Evaluation of Nitrate Accumulation and Factors Affecting It in Some Leafy Vegetables in Zanjan Province

Document Type : Research Paper

Authors

1 MSc., Soil and Water Research Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research Center, AREEO, Shiraz, Iran

2 Assist. Professor., Department of Soil Science Engineering, College of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, Iran

Abstract

Nitrogen (N) fertilizer plays an important role in crop yield and its quality. Excess nitrates may cause surface and groundwater pollution, through nitrate leaching and soil erosion. The uptake and distribution of nitrate in crops is important with respect to environmental concerns and the quality of crop products. This study was conducted in a randomized design at harvesting time on some vegetables such as Allium cepa L, Petroselinum crispum, vulgaris subsp, Anethum graveolens, Coriandrum sativum and Mentha Piperita in 7 fields in Zanjan Province. Concentration of nitrogen, nitrate, and activity of nitrate reductase enzyme in the vegetables as well as some physical and chemical properties of soil and water were determined. Results showed that, despite the same climatic conditions and crop management, the highest accumulation of nitrate was observed in samples of irrigation water, soil, and plants in the fields near the municipal sewage sludge outlet that were cultivated with leguminous plants i.e. beans and alfalfa, in previous years; therefore, no nitrogen fertilizer application was required. In all studied field, nitrate concentration in Allium cepa L and Petroselinum crispum was in critical range; however, nitrate concentration in 14.3% of vulgaris subsp and Mentha Piperita vegetable fields and 28.6% of Anethum graveolens and Coriandrum sativum   vegetable fields were higher than critical range. Concentration of nitrate in vegetables had positive correlation with concentrations of plant nitrogen and water and soil nitrate content and had negative correlation with nitrate reductase activity. Also, significant differences were observed in nitrate reductase activity in various vegetables. Among the studied soil properties, soil nitrate concentration had an important role in nitrate accumulation in vegetables. 

