過氧化脲及尿素配比對水培上海青生長及品質的影響①

王 瑞，李奕林，喻 敏，施衛明1,

過氧化脲及尿素配比對水培上海青生長及品質的影響①

王 瑞1,2,3，李奕林2，喻 敏1*，施衛明1,2

(1 佛山科學技術學院國際膜生物學與環境研究中心，廣東佛山 528000；2 土壤與農業可持續發展國家重點實驗室(中國科學院南京土壤研究所)，南京 210008；3 中國科學院大學，北京 100049)

水培蔬菜中硝酸鹽富集及供氧狀況是當前水培體系亟待解決的問題。為降低水培上海青ssp. Chinensis(L.)硝酸鹽含量，本研究分別通過部分尿素替代日本園試配方中硝酸鹽，以及不同過氧化脲(UHP)與尿素配比的方式，探究減硝增氧對水培葉菜生長及品質的影響。首先以30%、40%、50%、100% 尿素替代硝態氮來優化日本園試配方，其中50% 尿素替代處理能顯著提高葉菜產量，同時對根系有明顯促生作用。然后在此基礎上以10%、30%、50% 和80%UHP替代改良日本園試配方中的尿素，從而確定UHP、尿素及硝態氮的最佳比例。結果表明：隨著UHP濃度的增加，營養液中溶解氧濃度顯著增加，與對照相比，施用UHP的處理溶解氧濃度提高7.63% ～ 39.70%。與對照相比，30%UHP處理增產27.65%，總根長、根表面積、根粗、根體積及根尖數分別增加24.68%、36.92%、16.90%、28.19% 和28.89%，但高濃度(50% 和80%)UHP處理顯著抑制上海青生長。30%UHP處理顯著提高上海青葉綠素含量及VC含量，與對照相比，分別增加71.25% 和34.91%。隨著UHP濃度的增加，上海青葉片硝酸鹽含量呈下降趨勢，與對照相比，10%、30%、50% 和80%UHP處理硝酸鹽含量顯著降低3.89%、9.69%、22.71% 和26.87%。因此，在蔬菜水培栽培管理中，適量增氧減硝能夠刺激根系發育，同時有利于提高上海青的產量及品質，其中UHP∶尿素∶硝酸鹽中氮含量比例為3∶7∶10為最佳配比。

水培；上海青；過氧化脲；尿素；品質

在蔬菜水培營養液配方中，日本園試配方的葉菜類蔬菜產量顯著高于Hoagland’s營養液配方[1]，但日本園試配方中硝態氮含量高于Hoagland’s營養液配方。由于蔬菜根系對硝態氮的吸收量大于其體內還原同化量，葉菜類蔬菜極易富集硝酸鹽，雖無害于植物本身，卻易危害人體健康[2]。現在已有一些關于酰胺態氮進行部分替代硝態氮的研究。任廣濤等[3]以不同比例酰胺態氮替代日本園試配方中的無機氮(硝態氮和銨態氮)培養葉用萵苣，隨著酰胺態氮濃度的增加，葉用萵苣體內硝酸鹽含量有降低的趨勢，酰胺態氮占全氮15% 處理的萵苣產量最高。尿素作為一種酰胺態氮，不能作為唯一氮源用于水培，尿素用量過大時容易造成銨鹽中毒，導致蔬菜生長緩慢。研究表明，用尿素作為唯一氮源的營養液栽培生菜時，生菜葉片在生長后期出現萎蔫，新葉邊緣焦枯，根系變黑腐爛[4]。

