氮、磷元素对水培小白菜质量安全的影响

□ 赵 哲 田继锋 周利航 宋国华 薛科宇 许昌市农产品质量安全检测检验中心

当今消费者对食品安全的要求日益提高，所以影响水培蔬菜品质的营养液成为保障水培蔬菜安全的核心因素。小白菜生长周期快、便于水培，且具有多种对人体有益的成分，是目前主要的水培蔬菜之一。故而，研究水培营养液中营养元素对水培小白菜质量安全的影响具有现实应用意义。

1 水培蔬菜的发展及优势

1860年，柴克斯发现植物可以直接在土壤浸提液中生长，并基于土壤浸提液中的化学成分氮、磷、钾、钙、镁、硫和铁等，提出了Sachs营养液配方。随后霍格兰德和阿诺发现了微量元素的作用，形成了早期的营养液配方，奠定了现代水培种植模式的基础。

水培模式提高了营养元素和水资源的利用率，降低了对环境的要求和限制。水培蔬菜能在耕地不足的现代城市、海岛，水资源紧缺的沙漠以及其他环境苛刻不利于植物生长的区域种植，降低了蔬菜的生产成本。所以，全世界对水培蔬菜的研究和探索的脚步一直未停息。随着现代科技的发展，智能化温室系统和电子传感的应用甚至能实现植物生长全过程的动态监控和培养条件的自动调整[1]。

2 小白菜水培面临的问题

小白菜口感良好、富含维生素C

和膳食纤维等，深受我国人民喜爱，

有着上千年的种植历史。其根系分布浅、吸收能力弱、生长周期短，十分适合水培，是目前主要的水培蔬菜品种之一。但是，在水培过程中营养更易被小白菜吸收，故而水培蔬菜的硝酸盐含量普遍较高。氮、磷元素对小白菜的硝酸盐积累有着重要影响，因为探索其对小白菜生长的影响具有重要意义。

3 氮元素对水培小白菜生长的影响

氮元素被誉为植物的“生命元素”，在植物的生长中扮演着重要的角色。蛋白质、DNA及很多重要的激素的合成都离不开氮元素。因此，在蔬菜的水培营养液中，氮元素的含量及形态对植物的生长起着至关重要的作用，高浓度的氮含量能有效提高小白菜的产量。但是，过高浓度反而会抑制小白菜的生长[2]。

传统的水培蔬菜营养液通常以硝态氮作为氮源的主要供给方式，如最经典的Hoagland配方。但是，随着大家对食品安全要求的进一步提升及研究的进一步深入，单一的硝态氮配方的弊端渐显。在水培过程中，营养更易吸收，故而水培蔬菜的硝酸盐含量普遍较高，存在较大的安全风险。田霄鸿等[3]研究发现铵态氮和硝态氮同时供应时小白菜吸氮量高于单独供应硝态氮或铵态氮，而单独供给铵态氮时氮吸收显著降低。供给等氮量铵、硝态氮时，小白菜表现出喜硝性，吸收的硝态氮显著多于铵态氮。大量研究证明，在营养液中适量加入铵态氮可以提高蔬菜的产量，并降低蔬菜中的硝酸盐含量[4]。植物体可以直接转化利用硝态氮，而铵态氮则需要在谷氨酰胺合成酶和脲酶作用下转化成硝态氮再被植物利用[5]。而硝态氮铵态氮同时存在的情况下，可能存在吸收竞争，从而使产品中硝酸盐含量降低。

4 磷元素对水培小白菜生长的影响

磷作为植物生长的必需元素之一，参与了植物生长代谢中的许多重要环节，如DNA、蛋白质的合成、能量的转化等。因此，缺磷会影响植物体的生长发育，如茎短而细、基部叶片变黄、开花期推迟、种子小且不饱满等。

陈秀虎等[2]研究表明适量施加磷肥不仅能提高小白菜的产量，而且可以改善小白菜的品质。在高氮条件下，磷浓度的提高能显著提高小白菜产量，磷、钾元素间的互作效应能显著降低小白菜硝酸盐的含量。磷肥施用还可以降低土壤活性镉含量，减少小白菜植株对镉的吸收，从而减少镉的毒害作用，促进小白菜植株健康生长[6]。磷肥与钙镁同时作用时，会显著加快小白菜的生长速度，抑制镉、铅、锌元素对小白菜的毒害及向地上部的迁移，同时对铜、锰等元素的吸收也有显著抑制作用[7]。