菇渣基质对叶菜生长及其亚硝酸盐含量的影响

于婷婷，周应宗，尹纪云，陈家玉，许畅原，周伟硕，高立宏

(长春师范大学生命科学学院，吉林长春 130032)



菇渣基质对叶菜生长及其亚硝酸盐含量的影响

于婷婷，周应宗，尹纪云，陈家玉，许畅原，周伟硕，高立宏

(长春师范大学生命科学学院，吉林长春 130032)

[摘要]实验研究了不同菇渣含量的混合基质对小白菜、菠菜及红苋菜的生长的影响，及不同贮存方式对其亚硝酸盐含量的影响。混合基质的成分为菇渣，树叶土及鸡粪。结果表明，菇渣∶树叶土∶鸡粪=5∶4∶1的基质中叶菜长势较好且亚硝酸盐含量较低 ，并且比在栽培过程中施加尿素会使小白菜及红苋菜的亚硝酸盐含量低近50%，比菠菜中亚硝酸盐含量低约20%。低温冷藏能够使亚硝酸盐含量降低约22%。

[关键词]叶菜；菇渣混合基质；贮存方式；生长；亚硝酸盐

随着无土栽培技术的发展，最为优良基质的草炭使用量逐渐增大，但草炭是不可再生资源，过度开采会造成毁灭性的破坏，因此选择合适的栽培基质成为重要的课题[1]。长春师范大学食药用真菌栽培园在栽培真菌的过程中产生了大量的菇渣废弃物。此次实验利用这些菇渣作为基本基质与树叶土、鸡粪进行复配。菇渣复配基质代替草炭用于栽培，一方面可以减少不可再生资源的用量，保护环境的同时也降低了成本，并且菇渣中含有较多的营养物质，可以提高蔬菜的产量和质量[2]。人体所摄入的硝酸盐很大一部分是来自蔬菜，特别是叶菜类蔬菜[3]。硝酸盐其本身是没有毒性的，但在硝酸还原酶的作用下会转化为具有致癌性的亚硝酸盐，亚硝酸盐在体内的累积会严重危害人的身体健康[4]。当我们摄入的亚硝酸盐在200～500mg的范围时会引起中毒，当食入1～2g的亚硝酸盐就会引起死亡[5]。化学肥料尤其是氮肥的过度施加或使用不当造成了蔬菜中积累过量的硝酸盐，造成亚硝酸盐污染[6]。所选的三种叶菜均含有丰富的维生素C，并且生长周期短，在较短的时间内可以观察出实验结果，并可比较出实验结果的差异，因此作为本实验的样品植物。通过实验探究混合基质内菇渣含量及储存过程对三种叶菜亚硝酸盐含量的影响。

1材料与方法

1.1实验材料

长春师范大学食药用真菌栽培园的玉米芯菇渣。

1.2实验设计

将菇渣∶树叶土∶鸡粪按照1∶8∶1、3∶6∶1、5∶4∶1、7∶2∶1、9∶0∶1的比例配置混合轻基质。取少量不同比例的基质测定栽培前土壤中的氮、磷、钾的含量。

在花盆中装入10 cm的普通土壤作为下层基质，将土壤摊平后铺上隔离网，将不同比例的混合基质分别放在隔离网上，摊平，厚度为3cm。在花盆外沿标做好标记。每个比例分装6盆。

设置对照组，另取6个花盆，每个盆中装入与双层基质等量的普通土壤。在上层轻基质上播下种子，放入温室中。

每个比例的6个花盆分为两组，每组3个花盆，一组浇水，一组浇尿素。定期浇灌，观察记录3种叶菜菜生长差异。待叶菜生长到可食用阶段进行采摘取样。3个花盆中进行随机均匀采摘，摘下的叶菜放入塑料袋中，做好标记，将采摘的样品一组置于室温下，另一组置于冰箱4 ℃冷藏。浇尿素组按照同样的方法进行处理。样品采集完成后，将花盆中剩余的蔬菜拔出，测量株高。