氧是維持植物正常呼吸的重要因子，作物根系需要充足的氧氣供應才能維持正常的新陳代謝，而水中的氧氣供給只有空氣的十萬分之一，在水培中經常由于根際缺氧而使作物生長緩慢，水分及養分吸收能力減弱，從而影響地上部分生長，導致產量下降，造成經濟損失[5-6]。因此，供氧狀況是水培系統中技術管理的關鍵[7]。當前水培的增氧措施主要包括營養液流動法、噴霧法、滴灌法、微納米氣泡技術等利用機械和物理的方法增加營養液與空氣的接觸機會，增加氧在營養液中的擴散能力，從而提高營養液中氧氣的含量[8]。研究表明，微納米氣泡的曝氣增氧能有效促進水培生菜根系的生長發育，與營養液循環流動處理相比，生菜增產37.3% ～ 45.9%[6]。周云鵬等[9]通過微納米氣泡加氧灌溉對溫室水培蔬菜的研究結果表明，微納米氣泡灌溉可以提高水培蔬菜產量及品質，促進根系發育，適宜的加氧灌溉質量濃度為10 ～ 20 mg/L。目前關于化學增氧的研究報道相對較少。但有研究表明，以過氧化氫為氧氣來源的增氧劑對植物生長有促進作用[10]。對水培或淹水木瓜施用過氧化氫或過氧化鈣可以緩解低氧脅迫，根部區域的富氧環境促進淹水后木瓜的復蘇[11]。目前所用的增氧劑包括過氧化氫、過氧化鈣、過氧化鈉、過氧化脲(urea hydrogen peroxide，UHP)等，由于過氧化氫、過氧化鈣及過氧化鈉的過氧化物含活性氧量較少、穩定性差[12]，本試驗將UHP作為增氧劑。UHP是尿素和過氧化氫所形成的加合物，常溫下穩定性好，活性氧含量高、釋放可控。為探究UHP增氧減硝對水培上海青的影響，本試驗改良日本園試配方，首先確定尿素替代硝酸鹽的最佳用量，然后在此基礎上以UHP替代部分尿素，確定UHP、尿素及硝態氮的最佳比例，從而為減少蔬菜硝酸鹽含量、改善水培的氧氣環境提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

蔬菜品種選用不結球白菜中青菜類的一個品種，上海青ssp. Chinensis(L.)，購自南京。

1.2 試驗設計

將上海青種子用1% 次氯酸鈉表面消毒15 min，漂洗后在25℃去離子水中浸泡過夜，播種于蛭石–草炭基質中培養。待種子長出2 ～ 3片真葉后，將其轉移至裝有1/2濃度的日本園試營養液的周轉箱中培養，培養9 d(每3 d更換1次營養液)后將上海青移入尿素替代部分硝態氮的日本園試配方營養液中培養。試驗采用日本園試配方為對照，在總含氮量不變的前提下用尿素代替硝酸鈣，設置尿素替代硝酸鹽比例為30%、40%、50% 和100% 處理，為了保證所有處理中硝態氮用量一致(氮含量為224 mg/L)，以硝酸補充余下的氮(其配方詳見表1)。所配營養液以1 mol/L的氫氧化鈉溶液調至pH 5.8。微量元素采用通用配方，25 mg/L Fe·EDTA，2.86 mg/L H2BO3，0.22 mg/L ZnSO4·7H2O，0.08 mg/L CuSO4·7H2O，2.13 mg/L MnSO4·4H2O，0.025 mg/L (NH4)6MoO24·4H2O。試驗共5個處理，每個處理重復3次，隨機排列。每個處理用1 L燒杯(燒杯纏上黑色不透光膠帶)，每個燒杯定植2株上海青，每3 d換1次營養液，無增氧措施。45 d收獲時測定上海青的產量，從而確定尿素的最佳用量。試驗于中國科學院南京土壤研究所進行，光照培養箱光照時間16 h，光強為300 μmol/(m2·s)，白天溫度25℃，夜間20℃，相對濕度為67%。

表1 不同尿素及硝態氮配比的營養液配方

在上述試驗的基礎上，選取50% 尿素替代日本園試配方中的硝酸鹽進行以下試驗。種子萌發處理同上述試驗。以日本園試配方為對照，基于等氮量原則(所有處理施氮量一致)，以硝酸鉀、尿素和UHP為氮源，UHP設置4個濃度，分別以10%、30%、50% 和80%UHP替代尿素(其配方詳見表2)，微量元素采用通用配方，同上。所配營養液以1 mol/L的氫氧化鈉溶液調至pH 5.8。試驗共5個處理，每個處理重復3次，隨機排列。并設置不種上海青的5個處理，監測3 d內不同處理營養液的溶解氧濃度。于收獲期(45 d)測定上海青產量、根系指標(總根長、根表面積、根體積、根直徑、根尖數)、葉綠素含量、品質指標(硝酸鹽含量、VC含量)。試驗地點及培養條件同上，無其他增氧措施。

