土壤中的營養(yǎng)素對農(nóng)產(chǎn)品的影響

[美]羅斯·韋爾奇，[澳]羅賓·格林漢姆，[土]埃斯邁爾·卡科馬克，段士愛 譯

(麗江師范高等專科學(xué)校,云南 麗江 674100)

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土壤中的營養(yǎng)素對農(nóng)產(chǎn)品的影響

[美]羅斯·韋爾奇，[澳]羅賓·格林漢姆，[土]埃斯邁爾·卡科馬克，段士愛 譯

(麗江師范高等?？茖W(xué)校,云南 麗江 674100)

摘要：農(nóng)業(yè)體系中塑造生物可利用的微量營養(yǎng)素輸出最重要的因素是什么呢？一般來講，比起貧瘠的土壤孕育出的食物，肥沃的土壤能夠孕育出富含更多維生素和營養(yǎng)的食物(Welch,1998;Welch,2001)。土壤的營養(yǎng)狀況、耕作體系、高密度營養(yǎng)價值作物(植物育種)的多樣化選擇(例如生物強化)、土壤改良、家畜和水產(chǎn)業(yè)是重要的因素，它們能夠影響農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的產(chǎn)量(Tontisirin et al.,2002;Frison et al.,2006;Combs,Jr.and Welch,1998;Welch,2008;Allaway,1986)?？偠灾r(nóng)業(yè)系統(tǒng)越多樣化，食物系統(tǒng)就越會富含更多的微量營養(yǎng)素(肯尼迪Kennedy 等人,2003;Tontisirin 等人,2002)。

關(guān)鍵詞：土壤；微量營養(yǎng)素；宏量營養(yǎng)素

1土壤肥力和養(yǎng)分狀況

土壤質(zhì)量和土壤肥力對糧食作物的營養(yǎng)含量和農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的營養(yǎng)產(chǎn)出有直接影響(Bruulsema et al.,2012)。改善土壤的肥力不僅可以提高產(chǎn)量，并且不需要增加耕地面積就能夠使作物品種具有多樣性。所以應(yīng)該重視土壤肥力，以此提高作物系統(tǒng)的營養(yǎng)產(chǎn)出(Graham et al.,2007)。低收入家庭必需的營養(yǎng)素主要來自于主要糧食作物中的可用微量營養(yǎng)素，而土壤中產(chǎn)出的微量元素水平可能是食物系統(tǒng)機能失調(diào)從而導(dǎo)大范圍致缺乏營養(yǎng)的重要原因之一。這是人類生存所需的營養(yǎng)素，但不清楚植物的生長是否需要，如硒和碘(Green and Limesand,2010)。植物所需的微量營養(yǎng)素，如鋅，知情的農(nóng)民通常會使用微量營養(yǎng)素肥料改善土壤肥力，從而最大限度的提高作物的產(chǎn)量，然而沒有獎勵或者政府的規(guī)定，他們不會使用作物不需要的營養(yǎng)素，如硒和碘。

南方國家人口缺鋅與土壤缺鋅似乎是有關(guān)系的(Hotz and Brown,2004;Huang et al.,2010;Macbeth et al.,2005;Welch,2008)。很有可能，南方國家某些地區(qū)人口缺鋅與土壤鋅含量低有關(guān)。由于土壤鋅含量低，收獲的作物中鋅的含量也低，最終導(dǎo)致該地區(qū)主食中鋅含量普遍低。有趣的是，據(jù)報道地球上大約50%的耕地由于鋅含量低而成為產(chǎn)量最佳的耕地(Sillanpaa,1982;Sillanpaa,1990)。因此，人體缺鋅可能源于土壤缺鋅(Macbeth等人,2005)。