2结果与分析

2.1不同成分的基质中N、P、K的含量

发酵后的菇渣营养成分会有明显的提高，但是EC值偏大，pH呈酸性，不利于作物的生长，可与其他基质混合复配用于栽培[7]。本次实验中在菇渣中添加鸡粪其作用是调节基质的pH，并增加基质中有机营养成分，尤其是有机氮含量，树叶土可以保持基质的水分。

图1　菇渣、树叶土及鸡粪中N、P、K的含量

图2　复配后的混合基质中N、P、K的含量

由图1可看出玉米芯菇渣和鸡粪中K含量均处于较高水平，并且鸡粪中N含量较其他两种基质高，而三种基质中P的含量没有较大差异。通过图2可看出，当菇渣与鸡粪、树叶土以不同的比例混合后，基质养分有所差异，随着菇渣所占比例的加大，其N、P、K的含量也随之呈现递增的趋势。另外，对照组是普通的土壤，其N、P、K的含量远低于复合的有机混合基质中的含量，说明复配的混合基质中含有较多的营养物质供栽培植物的生长发育。

2.2不同比例的基质对小白菜株高及鲜重的影响

图3　不同比例的基质中蔬菜的株高(无尿素)

图4　不同比例的混合基质蔬菜鲜重

从图3、图4可看出，在菇渣比例依次增加的混合基质中，三种叶菜的的株高及鲜重的变化趋势大体一致。当菇渣∶树叶土∶鸡粪的比例达到5∶4∶1时，栽培的三种叶菜的长势最好，鲜重及株高远远高于栽培在其他比例中的叶菜，小白菜、菠菜及红苋菜株高峰值分别达到40 cm、16 cm及38 cm，鲜重的峰值高达55 cm、14 cm和18 cm。随后菇渣含量再增加时，三种蔬菜的株高呈下降趋势。由此亚硝酸盐测定的对象为5∶4∶1的混合基质中栽培的3种叶菜。

2.3制作亚硝酸钠标准曲线

采用国家颁布的亚硝酸盐标准分析方法(GB 5009.33-2010)中的分光光度法[8]测定亚硝酸盐含量。得到亚硝酸钠标准曲线y=0.0437x+0.0023(R2=0.976)，见图5。

图5　亚硝酸钠含量与光吸收值的标准曲线

2.4测定不同储存过程的小白菜中亚硝酸盐含量

图6　常温下无尿素的三种叶菜中亚硝酸盐含量

图7　冷藏下无尿素的蔬菜中亚硝酸盐含量

图8　常温下加尿素的蔬菜亚硝酸盐含量

图9　冷藏下加尿素的蔬菜亚硝酸盐含量

将未施加尿素的样本置于室温下储藏，测定放置不同时间段的三种叶菜中亚硝酸盐含量。由图6可看出适时采摘下来的小白菜的亚硝酸含量较放置一段时间的小白菜中亚硝酸盐含量低；当采摘下来的小白菜放置12小时，亚硝酸盐含量达到高峰，最大值接近20 mg/kg，当放置24小时，亚硝酸盐的含量开始下降。菠菜和红苋菜均在放置6小时后出现第一个高峰，放置24小时时达到最低点，随后随着时间的延长，菠菜的亚硝酸盐含量升高，红苋菜在放置48小时后达到第二个高峰，随后亚硝酸盐含量开始有所下降。

将未施加尿素的三种样本叶菜置于冰箱低温冷藏，测定放置不同时间段的三种叶菜中亚硝酸盐含量。由图6可看出，当小白菜放置6小时，亚硝酸盐的含量有所降低，随着储藏时间的延长，亚硝酸盐含量逐渐增加，当达到第3天时，其亚硝酸盐含量达到峰值，最大值近15 mg/kg。第4天有所下降，但第5天又迅速增加。菠菜在冷藏处理1天后达到最低点，随后在第2天亚硝酸盐含量达到峰值后又趋于平缓。红苋菜分别在放置12小时和3天其亚硝酸盐的含量分别达到一个小高峰，在第2天有所降低。将图6与图7进行对比可看出，在冰箱低温储存的样本中亚硝酸盐含量较常温储藏的要偏低。