表2 不同UHP及尿素配比的營養液配方

1.3 分析測定方法

采用WinRHIZO(Pro 2012)根系分析系統測定根系指標；采用丹麥Unisense微電極系統(OX50，?=40 ～ 60 μm)測定營養液中溶解氧濃度；采用葉綠素儀CCM-200(Opti-Sciences，美國)測定葉綠素含量，葉綠素儀數值與葉片中葉綠素含量相關性較高，可用于測定葉綠素[13]；采用分光光度法測定(GB 5009.33—2016)硝酸鹽含量[14]；采用2,6-二氯靛酚滴定法測定(GB/T 5009.86—2016)VC含量[15]。

1.4 數據處理

使用Excel 2003 程序和SPSS statistics 20 統計分析軟件進行數據處理，Origin 2018軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同尿素及硝態氮配比對上海青生長的影響

由表3可以看出，不同處理間上海青葉片數無顯著差異。50% 尿素處理上海青產量(地上部鮮重)明顯高于其他處理，與CK相比，50% 尿素處理產量增加5.13%；而100% 尿素處理產量最低，與CK相比，100% 尿素處理產量降低12.21%。與CK相比，50% 尿素處理的上海青根鮮重顯著增加35.95%。由此，本試驗初步篩選50% 尿素替代部分硝態氮。

表3 不同尿素及硝態氮配比對水培上海青生物量的影響

注：同列不同小寫字母表示處理間差異在<0.05水平顯著，下同。

2.2 不同UHP與尿素配比對營養液溶解氧濃度的影響

監測3 d內不同處理營養液的溶解氧濃度，可見，添加UHP后營養液中溶解氧濃度始終高于CK，且溶解氧濃度隨著UHP濃度的增加而增加(圖1)。UHP在水中緩慢釋放氧氣，在8 h時，溶解氧濃度最高，各處理表現為80%UHP(336.26 μmol/L)>50%UHP (312.71 μmol/L)>30%UHP(288.41 μmol/L)>10%UHP (267.24 μmol/L)>CK，不同處理間差異顯著(<0.05)。此后，隨著時間的推移，溶解氧濃度呈降低趨勢。

圖1 不同UHP與尿素配比營養液溶解氧濃度

2.3 不同UHP與尿素配比對上海青生長的影響

由圖2A可以看出，30%UHP處理上海青產量與其余各處理之間差異達到了顯著水平，與CK相比，30%UHP處理增產27.65%；10%UHP處理和CK的產量無顯著差異；50%UHP和80%UHP處理出現明顯減產效應，相對于CK，分別顯著減產8.45% 和15.19%，但二者之間無顯著性差異。30%UHP和10%UHP處理的根鮮重顯著高于CK，較CK分別增加18.83% 和59.26%(圖2B)；50%UHP處理與CK根鮮重無顯著差異，80%UHP處理根鮮重較CK顯著減少20.14%。與CK相比，30%UHP處理的根冠比顯著提高25.15%，其他處理根冠比與CK無顯著性差異(圖2C)。

2.4 不同UHP與尿素配比對上海青根系發育的影響

增氧可以有效促進蔬菜根系發育，其中30%UHP處理顯著提高蔬菜根系總根長、根表面積、根粗、根體積及根尖數。與CK相比，30%UHP處理根系總根長增加24.68%、根表面積增加36.92%、根粗增加16.9%、根體積增加28.19%、根尖數增加28.89%。但50%UHP及80%UHP處理顯示出對蔬菜根系發育有明顯抑制作用(表4)。與CK相比，50%UHP處理根平均直徑顯著減少10.13%；80%UHP處理根表面積顯著減少3.3%、根平均直徑減少15.2%、根體積減少13.87%、根尖數減少8.63%(表4)。

