氮、磷元素對水培小白菜質量安全的影響

□ 趙 哲 田繼鋒 周利航 宋國華 薛科宇 許昌市農產品質量安全檢測檢驗中心

當今消費者對食品安全的要求日益提高，所以影響水培蔬菜品質的營養液成為保障水培蔬菜安全的核心因素。小白菜生長周期快、便于水培，且具有多種對人體有益的成分，是目前主要的水培蔬菜之一。故而，研究水培營養液中營養元素對水培小白菜質量安全的影響具有現實應用意義。

1 水培蔬菜的發展及優勢

1860年，柴克斯發現植物可以直接在土壤浸提液中生長，并基于土壤浸提液中的化學成分氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫和鐵等，提出了Sachs營養液配方。隨后霍格蘭德和阿諾發現了微量元素的作用，形成了早期的營養液配方，奠定了現代水培種植模式的基礎。

水培模式提高了營養元素和水資源的利用率，降低了對環境的要求和限制。水培蔬菜能在耕地不足的現代城市、海島，水資源緊缺的沙漠以及其他環境苛刻不利于植物生長的區域種植，降低了蔬菜的生產成本。所以，全世界對水培蔬菜的研究和探索的腳步一直未停息。隨著現代科技的發展，智能化溫室系統和電子傳感的應用甚至能實現植物生長全過程的動態監控和培養條件的自動調整[1]。

2 小白菜水培面臨的問題

小白菜口感良好、富含維生素C

和膳食纖維等，深受我國人民喜愛，

有著上千年的種植歷史。其根系分布淺、吸收能力弱、生長周期短，十分適合水培，是目前主要的水培蔬菜品種之一。但是，在水培過程中營養更易被小白菜吸收，故而水培蔬菜的硝酸鹽含量普遍較高。氮、磷元素對小白菜的硝酸鹽積累有著重要影響，因為探索其對小白菜生長的影響具有重要意義。

3 氮元素對水培小白菜生長的影響

氮元素被譽為植物的“生命元素”，在植物的生長中扮演著重要的角色。蛋白質、DNA及很多重要的激素的合成都離不開氮元素。因此，在蔬菜的水培營養液中，氮元素的含量及形態對植物的生長起著至關重要的作用，高濃度的氮含量能有效提高小白菜的產量。但是，過高濃度反而會抑制小白菜的生長[2]。

傳統的水培蔬菜營養液通常以硝態氮作為氮源的主要供給方式，如最經典的Hoagland配方。但是，隨著大家對食品安全要求的進一步提升及研究的進一步深入，單一的硝態氮配方的弊端漸顯。在水培過程中，營養更易吸收，故而水培蔬菜的硝酸鹽含量普遍較高，存在較大的安全風險。田霄鴻等[3]研究發現銨態氮和硝態氮同時供應時小白菜吸氮量高于單獨供應硝態氮或銨態氮，而單獨供給銨態氮時氮吸收顯著降低。供給等氮量銨、硝態氮時，小白菜表現出喜硝性，吸收的硝態氮顯著多于銨態氮。大量研究證明，在營養液中適量加入銨態氮可以提高蔬菜的產量，并降低蔬菜中的硝酸鹽含量[4]。植物體可以直接轉化利用硝態氮，而銨態氮則需要在谷氨酰胺合成酶和脲酶作用下轉化成硝態氮再被植物利用[5]。而硝態氮銨態氮同時存在的情況下，可能存在吸收競爭，從而使產品中硝酸鹽含量降低。

4 磷元素對水培小白菜生長的影響

磷作為植物生長的必需元素之一，參與了植物生長代謝中的許多重要環節，如DNA、蛋白質的合成、能量的轉化等。因此，缺磷會影響植物體的生長發育，如莖短而細、基部葉片變黃、開花期推遲、種子小且不飽滿等。

陳秀虎等[2]研究表明適量施加磷肥不僅能提高小白菜的產量，而且可以改善小白菜的品質。在高氮條件下，磷濃度的提高能顯著提高小白菜產量，磷、鉀元素間的互作效應能顯著降低小白菜硝酸鹽的含量。磷肥施用還可以降低土壤活性鎘含量，減少小白菜植株對鎘的吸收，從而減少鎘的毒害作用，促進小白菜植株健康生長[6]。磷肥與鈣鎂同時作用時，會顯著加快小白菜的生長速度，抑制鎘、鉛、鋅元素對小白菜的毒害及向地上部的遷移，同時對銅、錳等元素的吸收也有顯著抑制作用[7]。