2022-11-25
化肥降低了农产品品质吗?
农产品好不好吃是人们的直观感觉,用科学术语来表达就是农产品品质,具体包括外观、营养及内含物成分、风味、加工、储藏等多个方面,这些品质特性均与化肥施用有直接关系。人们认为施用化肥降低了农产品品质,事实上施用化肥极大地改善了农产品品质,具体表现为以下几个方面。
化肥改善外观品质:大小均匀、色泽好
农产品的大小和色泽等外观品质与多种因素有关,在没有化肥的传统生产模式下,“歪瓜裂枣”是普遍现象,而化肥的施用显著提高了水果、蔬菜的外观品质。研究发现,当苹果果实钙含量小于45毫克/千克时,易感染苦痘病和乔纳森斑病。营养液钙浓度低于5毫摩尔/升时,番茄脐腐病的发病率也会迅速增加。因为钙是细胞壁的组成成分,缺钙导致细胞壁不能正常形成,使得对真菌及病虫害的屏蔽作用下降;缺硼导致花而不实,块根根裂,因为硼也是细胞壁的组成成分,缺乏时细胞壁骨架结构不完整,连接不紧密,细胞间易分离,表现出根裂等症状。缺硼也会使苹果果实内部木栓化,果肉凹陷,引起“缩果病”。类似地,缺镁会引起苹果果实着色差,糖度下降;缺锌会使葡萄果实大小和着色不均匀等,严重影响农产品品质。
过去不施用化肥问题普遍发生,现在这些现象已经越来越少,但也存在。例如,河南省灵宝市寺河山镇一个果园不施肥情况下,一亩地只能产不足250千克苹果,85%的果实直径不到 70毫米,按现在的标准达不到二级果,相当于是等外果,口感硬,每亩地生产的苹果只能收入几百元。 而同样的红富士苹果,在施用化肥且管理良好的山东蓬莱可以达到每亩4250千克以上,85%为一级果(果实直径≥85 毫米,全红),商品化率可达 95%,每亩收入过万元。
化肥提高营养品质:元素充足、营养高
农产品中营养元素含量与施肥直接相关,施用化肥极大地提高了农产品营养含量。化肥施用也提升了农产品中微量元素的含量,尤其是在我国地带性营养元素缺乏的地区。例如,西北石灰性土壤锌有效性很低,植物缺少锌营养进而导致饮食中锌缺乏的问题曾经很普遍,这是居民营养不良的关键问题。施用氮肥后可以将小麦籽粒锌含量从20~25毫克/千克提高到30~40毫克/千克,接近国际食品锌营养标准。同样在水稻上,通过施用锌肥,籽粒锌含量可增加 20%,增产 10%左右,可实现水稻籽粒锌生物强化和籽粒产量同步提升。此外,氮肥的施用大幅度提高了粮食作物蛋白质含量。
化肥改善风味品质:香甜可口、味道好
农产品风味包括香味物质和呈味物质两个方面,香味物质一般与芳香物质成分的种类和含量直接相关,具体又包括具有挥发性的酯类、醇类、醛类、酮类等;而呈味物质则指的是糖度、酸度和维生素 C 等决定口味的物质。施用肥料可以显著提高挥发性芳香物质特别是酯类物质的含量,且增加糖分含量和维生素C含量,降低导致口味酸涩的酸度。例如,对不同施肥处理下的甜瓜风味研究表明,相较于不施肥处理,合理施用氮、磷、钾肥的甜瓜酯类含量由 20%显著提升至56%,总糖含量提高 54%,维生素C含量提高 69%,总酸含量降低 27%,合理施肥使得甜瓜更加清香适口,回味悠长。硫与作物风味物质有着密切的关系,如施用硫肥能够显著提高大蒜素的含量,使得大蒜味道更加浓厚。腊八蒜其实就是因为大蒜素是含有硫的化合物,这些含硫化合物主导了颜色的变化。在低温和醋的作用下,大蒜形成了蓝色的蒜蓝素,而蒜蓝素不稳定,会逐渐形成黄色的蒜黄素,当蓝黄共存时,就是我们看到的绿色,时间久了腊八蒜就全部变为黄色了。
化肥改善加工品质:满足需求、效益高
果蔬加工品质包括:成熟性、凝胶性、柔嫩性、汁液性等。粮食加工品质包括:淀粉糊化与老化、面筋及蛋白质的热变性、褐变等。施肥能够显著影响果蔬的加工品质,如合理施肥提高番茄的汁液性。施肥也能显著提高粮食的淀粉和面筋等加工性状。例如,小麦制成的面包体积与土壤硫素含量以及硫肥用量密切相关。施硫能提高小麦尤期是强筋小麦制成面粉的延伸性和弹性,施硫表现出增大面包体积的作用,且烘焙品质对硫肥的响应远大于产量对硫肥的响应。中国农业科学院德州实验站 28年定位试验研究了施用化肥、有机肥等对冬小麦品质(蛋白质)和加工品质(面包烤制)的影响,发现有机肥供氮能力弱,等氮量投入下,小麦和玉米蛋白质含量不及化肥处理,其中小麦蛋白质含量降低了 17%。有机肥种出来的小麦制成的面包烘烤品质也不及化肥,改变了人们认为有机肥可以普遍改善作物品质的传统观点。我国作物品质提升空间很大,需要将科学施肥与育种、灌溉等综合技术相结合。目前,我国农产品品质整体处于爬坡期,但老百姓常说“用了化肥瓜不香了、果不甜了”把问题都归咎于化肥并不完全准确。总体而言,化肥施用改善了很多品质问题。