2.5 不同UHP與尿素配比對上海青葉片葉綠素指數的影響

從圖3可以看出，30%UHP處理的葉綠素含量較其他處理的差異達到了顯著水平(<0.05)，其葉綠素含量最高，較CK增加71.25%；10%UHP處理和CK的葉綠素含量次之，二者之間無顯著差異；50%UHP和80%UHP處理葉綠素含量開始下降，與CK相比，分別降低9.89% 和13.57%，其中80%UHP處理與CK的葉綠素含量差異達顯著水平(<0.05)。

(圖中不同小寫字母代表處理間差異顯著(P<0.05)，下同)

表4 不同UHP與尿素配比對上海青根系發育的影響

圖3 不同UHP與尿素配比對上海青相對葉綠素含量的影響

2.6 不同UHP與尿素配比對上海青品質的影響

隨著UHP用量的增加，葉片硝酸鹽含量呈現明顯降低趨勢(圖4A)，說明UHP替代硝態氮可明顯降低上海青硝酸鹽含量，與CK相比，30%UHP、50%UHP 和80%UHP處理分別降低9.69%、22.71% 和26.87%。各處理VC含量大小順序是30%UHP> 10%UHP>CK>50%UHP>80%UHP(圖4B)，與CK相比，30%UHP處理VC含量顯著增加34.91%，50%UHP和80%UHP處理VC含量顯著降低8.34% 和19.63%，水培營養液配方中適量的UHP含量可以提高蔬菜VC含量。

3 討論

在用尿素代替硝酸鹽試驗中，50% 尿素替代硝酸鹽效果最好，與CK相比，上海青產量提高5.13%(表3)。呂國華等[16]在Hoagland’s營養液配方中以酰胺態氮部分取代硝態氮，顯著提高了大白菜產量，在適宜氮素用量下，以硝態氮∶酰胺態氮為1∶1時產量最高，同時可顯著降低大白菜硝酸鹽含量。本研究50%尿素替代硝酸鹽的結果與之一致；而100% 尿素替代硝酸鹽處理上海青減產12.21%(表3)。劉菊蓮和李建設[17]的研究表明，選用日本園試配方水培小白菜，加尿素能夠降低營養液pH，40% 尿素替代硝酸鹽處理的小白菜產量最高，并且能夠有效降低葉片硝酸鹽含量并提高小白菜的品質；100% 尿素處理產量最低。本研究完全用尿素替代硝酸鹽的結果與之一致，即水培營養液中尿素含量過高會抑制蔬菜的生長。這可能是因為：①尿素通過微生物水解后被作物所吸收利用，在水培條件下，雖然作物可以以分子態吸收尿素，但作物體內脲酶活性相對較低，從而僅能同化根系吸收的部分尿素[18]；②尿素易水解成銨態氮，作物吸收銨態氮后可能導致營養液的pH急劇下降，引起根部病害的同時也會減少作物對養分的吸收[19-20]；③尿素水解的一些有毒副產物，例如氰酸銨和氨基甲酸銨，或制造過程的副產物，如縮二脲，也可能會對作物造成損害[21]。

