采收前停止營養(yǎng)液供給對小白菜生物量及硝酸鹽含量的影響

袁藝 陶婧 汪騫 李石開

摘要 [目的]降低無土栽培蔬菜植株中的硝酸鹽含量。[方法]以小白菜蘇州青為材料，分別在收獲前的3 、6 和9 d停止營養(yǎng)液供給，轉(zhuǎn)用清水栽培。采收時測定小白菜生理指標、品質(zhì)指標及葉綠素含量。[結果]在停止營養(yǎng)液供給3、6和9 d后，小白菜單株重分別減少了10.0%、9.2%和22.4%，葉片硝酸鹽含量分別降低了61.1%、80.7%和88.1%，葉柄硝酸鹽含量分別降低了25.7%、42.2%和57.6%。同時植株的維生素C含量還略有上升。[結論]在小白菜收獲前3 ～6 d停止營養(yǎng)液供給并改用清水栽培能在不太影響產(chǎn)量的同時最大程度降低植株的硝酸鹽含量。

關鍵詞 小白菜;停止供給;營養(yǎng)液;硝酸鹽含量

中圖分類號 S634.3文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）13-0050-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.13.016

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of Stopping Nutrition Supply? before Harvest on the Biomass and Nitrate Content of Brassica campestris L.

Abstract [Objective]To reduce the nitrate content in soilless cultivated vegetable plants.[Method]The Chinese cabbage（Brassica campestris L.） was used as the material， and the supply of nutrient solution was stopped at 3， 6 and 9 days before harvest， then it was transferred to clear water cultivation.The physiological indexes， quality indexes and chlorophyll contents of Chinese cabbage were determined at harvesting.[Result]After stopping the supply of nutrient solution for 3， 6 and 9 days， the plant weight of the Chinese cabbage was reduced by 10.0%， 9.2% and 22.4%， respectively;and the nitrate content of blades was decreased by 61.1%， 80.7% and 88.1%， respectively， the nitrate content in the petiole was reduced by 25.7%， 42.2% and 57.6%， respectively;the vitamin C content of the plants increased slightly.[Conclusion]Stopping supplying nutrient solution 3 to 6 days before the harvest of Chinese cabbage and replacing it with clear water cultivation can minimize the nitrate content of the plant while not affecting the yield.

Key words Brassica campestris L.;Stopping supply;Nutrient solution;Nitrate content

無土栽培因其可控程度和復種指數(shù)高、適應性廣、易操作、產(chǎn)品潔凈、農(nóng)藥殘留量低等優(yōu)點，已成為國外設施栽培的主流栽培模式，目前隨著我國市場對安全、優(yōu)質(zhì)、商品性高蔬菜需求的增加，國內(nèi)蔬菜無土栽培發(fā)展迅速[1-2]。由于無土栽培對快速高產(chǎn)的追求，易出現(xiàn)蔬菜硝酸鹽含量過高的問題，陳選陽等[3-4]研究表明，與土壤栽培相比，無土栽培會提高葉菜型甘薯的硝酸鹽含量。硝酸鹽在食用后可被人體還原成有毒的亞硝酸鹽，增加患腸胃癌、高鐵血紅蛋白癥等疾病的幾率，對人體健康構成威脅[5-6]。國內(nèi)外研究表明，人體攝入的硝酸鹽有81.2%來自蔬菜，因此硝酸鹽含量是衡量蔬菜品質(zhì)的一個重要指標[7]。我國已于2004年取消蔬菜中硝酸鹽的殘留限量標準，然而歐盟和日本還是嚴格執(zhí)行硝酸鹽的殘留限量標準，且各國之間硝酸鹽含量限制值差異不大。我國目前主要蔬菜硝酸鹽含量均逼近或超過歐盟針對新鮮和冷凍菠菜及生菜的硝酸鹽含量限值[5，8]。目前蔬菜硝酸鹽含量超標已成為設施蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展以及進出口貿(mào)易的瓶頸，如何降低無土栽培蔬菜硝酸鹽含量仍然是各國研究者的研究熱點。

降低無土栽培蔬菜硝酸鹽含量的途徑主要有3種，即培育無土栽培專用品種、加強設施環(huán)境調(diào)控技術及研發(fā)新型營養(yǎng)液及管理技術[9-10]。前2種方法因其周期過長和投入過高無法應用于實際生產(chǎn)栽培中，而通過栽培期間調(diào)整硝銨配比氮素濃度、加入滲透離子以及采前斷氮等措施能一定程度降低蔬菜硝酸鹽含量，但也存在減產(chǎn)、品質(zhì)下降和不宜操作等問題，此外栽培結束后廢棄的營養(yǎng)液也會對環(huán)境及地下水造成污染[11]。Satoru Tsukagoshi通過采收前6 d停止對營養(yǎng)液補充NO3-N和采收前2 ～6 d停止對營養(yǎng)液追肥的栽培方法，有效降低了菠菜中的硝酸鹽含量，使得所培育菠菜滿足歐盟春夏季菠菜硝酸鹽含量低于2 500 mg/kg和秋冬季菠菜硝酸鹽含量低于3 000 mg/kg的限量要求 [12]。由于采收前精準調(diào)控營養(yǎng)液成分在實際生產(chǎn)中實施難度較高，而云南地下水及河流礦物質(zhì)含量豐富且大部分栽培地井水電導度值（electrical conductivity， EC）均達到0.5 dS/m，因此該試驗提出在云南地區(qū)通過采收前使用井水替換營養(yǎng)液進行小白菜栽培，以期得出降低水培小白菜硝酸鹽含量實用性較高的栽培方法。