目前,部分果农盲目追求大果和超高产,大量投入氮、磷、钾肥料,忽视其他元素如钙、镁、硼等的配合,导致果实很大、水分很多,出现裂果和感染病害。化肥大量投入,尤其是氮肥投入过量也会导致果实可溶性固形物含量降低、糖度跟不上、酸度上升,降低了风味,这是因为过量投入氮肥导致果树营养生长过旺,并与果实竞争光合产物,减少了糖向果实的分配。同时,由于叶片和果实的氮素含量过多,促进了氮代谢及含氮物质的形成,不利于果实糖分的积累,导致可溶性固形物含量和糖度降低。因此,需依循“大量元素为主,钙、镁、硫和微量元素为辅,平衡施肥,有机肥部分替代化肥”的原则,并与优良品种、节水灌溉等绿色增产增效技术结合,实现优质、高产、高效生产。
化肥改善储藏品质:延长储藏、品质好
农产品储藏品质与储藏条件和采收时的品质密切相关。一般而言,科学施用化肥能够显著提升采收品质,进而为更好的储藏品质奠定基础。一般而言,适量供应氮素改善了作物生长并增强其抗病性,过量供应氮素则易导致作物合成大量的游离氨基酸,并且含有大量的水分,易引起储藏期间的腐烂和失水损失;磷和钾在维持细胞膜稳定性上有着重要的作用,缺乏会导致农产品易丧失水分,营养物质流失,进而降低储藏品质。由于钙对增强细胞壁和细胞膜稳定性、减轻储藏病害、降低呼吸并减少乙烯产生有很好的作用,因此科学施肥能够有效改善储藏外观和内在品质,有效延长储藏期。例如,樱桃采收前喷施氯化钙溶液,在储藏半个月后果实腐烂率从 27% 降低到 4% 以下。
总之,化肥在改善农作物的品质性状中发挥着重要的作用。“是庄宝,施足又施巧”通过调整肥料养分投入比例,改善化肥养分结构和施用方法,进行有机养分与化肥配合施用,科学合理地施用化肥,才能保障农作物健康成长,使得米饭有营养、瓜果更香甜。
农产品好不好吃是人们的直观感觉,用科学术语来表达就是农产品品质,具体包括外观、营养及内含物成分、风味、加工、储藏等多个方面,这些品质特性均与化肥施用有直接关系。人们认为施用化肥降低了农产品品质,事实上施用化肥极大地改善了农产品品质,具体表现为以下几个方面。
化肥改善外观品质:大小均匀、色泽好
农产品的大小和色泽等外观品质与多种因素有关,在没有化肥的传统生产模式下,“歪瓜裂枣”是普遍现象,而化肥的施用显著提高了水果、蔬菜的外观品质。研究发现,当苹果果实钙含量小于45毫克/千克时,易感染苦痘病和乔纳森斑病。营养液钙浓度低于5毫摩尔/升时,番茄脐腐病的发病率也会迅速增加。因为钙是细胞壁的组成成分,缺钙导致细胞壁不能正常形成,使得对真菌及病虫害的屏蔽作用下降;缺硼导致花而不实,块根根裂,因为硼也是细胞壁的组成成分,缺乏时细胞壁骨架结构不完整,连接不紧密,细胞间易分离,表现出根裂等症状。缺硼也会使苹果果实内部木栓化,果肉凹陷,引起“缩果病”。类似地,缺镁会引起苹果果实着色差,糖度下降;缺锌会使葡萄果实大小和着色不均匀等,严重影响农产品品质。
过去不施用化肥问题普遍发生,现在这些现象已经越来越少,但也存在。例如,河南省灵宝市寺河山镇一个果园不施肥情况下,一亩地只能产不足250千克苹果,85%的果实直径不到 70毫米,按现在的标准达不到二级果,相当于是等外果,口感硬,每亩地生产的苹果只能收入几百元。 而同样的红富士苹果,在施用化肥且管理良好的山东蓬莱可以达到每亩4250千克以上,85%为一级果(果实直径≥85 毫米,全红),商品化率可达 95%,每亩收入过万元。
化肥提高营养品质:元素充足、营养高
农产品中营养元素含量与施肥直接相关,施用化肥极大地提高了农产品营养含量。化肥施用也提升了农产品中微量元素的含量,尤其是在我国地带性营养元素缺乏的地区。例如,西北石灰性土壤锌有效性很低,植物缺少锌营养进而导致饮食中锌缺乏的问题曾经很普遍,这是居民营养不良的关键问题。施用氮肥后可以将小麦籽粒锌含量从20~25毫克/千克提高到30~40毫克/千克,接近国际食品锌营养标准。同样在水稻上,通过施用锌肥,籽粒锌含量可增加 20%,增产 10%左右,可实现水稻籽粒锌生物强化和籽粒产量同步提升。此外,氮肥的施用大幅度提高了粮食作物蛋白质含量。