圖4 不同UHP與尿素配比對上海青硝酸鹽含量(A)和VC含量(B)的影響

本試驗在明確尿素替代硝酸鹽的最佳配比后，使用不同比例的UHP替代尿素，試驗結果表明，隨著UHP濃度的增加，上海青產量呈現先上升后下降的趨勢，以30%UHP替代尿素的增產效果最為顯著，與CK相比，30%UHP處理的上海青產量提高27.65%。這說明30%UHP處理可以改善水培系統中的通氣狀況，3 d 內的監測結果也表明，UHP在水中緩慢釋放氧氣，30%UHP處理的溶解氧濃度為262.36 ～ 288.41 μmol/L，顯著高于CK(223.78 ～ 249.0 μmol/L，<0.05，圖1)，能夠為蔬菜生長創造適宜的根際氧環境。50%UHP和80%UHP處理抑制上海青的生長，與CK相比，產量下降8.45% 和15.19%(圖2A)。高強等[22]也在研究UHP對甜瓜生長的影響中發現，1 m3水分別加入1.1和2.1 kg UHP處理的平均單果質量均小于對照。這可能是因為UHP濃度過高會由于其具有較強的氧化性而對蔬菜根系生長造成傷害(表4)，從而造成減產。趙霞等[23]研究不同根際溶氧量對水稻生長的影響發現，與中氧處理(溶解氧含量為2.3 ～ 5.5 mg/L)相比，高氧處理(溶解氧含量為65 ～ 8.0 mg/L)將減弱增氧對水稻根系生長及干物質積累的促進作用。這種現象的產生可能與根系表面較高濃度的溶氧量促使活性氧的產生從而抑制根系生長有關。氧氣濃度的提高能夠促進蔬菜的有氧呼吸，但持續高氧濃度下，植物生長會產生不同程度的氧傷害，影響其生長發育[9]。蔬菜根系作為最先感知增氧的部位，在80%UHP處理下，根長、根粗以及根數量均顯著減少。研究表明，高濃度外源H2O2會抑制擬南芥根系的生長[24]，當H2O2濃度為2 mmol/L時，擬南芥根系停止生長[25]。由此可以得出，氧調控根系形態特征變化可能是導致上海青產量差異的主要原因之一。與CK相比，30%UHP處理無論根系總根長、根表面積、根粗、根體積以及根尖數均顯著增加(表4)。30%UHP處理對根系的顯著促生作用使蔬菜吸收更多養分進而促進上海青地上部產量的形成，這與前人的研究結果一致。張慧娟等[6]利用微納米氣泡技術水培紫葉生菜，加氧處理的紫葉生菜植株高于對照，葉片豐滿肥大，單株根長比對照組顯著增加13.6%(<0.05)。因此，可以認為水培條件下施用UHP可以達到和增氧灌溉同樣的促進蔬菜根系生長的作用，其中30%UHP替代尿素效果最優。

CCI值與葉片中葉綠素含量相關性較高，可用于表征植物相對葉綠素含量[13]。隨著氧質量濃度增加，葉綠素含量呈現先升高后降低趨勢。與CK相比，30%UHP處理葉綠素含量顯著增加71.25%，50%UHP和80%UHP處理葉綠素含量分別減少9.89% 和13.57%(圖3A)。這可能是由于高氧處理下植株生長過快，營養液中營養元素供給不足從而使葉綠素含量相對較低[26]。葉綠素是植物光合作用吸收光能的主要物質，其含量高低與植物的光合速率密切相關[27]，葉綠素含量降低會影響上海青葉片光合性能和干物質的積累，從而導致減產。硝酸鹽含量的高低是衡量蔬菜品質的一個重要指標，從圖4A可以看出，隨著UHP用量的增加，硝酸鹽含量呈現明顯降低趨勢，表明用UHP替代硝態氮可明顯降低蔬菜葉片硝酸鹽含量。在UHP和尿素總氮量不變的情況下，隨著UHP比例增加，葉片的硝酸鹽含量反而降低，這可能是因為在低濃度UHP處理下，由于蔬菜的生物量增加引起的稀釋效應；而在高濃度UHP處理下，蔬菜根系發育受到抑制，對養分的吸收利用效率低導致的。而VC含量隨UHP濃度的增加呈現先升高后下降的趨勢(圖4B)，與CK相比，30%UHP處理VC含量顯著增加34.91%，表明適量的UHP含量能夠改善上海青VC含量，提高上海青品質。

4 結論

尿素可以作為氮源替代水培營養液中部分硝酸鹽，尿素濃度過高會抑制蔬菜的生長，以50% 尿素替代日本園試配方中的硝態氮提高上海青產量的效果最為顯著。UHP作為化學增氧劑可以改善水培的通氣環境，其溶解氧濃度維持在262.36 ～ 288.41 μmol/L可以促進上海青根系發育、提高產量及品質，但UHP濃度過高會抑制上海青生長發育，導致減產。可見，在蔬菜水培栽培管理中，適量增氧減硝能夠刺激根系發育，提高上海青的產量及品質，UHP∶尿素∶硝酸鹽中氮含量比例為3∶7∶10為最佳配比，與對照相比，此配比上海青增產27.65%、葉綠素含量及VC含量分別增加71.25% 和34.91%，硝酸鹽累積量減少9.66%。

[1] 李燦, 吳朝江, 李廣彬, 等. 水培營養液配方對不同葉菜產量和品質的影響[J]. 長江蔬菜, 2019(6): 62–66.