該研究以小白菜為原材料，研究無土栽培條件下采前切斷養(yǎng)分供應對小白菜產(chǎn)量、品質(zhì)及硝酸鹽含量的影響，探尋產(chǎn)品品質(zhì)和硝酸鹽含量調(diào)控的平衡點，以期為實際生產(chǎn)中經(jīng)濟、安全、高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 供試小白菜品種為蘇州青;水培塑料箱規(guī)格為80 cm×60 cm×24 cm;水培海綿規(guī)格為25 mm×25 mm×20 mm;定植泡沫板規(guī)格為75 cm×55 cm×2 cm;營養(yǎng)液選用日本園試營養(yǎng)液配方。

1.2 方法 試驗于2018年1～3月在云南省昆明市團結鄉(xiāng)實驗基地塑料大棚內(nèi)以水培方式進行。材料播種于浸置于井水中的水培海綿中，發(fā)芽后用EC=0.6 dS/m的園試營養(yǎng)液進行澆灌，待幼苗現(xiàn)第3片真葉時定植到泡沫板上進行漂浮栽培，營養(yǎng)液EC保持在（2.0 ± 0.2） dS/m，栽培行距和株距為15 cm，使用氧氣泵每天對營養(yǎng)液供氧10次，每次5 min。在收獲前的3、6、9 d對小白菜植株進行處理，用井水（EC=0.5 dS/m）代替營養(yǎng)液進行漂浮栽培，仍用園試營養(yǎng)液栽培的植株為對照組。試驗設4個處理、5次重復，采收時進行生理指標和品質(zhì)指標的測量，取樣時每小區(qū)隨機選擇10株進行調(diào)查。

1.3 測定項目及方法 生理指標： 包括單株重、根重、最大全葉的干鮮重、最大葉片的干鮮重和最大葉柄的干鮮重。隨機取樣清洗擦干后迅速稱取植株各部分鮮重，根、莖、葉在105 ℃殺青30 min，然后在干燥箱中經(jīng)85 ℃烘干24 h至恒重，用電子天平（精確度為0.001 g）測量各部分干重。葉綠素含量：用葉綠素計SPAD-502PLUS Konica Minolta在上午8：00—10：00測量最新一片完全展開葉（避開葉脈），每株重復3次，結果取平均值。硝酸鹽含量：在上午8：00 —10：00進行小白菜采樣，加純凈水研磨離心后取上清液用RQflex plus 10 （Merck， Damstadt， Germany）進行測量[13-14]。維生素C含量：在上午8：00— 10：00 進行小白菜采樣，加10%偏磷酸溶液研磨離心后取上清液用RQflex plus 10 （Merck， Damstadt， Germany）進行測量[15]。

1.4 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 19.0軟件及Excel 2003 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并利用Duncan法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 采前停止養(yǎng)分供應對水培小白菜生物量的影響 表1表明，停止養(yǎng)分供給3、6 和9 d后，小白菜植株的單株重均發(fā)生了下降，分別減少10.0%、9.2%和22.4%，3和6 d處理組間單株重差異不顯著。根重方面對照組最重（21.41 g），各處理間差異不顯著，可見采前停止養(yǎng)分供應主要對小白菜地上部生物量產(chǎn)生影響，這與徐加林[16]在生菜上的試驗結果一致。停止養(yǎng)分供給3 和6 d后，小白菜最大全葉重、最大葉片重和最大葉柄重沒有發(fā)生顯著下降，停止養(yǎng)分供給9 d后，小白菜最大全葉重和最大葉片重分別下降17.2%和192%。此外，各處理間的最大葉柄重和葉柄占比差異均不顯著，可見采收前停止營養(yǎng)液供給對葉片生物量的影響大于對葉柄生物量的影響。由表1可知，采收前停止養(yǎng)分供應會對小白菜的單株重造成顯著影響，其中停止養(yǎng)分供應3 和6 d的處理區(qū)小白菜生物量無顯著差異。

2.2 采前停止養(yǎng)分供應對水培小白菜干物質(zhì)含量的影響 由表2可見，葉片的干物質(zhì)含量占比約為8.5%，葉柄的干物質(zhì)含量約為3%，全葉的干物質(zhì)含量約為4.5%。其中，各部分的干物質(zhì)含量占比均為對照組最低，且對葉片干物質(zhì)含量占比影響較葉柄大，各處理間不存在顯著差異，說明并沒有隨著停止養(yǎng)分供給而發(fā)生改變。Satoru Tsukagoshi等[12]的試驗結果表明，在采收前停止NO3-N或所有營養(yǎng)的追肥，均會對菠菜干物質(zhì)含量占比造成一定影響，與該試驗結果不一致，這可能與小白菜葉柄占比較菠菜高有關。

