。

4 結(jié)論

有機(jī)栽培的大白菜、生菜和黃瓜的蛋白質(zhì)、可溶性糖、氨基酸、類胡蘿卜素、Vc、類黃酮、蘋果酸、Fe和Zn含量明顯高于常規(guī)栽培，而硝酸鹽含量明顯低于常規(guī)栽培，均受到農(nóng)藥殘留污染。由此，因養(yǎng)分管理和病蟲害管理措施不同，有機(jī)栽培蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)明顯優(yōu)于常規(guī)栽培蔬菜。