[2] 汪李平, 李式軍. 不同氮素形態及配比對水培生菜鐵營養的影響[J]. 安徽農業大學學報, 1995, 22(3): 266–271.

[3] 任廣濤, 梁洪濤, 金榮榮, 等. 酰胺態氮對水培葉用萵苣硝酸鹽污染控制的影響[J]. 北方園藝, 2009(1): 17–19.

[4] 羅健. 水培營養液中尿素的轉化和蔬菜對尿素作氮源的反應[J]. 華南農業大學學報, 1992, 13(4): 32–38.

[5] 黃金秋, 王秀峰, 宋述堯, 等. 不同供氣條件對水培黃瓜幼苗生長的影響[J]. 山東農業科學, 2009, 41(5): 41–44.

[6] 張慧娟, 薛曉莉, 林少航, 等. 微納米氣泡發生技術及其在水培增氧上的應用[J]. 蔬菜, 2019(1): 59–65.

[7] 徐志豪, 張德威. 改善水培作物根際氧氣供給的原理和實踐[J]. 浙江農業學報, 1994, 6(1): 44–48.

[8] 薛曉莉, 楊文華, 張天柱. 營養液微納米氣泡增氧消毒技術[J]. 農業工程技術, 2017, 37(1): 46–50.

[9] 周云鵬, 徐飛鵬, 劉秀娟, 等. 微納米氣泡加氧灌溉對水培蔬菜生長與品質的影響[J]. 灌溉排水學報, 2016, 35(8): 98–100,104.

[10] 梁喜獻. 控釋增氧劑對水培植物的影響[J]. 廣西熱帶農業, 2009(6): 74–76.

[11] Thani Q A, Schaffer B, Liu G D, et al. Chemical oxygen fertilization reduces stress and increases recovery and survival of flooded(L.) plants[J]. Scientia Horticulturae, 2016, 202: 173–183.

[12] 張翠榮. 過氧化脲的制備及應用概況[J]. 廣東化工, 2004, 31(1): 4–5.

[13] 周小生, 周月琴, 龐磊, 等. 葉綠素儀CCM-200在測定茶樹葉片葉綠素和氮素含量上的應用[J]. 安徽農業大學學報, 2012, 39(1): 150–153.

[14] 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會, 國家食品藥品監督管理局. 食品安全國家標準食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定: GB 5009. 33–2016[S]. 北京: 中國標準出版社, 2016: 10–12.

[15] 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會. 食品安全國家標準食品中抗壞血酸的測定: GB/T 5009.86— 2016[S]. 北京:中國標準出版社, 2016: 7–8.

[16] 呂國華, 王洪禮, 田麗萍, 等. 氮素形態及配比與大白菜體內硝酸鹽的積累[J]. 石河子農學院學報, 1995, 13(2): 29–32.

[17] 劉菊蓮, 李建設. 不同尿素用量對DFT水培小白菜的影響[J]. 吉林蔬菜, 2007(4): 60–62.

[18] 劉高瓊, 李式軍. 酰胺態氮對水培白菜產量和硝酸鹽積累影響的季節性差異[J]. 南京農業大學學報, 1993, 16(2): 111–113.

[19] Harper J E. Uptake of organic nitrogen forms by roots and leaves[M]//Nitrogen in Crop Production. Madison, WI, USA: American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil Science Society of America, 2015: 165–170.

[20] Luo J, Lian Z H, Yan X L. Urea transformation and the adaptability of three leafy vegetables to urea as a source of nitrogen in hydroponic culture[J]. Journal of Plant Nutrition, 1993, 16(5): 797–812.

[21] Goyal S S, Huffaker R C. Nitrogen toxicity in plants[M]// Nitrogen in Crop Production. Madison, WI, USA: American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil Science Society of America, 2015: 97–118.