Keywords

References

  1. اسفندیاری س، افتخاری س آ و حیدری م. 1390. اثر نیتروژن بر فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز در توده­های منتخب اسفناج (Spinacia oleracea L.) بومی ایران. هفتمین کنگره علوم باغبانی، دانشگاه صنعتی اصفهان، ایران.
  2. امامی آ. 1375. روش­های تجزیه شیمیایی گیاه (جلد اول)، وزارت جهاد کشاورزی، موسسه تحقیقات خاک و آب. نشریه شماره 982.
  3. پیرصاحب، م. رحیمیان، س و پاسدار خشکناب، ی. 1391. مقدار نیترات و نیتریت در سبزیجات و صیفی­جات مصرفی شهر کرمانشاه (سال 1389). مجله دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه، دوره 16، شماره1، 83-76ص.
  4. تقوی ت و بابالار م. 1383.اثر نسبت های مختلف نیترات آمونیم و سطوح مختلف آهن و برروی کیفیت و کمیت میوه توت فرنگی و فعالیت نیترات ردکتاز. پایان نامه دکتری رشته علوم باغبانی دانشکده کشاورزی تهران، کرج.
  5. جلینی، م.1381 بررسی حرکت آب و ازت تحت شرایط تنش آبی. پایان نامه مقطع دکتری ، رشته آبیاری و زهکشی، دانشگاه آزاد اسلامی – واحد علوم و تحقیقات .169ص.
  6. جلینی، م. دوستی، ف. 1390. بررسی میزان تجمع نیترات در محصول سیب­زمینی و گوجه فرنگی. فصلنامه علمی محیط زیست. شماره50، 71- 62 ص.
  7. رحمانی، ح ر. 1385. بررسی وضعیت نیترات در خاک، آب و گیاه در اراضی سبزیکاری منطقه براآن اصفهان. مجله علوم محیطی. شماره 11، 34-23ص.
  8. رضائیان باجگبران، س. 1385. بررسی وضعیت تجمع نیترات در سبزی و صیفی شهرستانهای مشهد، نیشابور و سبزوار. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی، سازمان جهاد کشاورزی و مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی
  9. شهباززادگان، س. هاشمی مجد، س و شهبازی، ب. 1389. اندازه­گیری غلظت نیترات در سبزی­ها و میوه­های عرضه شده در شهر اردبیل. مجله دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی اردبیل. دوره 10، شماره 1، 47-38ص.
  10. علی احیایی م و بهبهانی زاده ع آ. 1372. روش­های تجزیه شیمیایی خاک و آب (جلد اول). وزارت جهاد کشاورزی، موسسه تحقیقات خاک و آب. نشریه شماره 893.
  11. کافی م، زند ا، کامکار ب، شریفی ح و گلدانی م. 1388. فیزیولوژی گیاهی (جلد اول)، انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد.
  12. ملکوتی، م . ج و س . ج. طباطبایی1377. استفاده از کودهای آلی و شیمیایی برای افزایش تولید و کنترل غلظت نیترات در غده های سیب زمینی در ایران . شورای عالی سیاستگذاری کاهش مصرف سموم و کودهای شیمیایی، نشر آموزش کشاورزی، معاونت تات وزارت جهاد کشاورزی، کرج، ایران.
  13. موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، استاندارد ملی ایران، 1392، مرز بیشینه مانده نیترات در محصولات کشاورزی (چاپ اول)، شماره 16596.
  14. موسوی موید، ف. چراغی، م و لرستانی، ب. 1395. مجله دانشکده علوم پزشکی نیشابور. بررسی میزان تجمع نیترات و فسفات در پیاز مصرفی بازار شهر همدان. 1395. شماره 4، 89-82ص.
  15. Amr, A., and Hadidi N. 2001. Effect of cultivar and harvest date on nitrate (NO3) and nitrite (NO2) content of selected vegetables grown under open field and greenhouse conditions in Jordan. Journal of Food Composition and Analysis. 14(1): 59-67.
  16. Campbell, W.H. 1999. Nitrate reductase structure, function and regulation: bridging the gap between biochemistry and physiology. Annual review of plant biology. 50(1): 277-303.
  17. Chen, B.M., Wang, Z.H., Li, S.X., Wang, G.X., Song, H.X., and Wang, X.N. 2004. Effects of nitrate supply on plant growth, nitrate accumulation, metabolic nitrate concentration and nitrate reductase activity in three leafy vegetables. Plant Science. 167(3): 635-643.
  18. Chung, S.Y., Kim, J.S., Kim, M., Hong, M.K., Lee, J.O., Kim, C.M., and Song,I.S. 2003. Survey of nitrate and nitrite contents of vegetables grown in Korea. Food Additives & Contaminants, 20(7): 621-628.
  19. Darnell, R.L., and Stutte, G.W. 2001. Nitrite concentration effects on NO3-N uptake and reduction, growth, and fruit yield in strawberry. Journal of the American Society for Horticultural Science. 126(5): 560-563.
  20. Dordas, C.A., and Sioulas, C. 2008. Safflower yield, chlorophyll content, photosynthesis, and water use efficiency response to nitrogen fertilization under rainfed conditions. Industrial Crops and Products. 27(1), pp.75-85.
  21. European Union. 2002f. Commission Regulation (EC) No563/2002 of 2 April 2002 amending regulation (EC) No466/2001 setting maximum levels for certain contaminants infoodstuffs. Official Journal 77: 1-13.
  22. Fewtrell, L. 2004. Drinking-water nitrate, methemoglobinemia, and global burden of disease: a discussion. Environmental health perspectives. 1371-1374.
  23. Gheshlaghe, Z., Khorasane, R., Haghnia, G.H., and Kafe, M. 2015. The effect of nitrate concentration and harvest time on the concentration of iron, zinc, copper, potassium and nitrate reductase activity in lettuce and spinach. Journal of Crop Production and Processing, 16(5). 315-330.
  24. Kladivko, E.J., Frankenberger, J.R., Jaynes, D.B., Meek, D.W., Jenkinson, B.J., and Fausey, N.R. 2004. Nitrate leaching to subsurface drains as affected by drain spacing and changes in crop production system. Journal of Environmental Quality. 33(5): 1803-1813.
  25. Menard, C., Heraud, F., Volatier, J.L., and Leblanc, J.C. 2008. Assessment of dietary exposure of nitrate and nitrite in France. Food Additives and Contaminants. 25(8):971-988.
  26. Santamaria, P. 2006. Nitrate in vegetables: toxicity, content, intake and EC regulation. Journal of the Science of Food and Agriculture. 86(1): 10-17.
  27. Siddiqi, M.Y., Glass, A.D., Ruth, T.J., and Rufty, T.W. 1990. Studies of the uptake of nitrate in barley I. Kinetics of 13NO3− influx. Plant Physiology. 93(4): 1426-1432.
  28. Tamme, T., Reinik ,M., Roasto, M., Juhkam, K., Tenno, T., and Kiis, A. 2006. Nitrates and nitrites in vegetables and vegetable-based products and their intakes by the Estonian population. Food additives and contaminants. 23(4): 355-361.
  29. US-EPA. 1996. Drinking water regulations and health advisories. Washington, D.C., U.S. Environmental Protection Agency, Office of Water. 822-B-96-002, 11 p.
Iranian Journal of Soil Research
Volume 32, Issue 2
September 2018
Pages 189-201

Files

Share

How to cite

Statistics