将施加尿素的样本置于常温储藏，测定放置不同时间段的三种叶菜中亚硝酸盐含量。由图8可看出，6小时内小白菜的亚硝酸盐的含量是降低的，但是超过6小时后，其亚硝酸盐的水平随储存时间的延长而增高，当放置时间达到第4天时，亚硝酸盐的含量达到最高峰，最大值接近40 mg/kg，第5天亚硝酸盐含量降低。红苋菜在12小时和第2天达到高峰，最大值达到25mg/kg。而菠菜的变化趋势较为平稳，在第4天达到峰值接近10 mg/kg。

将施加尿素的样本置于冰箱低温冷藏，测定放置不同时间段的三种叶菜中亚硝酸盐含量。由图9可看出，施加尿素的小白菜在低温环境下，12小时内的亚硝酸盐的含量降低，随后随着储存时间的延长，亚硝酸盐的积累增加，在第4天时，测定亚硝酸盐的含量达到高峰，第5天开始下降。红苋菜在12小时和第3天会达到峰值，最大值近20 mg/kg。菠菜在12小时达到峰值近7 mg/kg，放置1天后有所降低，随后随时间的延长亚硝酸盐的含量波动较平稳。将图8、图9与图6、图7对比可看出无论是常温还是冷藏，施加尿素进行无机培养的三种叶菜中亚硝酸盐含量会明显高于未施加尿素进行培养的三种叶菜的亚硝酸亚含量。

3讨论

由以上数据分析比较可得出，浇尿素的叶菜中亚硝酸盐含量远高于浇水的叶菜中亚硝酸盐含量，置于冰箱冷藏的样本中亚硝酸盐含量低于室温储存的样本的含量。对储存不同时间的样本进行测定，亚硝酸盐含量变化有所差异，随之储存时间的延长，三种叶菜开始出现泛黄糜烂的现象。

小白菜本身是叶类，其自身会含有较高的硝酸盐[9]，而新鲜的小白菜在制成匀浆的过程中，随放置时间的延长而变化[10]，所以小白菜总体的亚硝酸盐水平较其余两种叶菜高。

三种蔬菜在采摘下来的短时间内会达到高峰原因可能为蔬菜在采摘时会受到一定的机械损伤，这会使蔬菜的呼吸强度在之后的一段时间内增强，这就导致了蔬菜内的酶活性大大增高，随着放置时间的延长，蔬菜中被还原为亚硝酸盐的硝酸盐量也随之增高[11]。另外是蔬菜本身体内含有硝酸盐，而硝酸盐在硝酸还原细菌的作用下，会被还原为亚硝酸盐。室温处理和冰箱处理达到高峰时间不同的主要原因是：在低温冷藏的环境下，微生物的生长缓慢，酶的活性降低，产生的亚硝酸盐较少，但细菌的数量仍会随时间的增加而增加，因而亚硝酸盐也会累积。

三种叶菜在储藏过程中随时间的延长亚硝酸盐有短暂下降的趋势可能是随着储存时间的延长被还原的亚硝酸盐含量越多，但伴随着亚硝酸盐还原酶活性的提高，使亚硝酸盐向铵盐转化的过程增强，因此会出现下降的趋势[12]。第二可能是因为蔬菜中含有丰富的维生素C，临床研究表明，维生素C是治疗急性亚硝酸盐中毒的主要药物之一[13]，它可以将亚硝酸盐分解为NO[14]，从而减少了亚硝酸盐含量。