化肥改善风味品质:香甜可口、味道好
农产品风味包括香味物质和呈味物质两个方面,香味物质一般与芳香物质成分的种类和含量直接相关,具体又包括具有挥发性的酯类、醇类、醛类、酮类等;而呈味物质则指的是糖度、酸度和维生素 C 等决定口味的物质。施用肥料可以显著提高挥发性芳香物质特别是酯类物质的含量,且增加糖分含量和维生素C含量,降低导致口味酸涩的酸度。例如,对不同施肥处理下的甜瓜风味研究表明,相较于不施肥处理,合理施用氮、磷、钾肥的甜瓜酯类含量由 20%显著提升至56%,总糖含量提高 54%,维生素C含量提高 69%,总酸含量降低 27%,合理施肥使得甜瓜更加清香适口,回味悠长。硫与作物风味物质有着密切的关系,如施用硫肥能够显著提高大蒜素的含量,使得大蒜味道更加浓厚。腊八蒜其实就是因为大蒜素是含有硫的化合物,这些含硫化合物主导了颜色的变化。在低温和醋的作用下,大蒜形成了蓝色的蒜蓝素,而蒜蓝素不稳定,会逐渐形成黄色的蒜黄素,当蓝黄共存时,就是我们看到的绿色,时间久了腊八蒜就全部变为黄色了。
化肥改善加工品质:满足需求、效益高
果蔬加工品质包括:成熟性、凝胶性、柔嫩性、汁液性等。粮食加工品质包括:淀粉糊化与老化、面筋及蛋白质的热变性、褐变等。施肥能够显著影响果蔬的加工品质,如合理施肥提高番茄的汁液性。施肥也能显著提高粮食的淀粉和面筋等加工性状。例如,小麦制成的面包体积与土壤硫素含量以及硫肥用量密切相关。施硫能提高小麦尤期是强筋小麦制成面粉的延伸性和弹性,施硫表现出增大面包体积的作用,且烘焙品质对硫肥的响应远大于产量对硫肥的响应。中国农业科学院德州实验站 28年定位试验研究了施用化肥、有机肥等对冬小麦品质(蛋白质)和加工品质(面包烤制)的影响,发现有机肥供氮能力弱,等氮量投入下,小麦和玉米蛋白质含量不及化肥处理,其中小麦蛋白质含量降低了 17%。有机肥种出来的小麦制成的面包烘烤品质也不及化肥,改变了人们认为有机肥可以普遍改善作物品质的传统观点。我国作物品质提升空间很大,需要将科学施肥与育种、灌溉等综合技术相结合。目前,我国农产品品质整体处于爬坡期,但老百姓常说“用了化肥瓜不香了、果不甜了”把问题都归咎于化肥并不完全准确。总体而言,化肥施用改善了很多品质问题。
目前,部分果农盲目追求大果和超高产,大量投入氮、磷、钾肥料,忽视其他元素如钙、镁、硼等的配合,导致果实很大、水分很多,出现裂果和感染病害。化肥大量投入,尤其是氮肥投入过量也会导致果实可溶性固形物含量降低、糖度跟不上、酸度上升,降低了风味,这是因为过量投入氮肥导致果树营养生长过旺,并与果实竞争光合产物,减少了糖向果实的分配。同时,由于叶片和果实的氮素含量过多,促进了氮代谢及含氮物质的形成,不利于果实糖分的积累,导致可溶性固形物含量和糖度降低。因此,需依循“大量元素为主,钙、镁、硫和微量元素为辅,平衡施肥,有机肥部分替代化肥”的原则,并与优良品种、节水灌溉等绿色增产增效技术结合,实现优质、高产、高效生产。
化肥改善储藏品质:延长储藏、品质好
农产品储藏品质与储藏条件和采收时的品质密切相关。一般而言,科学施用化肥能够显著提升采收品质,进而为更好的储藏品质奠定基础。一般而言,适量供应氮素改善了作物生长并增强其抗病性,过量供应氮素则易导致作物合成大量的游离氨基酸,并且含有大量的水分,易引起储藏期间的腐烂和失水损失;磷和钾在维持细胞膜稳定性上有着重要的作用,缺乏会导致农产品易丧失水分,营养物质流失,进而降低储藏品质。由于钙对增强细胞壁和细胞膜稳定性、减轻储藏病害、降低呼吸并减少乙烯产生有很好的作用,因此科学施肥能够有效改善储藏外观和内在品质,有效延长储藏期。例如,樱桃采收前喷施氯化钙溶液,在储藏半个月后果实腐烂率从 27% 降低到 4% 以下。
总之,化肥在改善农作物的品质性状中发挥着重要的作用。“是庄宝,施足又施巧”通过调整肥料养分投入比例,改善化肥养分结构和施用方法,进行有机养分与化肥配合施用,科学合理地施用化肥,才能保障农作物健康成长,使得米饭有营养、瓜果更香甜。