氨基酸态氮与硝态氮不同配比对生菜生长及品质的影响

王虹，宋一鹏

(1.上海市农业科学院 园艺研究所，上海 201403；2.爱盛生物科技有限公司，上海 201815)

氮是促进叶菜生长和产量形成的重要矿物质元素之一，适量的氮肥在维持叶菜生长及营养物质合成中起到重要的作用[1]。但增施氮肥在增加叶菜产量的同时，也导致了硝酸盐的累积[2]，同时提高了投入成本，还易引起环境污染[3]。有研究表明[4]，氨基酸态氮可作为氮源被植物直接吸收，并减少硝酸盐在植物组织中的累积。王瑞等[5]的研究也表明，氨基酸部分替代硝态氮后，促进了油茶幼苗的生长，并降低了叶片中硝态氮的含量。

无土栽培是指不使用天然土壤栽培作物的一种种植方式。与传统的种植方式相比，无土栽培具有省水、省肥且可高密度种植等优点[6]，在叶菜栽培中广泛使用。光照强度、叶菜品种和类型、营养液中氮素的形式及浓度等因素均可影响硝酸盐在叶菜中的累积[7-8]。就营养液而言，一般多采用无机肥料作为其主要成分，但使用高浓度的化学肥料可能会对消费者造成风险。随着人民生活水平的不断提高，人们对优质高档蔬菜的需求也在不断增加。因此，研究如何采取有效措施来控制叶菜产品中硝酸盐的含量，为无公害蔬菜生产、改善蔬菜品质提供科学的理论依据具有积极的现实意义。

基于此，本研究拟以无土栽培的主要叶菜-生菜为研究材料，通过探讨不同氨基酸浓度对生菜生长及品质的影响，筛选出适合生菜生长所需的营养液配方，进而为高品质生菜生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与培养条件

供试生菜品种为Mondai RZ，购于山东金种子农业发展有限公司。试验采用爱盛生物科技(上海)有限公司研发的雾培叶菜种植系统进行生菜种植，雾培水泵的开关时间为5 min/10 min(on/off)，光周期为16 h，人工光源的光强为200 μmol·m-2·s-1，环境温度为20 ℃/30 ℃，相对湿度控制在80%左右。

1.2 试验处理

1.3 测定项目

生长量指标测定：播种15 d后，选取长势一致的生菜幼苗移植到种植设备中，生长20 d后，每个处理随机取5株完整植株，吸干表面水分后，用电子天平称量地上部及地下部鲜重。然后将样品放入烘箱中105 ℃杀青15 min后，降至75 ℃烘干至恒重，测定生菜地上部和地下部干重。

品质测定方法：取各处理生菜的功能叶片，测定生菜的品质。叶绿素及类胡萝卜素含量采用95%乙醇提取法测定，VC含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定，可溶性蛋白采用考马斯亮蓝染色法测定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，类黄酮及多酚的含量参照曹建康等[9]的方法测定。硝酸盐和亚硝酸盐含量使用试剂盒测定，试剂盒购于苏州科铭生物技术有限公司。

1.4 数据处理

使用Excel 2007进行数据处理，采用SPSS软件中的新复极差法进行多重比较(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 氨基酸态氮与硝态氮不同配比对生菜生长的影响

从表1可以看出，不同比例的氨基酸替代硝态氮后，影响了生菜的生长。随着营养液中甘氨酸浓度的增加，生菜的鲜重和干重呈现先增加后降低的趋势。其中，10% Gly和20% Gly地上部干重分别比CK增加了24.77%、21.71%；地下部鲜重和干重分别比CK增加了68.02%、29.07%和51.51%、27.27%，各处理根冠比差异不显著。与之相反的是，50% Gly处理的各项生长指标均小于CK。此外，不同比例氨基酸替代硝态氮后，在一定程度上促进了叶片叶绿素的合成，表现在：20% Gly、30% Gly和50% Gly处理的叶绿素含量均显著高于对照。

表1 氨基酸态氮与硝态氮不同配比对生菜生长指标的影响

2.2 氨基酸态氮与硝态氮不同配比对生菜品质的影响

由表2可以看出，不同比例的氨基酸态氮替代硝态氮后，在一定程度上提高了生菜的品质。与CK相比，不同比例的氨基酸处理显著提高了生菜中可溶性蛋白、可溶性糖、总酚及类黄酮的含量。其中，30% Gly处理的可溶性蛋白、可溶性糖及类胡萝卜素含量最高，分别比CK提高了195%、33.4%和35.3%，其次为20% Gly处理，分别比CK提高了142%、30.5%、10.4%；20% Gly处理的总酚及类黄酮含量最高，分别比CK提高了55.7%和93.4%。与之不同的是，各氨基酸处理并没有显著提高生菜中VC含量。

表2 氨基酸态氮与硝态氮不同配比对生菜品质的影响

2.3 氨基酸态氮与硝态氮不同配比对生菜硝酸盐及亚硝酸盐含量的影响

由图1所示，不同比例的氨基酸态氮替代硝态氮后降低了生菜硝酸盐及亚硝酸盐的含量，并随着Gly比例的增加，降低幅度逐渐增加。其中，10% Gly、20% Gly、30% Gly和50% Gly处理的硝酸盐含量分别比对照降低了9.81%、21.48%、23.22%和29.14%，而亚硝酸盐的含量则分别比对照降低了11.24%、18.19%、23.40%和28.60%。

同组柱上没有相同小写英文字母表示差异显著(P<0.05)。

3 小结与讨论

氨基酸与硝态氮不同配比后影响了生菜的生长和品质。在本实验条件下，10%和20% Gly部分替代硝态氮后，显著增加了生菜鲜重和干重，而50% Gly处理则在一定程度上抑制了生菜的生长。这与王峻等[10]在大白菜的研究结果相同。但与我们研究结果不同的是，Tsouvaltzis等[11]的研究结果表明，20%氨基酸处理没有显著的影响生菜幼苗的质量，Wang等[12]的研究则表明，小青菜质量的增加与减少则与氨基酸的种类有关。这可能与作物的种类、使用的氨基酸浓度及类型等因素有关。而过高浓度的氨基酸处理抑制植株的生长可能与过高电导率引起的植株渗透胁迫有关。

此外，我们研究结果也表明，不同比例的氨基酸处理显著增加了生菜中可溶性蛋白、可溶性糖、总酚及类黄酮的含量，其中，30%Gly处理的可溶性蛋白、可溶性糖及类胡萝卜素含量最高。这与钟晓红等[13]在草莓等作物上的研究结果一致，即外源氨基酸可以改善作物的营养品质。此外，与前人的研究结果[14]一致的是，不同比例的氨基酸态氮替代硝态氮后降低了生菜硝酸盐及亚硝酸盐的含量，并随着Gly比例的增加，降低幅度逐渐增加，这可能是由于氨基酸态氮促进了硝酸盐和亚硝酸盐还原酶和谷氨酰胺合成酶等的活性，从而降低了硝酸盐在植物体内的累积。

总之，在本试验条件下，在水培营养液中添加一定浓度的氨基酸态氮可以促进生菜的生长及营养物质的合成，其中，20% Gly处理生菜的生长及品质指标显著优于对照，以上研究结果可为提高水培生菜产量和品质提供理论依据。