随时间的增加，亚硝酸盐出现第二个高峰，原因主要是由于常温处理和冷藏处理下的蔬菜都由于放置时间过长，导致了细菌侵染，在细菌硝酸还原酶作用下，使亚硝酸盐含量大大增高，且蔬菜保存时间超过24 h后，其中能够分解亚硝酸盐的维生素C也氧化损失了一大部分，所以亚硝酸盐含量会升高。

最后亚硝酸盐含量会下降并趋于平缓的主要原因是由于放置时间过长，亚硝酸盐出现了降解的现象，虽然亚硝酸盐的含量降低了但此时的蔬菜已经开始出现泛黄糜烂的现象，基本没有营养价值。

由于实验数据是在一月份测定，天气寒冷，室温较低，使室温下的测定结果与冷藏环境下的较为接近。

4结论

(1)当混合基质中菇渣∶树叶土∶鸡粪=5∶4∶1时，更适合三种叶菜生长，其株高，鲜重均高于其他比例，其中小白菜株高高出25%～40%，菠菜和红苋菜分别达到21%～50%，21%～35%。小白菜，菠菜及红苋菜的鲜重分别高达55%～76%，40%～74%，33%～56%。并且其亚硝酸盐含量较其他比例低20%～33%。

(2)在栽培过程中施加尿素会使小白菜及红苋菜的亚硝酸盐含量升高近50%，使菠菜中亚硝酸盐含量高出约20%。

(3)冷藏储存比在室温储存的叶菜的亚硝酸盐含量低约22%。

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[4]王倩,曹瑞,张磊.不同储存方式对蔬菜中亚硝酸盐含量的影响及胃酸条件下维生素E对其的体外抑制作用研究[J].职业与健康,2015,31(7):909-910.

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[8]GB 5009.33-2010.食品安全国家标准.食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定.

[9]肖正华,刘元清,王刚.蔬菜在冷藏条件下亚硝酸盐含量的变化[J].食品科技,2010,6(17):25-26.

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[11]李美茹,张光民,康素月.不同处理条件对蔬菜亚硝酸盐含量的影响[J].北方园艺,2008(7):20-23.

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[13]朱苏华,吴文卫.蔬菜中亚硝酸盐含量变化观察[J].浙江预防医学,2003,15(10):28-29.

The Influence of Mushroom Residue Substrate on the Growth and the Content of Nitrite of Leaf Vegetables

YV Ting-ting,ZHOU Ying-zong,YIN Ji-yun,CHEN Jia-yu,XU Chang-yuan,ZHOU Wei-shuo,GAO Li-hong

(School of Life Sciences , Changchun Normal University, Changchun Jilin 130032,China)

Abstract:The experiment studied the growth of pakchoi , spinach and red amaranth by different contents of mushroom residue mixed matrix and the different storage methods effect on the nitrite content. Mixed matrix components inclue mushroom residue, leaves soil and chicken manure. The results showed that the Mushroom residue: Leaves soil: Chicken manure = 5∶4∶1 is good and nitrite content is lower than applying urea in the process of cultivation about almost 50% lower. Cold storage can reduce nitrite content about 22%.

Key words:leaf vegetables;mushroom residue mixed matrix;storage methods; growth; nitrite

[收稿日期]2016-04-02

[基金项目]长春师范大学大学生创新创业训练项目“活体绿叶蔬菜薄层培养技术研究”(201534)。

[作者简介]于婷婷(1993- )，女，长春师范大学生命科学学院学生，从事植物学研究。

[通讯作者]高立宏(1975- )，女，副教授，博士，从事植物繁殖及其遗传学研究。

[中图分类号]S141

[文献标识码]A

[文章编号]2095-7602(2016)06-0191-05

注：本研究为长春师范大学大学生创新创业训练项目。项目组成员：于婷婷、周应宗、尹纪云、金媛、姜春苗、胡从欢、高敏；指导教师：高立宏。