[22] 高強, 周勃, 任海龍, 等. 增氧灌溉對大棚甜瓜生長、品質和產量的影響[J]. 北方園藝, 2020(2): 46–51.

[23] 趙霞, 徐春梅, 王丹英, 等. 根際溶氧量對分蘗期水稻生長特性及其氮素代謝的影響[J]. 中國農業科學, 2015, 48(18): 3733–3742.

[24] Dunand C, Crèvecoeur M, Penel C. Distribution of superoxide and hydrogen peroxide inroot and their influence on root development: Possible interaction with peroxidases[J]. The New Phytologist, 2007, 174(2): 332–341.

[25] 張曉燕, 劉廣千, 趙佳, 等. 過氧化氫對擬南芥根生長的影響[J]. 現代農業科技, 2010(23): 19,21.

[26] 鄭小蘭, 侯亞兵, 王瑞嬌, 等. 根際氧濃度對番茄幼苗生長發育的影響[J]. 華北農學報, 2017, 32(4): 208–214.

[27] 杜長玉, 李東明, 龐全國. 大豆連作對植株營養水平、葉綠素含量、光合速率及其產物影響的研究[J]. 大豆科學, 2003, 22(2): 146–150.

Effects of Urea Hydrogen Peroxide and Urea Ratios on Growth ofin Hydroponic Culture

WANG Rui1,2,3, LI Yilin2, YU Min1*, SHI Weiming1,2

(1 International Research Center for Membrane Biology and Environment, Foshan University, Foshan, Guangdong 528000, China; 2 State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China; 3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

Nitrate enrichment and oxygen supply in hydroponic vegetables are urgent problems that need to be solved in the current hydroponic system. In order to reduce the nitrate content ofssp. Chinensis (L.) in hydroponic culture, firstly, urea was used to replace partial nitrate in the Japanese garden test nutrition solution, and then different ratios of urea-hydrogen peroxide (UHP) to urea were designed to study the effects of nitrate reduction and increment oxygen on the growth and quality ofin hydroponic. First of all, 30%, 40%, 50% and 100% urea were used to replace nitrate to optimize the Japanese garden test nutrition solution. Compared to the control treatment, 50% urea substitution treatment significantly increased the yield and had a significant effect on root growth of. Furthermore, 10%, 30%, 50% and 80%UHP were used to replace partial urea in the modified Japanese garden test nutrition solution to determine the best ratio of UHP to urea and nitrate. The results showed that with increase of UHP concentration, the dissolved oxygen concentration in the nutrient solution increased significantly by 7.63%–39.70% compared with the control. Moreover, the yield of 30%UHP treatment increased by 27.65% compared with the control, as well as the total root length, root surface area, average root diameter, root volume and root tip number respectively increased by 24.68%, 36.92%, 16.90%, 28.19% and 28.89%, however the growth ofsignificantly inhibited in 50% and 80% of UHP treatments. Chlorophyll and VC contents in 30%UHP treatment were significantly increased by 71.25% and 34.91%, respectively, than the control. With increase of UHP concentration, the nitrate content of leaves showed a downward trend, nitrate content significantly decreased by 3.86%, 9.69%, 22.71% and 26.87% respectively in 10%, 30%, 50% and 80%UHP treatments compared with the control. It was concluded that appropriate nitrate reduction and increment of oxygen could stimulate root development, improve yield and quality of. The optimized ratio of nitrogen content in UHP︰urea︰nitrate was 3︰7︰10.

Hydroponics;; Urea-hydrogen peroxide; Urea; Quality

S636

A

10.13758/j.cnki.tr.2022.02.004

王瑞, 李奕林, 喻敏, 等. 過氧化脲及尿素配比對水培上海青生長及品質的影響. 土壤, 2022, 54(2): 240–246.

國家自然科學基金面上項目(31872957)資助。

(yumin@fosu.edu.cn)

王瑞(1993—)，女，山東棗莊人，博士研究生，主要從事蔬菜養分高效利用生理機制及菜地養分面源污染研究。E-mail: rwang@issas.ac.cn