據(jù)報道人類和家畜缺乏微量營養(yǎng)素，如碘和硒，與土壤相關(guān)(Allaway,1975;Allaway,1986)。過去在美國，碘鹽大量出現(xiàn)以前，由于滋養(yǎng)食物和草料的水及土壤缺碘使人和家畜患碘缺乏病(“地方性甲狀腺腫”)。土壤中碘含量低是因為雨水和灌溉容易將土壤中的碘帶走。遠(yuǎn)離海洋的地區(qū)，雨水中的含碘量較低，這些地區(qū)的土壤含碘量低，其產(chǎn)出的作物碘含量也不能滿足人體的需求(Johnson等人,2003)。依靠這些地區(qū)作物生存的人群缺碘的風(fēng)險較高。(Johnson等人,2003)。目前，在南亞和非洲地區(qū)仍然有大量人口缺碘(Andersson等人,2012)，所以為了解決確碘的根源，我們需要可持續(xù)的解決方案。使用含碘肥料可能是最切實可行的辦法(將在后面進(jìn)行討論)，因為這樣可以從根源上解決土壤碘含量低的問題(Ren等人,2008)。

糧食作物中硒的含量與土壤中硒的含量有直接關(guān)系(Banuelos and Ajwa,1999)。土壤中硒的含量低，則產(chǎn)出的作物中硒的含量也低，因此以這些作物為生的人們也會缺硒。據(jù)報道，在中國克山有一種缺硒而引起的疾病(克山病)會使人突然死亡(Ge and Yang,1993)。在美國有硒地圖，標(biāo)著相接的48個州硒分布的情況，流行病學(xué)家用它來分析家畜草料含硒量和人類患癌的關(guān)系(Combs,Jr.,2005)。顯然，土壤中微量營養(yǎng)素對食物系統(tǒng)有重要影響，最終這些微量營養(yǎng)素以食物的形態(tài)滿足人體的營養(yǎng)需求。

其他與土壤相關(guān)的因素也會影響農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的微量營養(yǎng)素輸出。土壤宏量營養(yǎng)素肥料(如氮、磷、鉀、硫、鈣和鎂)、土壤改良劑如石灰、石膏和有機物質(zhì)都會影響土壤的質(zhì)量，從而影響到作物的營養(yǎng)含量。這些因素將在后面做討論(Welch,2001)。在糧食作物中，大量營養(yǎng)素肥料同樣會影響微量營養(yǎng)素的含量(微量營養(yǎng)素和維生素)(Allaway,1986;Grunes and Allaway,1985)。一些出版物詳細(xì)討論了施肥對植物性食物中營養(yǎng)素的積累的影響(Allaway,1975;Cakmak,2008;Karmas and Harris,1988;Nagy and Wardowski,1988;Salunkhe and Deshpande,1991;Welch,1997)。

宏量營養(yǎng)素肥料也會影響食物作物的維生素水平(Welch,2001)。例如，據(jù)報道，由于氮肥使用超過標(biāo)準(zhǔn)量的26%，而使各類蔬菜，如萵苣、羽衣甘藍(lán)、苦苣布魯塞爾豆芽中的維生素C的含量降低(Salunkhe and Deshpande,1991)。相反，增加鉀肥的使用量可以使蔬菜中維生素C的含量增加8-20%。對土壤施氮肥可以提高胡蘿卜中的β-胡蘿卜素含量(Habben,1972年摘自Salunkhe and Desai,1988)。1979年威力克報道了胡蘿卜中復(fù)合氮磷肥、鉀鎂肥料、β-胡蘿卜素和其他微量營養(yǎng)素含量的研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)比起不施肥，使用氮、磷和鎂的作物中β-胡蘿卜素含量提高了42%；比起單獨使用氮磷肥料，施氮磷鉀復(fù)合肥可以使β-胡蘿卜素含量提高27%；使用脫鎂肥料會使β-胡蘿卜素含量從42%降低至30%。

顯然，為了使胡蘿卜中的β-胡蘿卜素含量達(dá)到最高值，應(yīng)該施足量的氮、磷和鉀肥。威力克還報道了在第二次收獲時鐵、鎂、鋅和銅對胡蘿卜葉子的影響，研究發(fā)現(xiàn)鎂和鐵對葉子的影響非常大，而其他微量營養(yǎng)素不太受肥料的影響。

翻譯：段士愛

中圖分類號:S663.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)06-0208-01