2.3 采前停止養(yǎng)分供應對水培小白菜品質(zhì)及葉綠素含量的影響 由表3可看出，隨著營養(yǎng)液的停止供給，葉片和葉柄的硝酸鹽含量均顯著下降。在停止營養(yǎng)液供應3、6和9 d后，葉片硝酸鹽含量分別下降61.1%、80.7%和88.1%，其中停止養(yǎng)分供應6 和9 d的處理區(qū)小白菜葉片硝酸鹽含量無顯著差異。葉柄硝酸鹽含量分別下降25.7%、42.2%和57.6%，各處理間差異顯著，且采收前停止營養(yǎng)液供給對小白菜葉片硝酸鹽含量的影響大于葉柄。維生素C含量在停止供應營養(yǎng)液后出現(xiàn)先增加后減少的變化，其中采收前6 d停止養(yǎng)分供應的處理和對照間存在顯著差異，這與Satoru Tsukagoshi等[12]在菠菜采收前停止追肥的試驗結果一致。在停止營養(yǎng)液供給后，小白菜植株葉綠素含量有所下降，但是并不受停止養(yǎng)分供應天數(shù)的影響。

3 結論與討論

綠葉蔬菜被公認為是易富集硝酸鹽的作物。植物所吸收硝酸鹽，部分在細胞質(zhì)中被還原為氨基酸，部分則積累在液泡中，起滲透調(diào)節(jié)作用。植物在生長過程中積累的硝酸鹽，基本都儲藏在液泡中[16]。在植物生長后期，體內(nèi)已經(jīng)積累充足的養(yǎng)分，該試驗在小白菜生長后期停止供應營養(yǎng)液而改用清水栽培，就是迫使植物利用液泡中的硝酸鹽進行植物的正常代謝，從而達到降低硝酸鹽含量的目的。國際通行的葉菜類硝酸鹽含量限值為3 000 mg/kg，該試驗中，在標準管理條件下的小白菜葉片和葉柄中硝酸鹽含量均超過了國際標準限值，說明小白菜屬于硝酸鹽易積累的蔬菜且水培栽培確實存在硝酸鹽含量較高的問題。筆者在對小白菜進行采收前停止養(yǎng)分供應處理后，其葉片和葉柄的硝酸鹽含量均顯著下降，兩者降幅均超過50%，并且隨著停止營養(yǎng)供應栽培天數(shù)的增加，小白菜體內(nèi)硝酸鹽含量進一步下降，這說明采收期停止養(yǎng)分供給能有效降低小白菜體內(nèi)硝酸鹽含量。其中小白菜葉片在采收前3 d停止養(yǎng)分供應可以將其硝酸鹽含量降低至國際標準限值以下，葉柄在采收前6 d停止養(yǎng)分供應可以將其硝酸鹽含量降低至國際標準限值以下。

從產(chǎn)量上來看，在停止供給營養(yǎng)后小白菜的單株鮮重發(fā)生顯著下降，停止養(yǎng)分供應3 d和6 d處理區(qū)小白菜生物量間無顯著差異，而停止供給營養(yǎng)液6 d后隨著停止營養(yǎng)供給時間的延長，下降幅度也逐漸增大，且小白菜葉片生長比葉柄生長對營養(yǎng)不足更加敏感。此外，停止營養(yǎng)供給后，小白菜的葉綠素含量也顯著降低，說明由于葉綠素含量合成受影響從而對小白菜生物量造成影響，劉驍龍[17]

在生菜的試驗中也發(fā)現(xiàn)了類似的規(guī)律，但是在芥菜上沒有發(fā)現(xiàn)葉綠素含量的變化。徐加林[16]在生菜的試驗中也發(fā)現(xiàn)了停止營養(yǎng)供給4天后產(chǎn)量的下降，但并未發(fā)現(xiàn)可溶性蛋白和維生素C含量的下降，這與該試驗結果一致。不同蔬菜，甚至是同一種蔬菜的不同品種之間，植株營養(yǎng)吸收與分配方式都不同，停止營養(yǎng)供給后的產(chǎn)量，品質(zhì)變化都會有所不同。該試驗中，小白菜在停止供應營養(yǎng)之后產(chǎn)量和硝酸鹽含量降低，但維生素C含量并未發(fā)生顯著改變。

該研究結果表明，在云南實際生產(chǎn)中可根據(jù)栽培季節(jié)、目的及產(chǎn)品供應對象的不同，綜合考慮實際生產(chǎn)對小白菜產(chǎn)量及硝酸鹽含量的要求，對水培小白菜采收前進行3～6 d的切斷養(yǎng)分供應栽培，這能在較少減少產(chǎn)量損失的同時最大程度降低植株的硝酸鹽含量。

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