氨基酸態氮與硝態氮不同配比對生菜生長及品質的影響

王虹，宋一鵬

(1.上海市農業科學院 園藝研究所，上海 201403；2.愛盛生物科技有限公司，上海 201815)

氮是促進葉菜生長和產量形成的重要礦物質元素之一，適量的氮肥在維持葉菜生長及營養物質合成中起到重要的作用[1]。但增施氮肥在增加葉菜產量的同時，也導致了硝酸鹽的累積[2]，同時提高了投入成本，還易引起環境污染[3]。有研究表明[4]，氨基酸態氮可作為氮源被植物直接吸收，并減少硝酸鹽在植物組織中的累積。王瑞等[5]的研究也表明，氨基酸部分替代硝態氮后，促進了油茶幼苗的生長，并降低了葉片中硝態氮的含量。

無土栽培是指不使用天然土壤栽培作物的一種種植方式。與傳統的種植方式相比，無土栽培具有省水、省肥且可高密度種植等優點[6]，在葉菜栽培中廣泛使用。光照強度、葉菜品種和類型、營養液中氮素的形式及濃度等因素均可影響硝酸鹽在葉菜中的累積[7-8]。就營養液而言，一般多采用無機肥料作為其主要成分，但使用高濃度的化學肥料可能會對消費者造成風險。隨著人民生活水平的不斷提高，人們對優質高檔蔬菜的需求也在不斷增加。因此，研究如何采取有效措施來控制葉菜產品中硝酸鹽的含量，為無公害蔬菜生產、改善蔬菜品質提供科學的理論依據具有積極的現實意義。

基于此，本研究擬以無土栽培的主要葉菜-生菜為研究材料，通過探討不同氨基酸濃度對生菜生長及品質的影響，篩選出適合生菜生長所需的營養液配方，進而為高品質生菜生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與培養條件

供試生菜品種為Mondai RZ，購于山東金種子農業發展有限公司。試驗采用愛盛生物科技(上海)有限公司研發的霧培葉菜種植系統進行生菜種植，霧培水泵的開關時間為5 min/10 min(on/off)，光周期為16 h，人工光源的光強為200 μmol·m-2·s-1，環境溫度為20 ℃/30 ℃，相對濕度控制在80%左右。

1.2 試驗處理

1.3 測定項目

生長量指標測定：播種15 d后，選取長勢一致的生菜幼苗移植到種植設備中，生長20 d后，每個處理隨機取5株完整植株，吸干表面水分后，用電子天平稱量地上部及地下部鮮重。然后將樣品放入烘箱中105 ℃殺青15 min后，降至75 ℃烘干至恒重，測定生菜地上部和地下部干重。

品質測定方法：取各處理生菜的功能葉片，測定生菜的品質。葉綠素及類胡蘿卜素含量采用95%乙醇提取法測定，VC含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法測定，可溶性蛋白采用考馬斯亮藍染色法測定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，類黃酮及多酚的含量參照曹建康等[9]的方法測定。硝酸鹽和亞硝酸鹽含量使用試劑盒測定，試劑盒購于蘇州科銘生物技術有限公司。

1.4 數據處理

使用Excel 2007進行數據處理，采用SPSS軟件中的新復極差法進行多重比較(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 氨基酸態氮與硝態氮不同配比對生菜生長的影響

從表1可以看出，不同比例的氨基酸替代硝態氮后，影響了生菜的生長。隨著營養液中甘氨酸濃度的增加，生菜的鮮重和干重呈現先增加后降低的趨勢。其中，10% Gly和20% Gly地上部干重分別比CK增加了24.77%、21.71%；地下部鮮重和干重分別比CK增加了68.02%、29.07%和51.51%、27.27%，各處理根冠比差異不顯著。與之相反的是，50% Gly處理的各項生長指標均小于CK。此外，不同比例氨基酸替代硝態氮后，在一定程度上促進了葉片葉綠素的合成，表現在：20% Gly、30% Gly和50% Gly處理的葉綠素含量均顯著高于對照。

表1 氨基酸態氮與硝態氮不同配比對生菜生長指標的影響

2.2 氨基酸態氮與硝態氮不同配比對生菜品質的影響

由表2可以看出，不同比例的氨基酸態氮替代硝態氮后，在一定程度上提高了生菜的品質。與CK相比，不同比例的氨基酸處理顯著提高了生菜中可溶性蛋白、可溶性糖、總酚及類黃酮的含量。其中，30% Gly處理的可溶性蛋白、可溶性糖及類胡蘿卜素含量最高，分別比CK提高了195%、33.4%和35.3%，其次為20% Gly處理，分別比CK提高了142%、30.5%、10.4%；20% Gly處理的總酚及類黃酮含量最高，分別比CK提高了55.7%和93.4%。與之不同的是，各氨基酸處理并沒有顯著提高生菜中VC含量。

表2 氨基酸態氮與硝態氮不同配比對生菜品質的影響

2.3 氨基酸態氮與硝態氮不同配比對生菜硝酸鹽及亞硝酸鹽含量的影響

由圖1所示，不同比例的氨基酸態氮替代硝態氮后降低了生菜硝酸鹽及亞硝酸鹽的含量，并隨著Gly比例的增加，降低幅度逐漸增加。其中，10% Gly、20% Gly、30% Gly和50% Gly處理的硝酸鹽含量分別比對照降低了9.81%、21.48%、23.22%和29.14%，而亞硝酸鹽的含量則分別比對照降低了11.24%、18.19%、23.40%和28.60%。

同組柱上沒有相同小寫英文字母表示差異顯著(P<0.05)。

3 小結與討論

氨基酸與硝態氮不同配比后影響了生菜的生長和品質。在本實驗條件下，10%和20% Gly部分替代硝態氮后，顯著增加了生菜鮮重和干重，而50% Gly處理則在一定程度上抑制了生菜的生長。這與王峻等[10]在大白菜的研究結果相同。但與我們研究結果不同的是，Tsouvaltzis等[11]的研究結果表明，20%氨基酸處理沒有顯著的影響生菜幼苗的質量，Wang等[12]的研究則表明，小青菜質量的增加與減少則與氨基酸的種類有關。這可能與作物的種類、使用的氨基酸濃度及類型等因素有關。而過高濃度的氨基酸處理抑制植株的生長可能與過高電導率引起的植株滲透脅迫有關。

此外，我們研究結果也表明，不同比例的氨基酸處理顯著增加了生菜中可溶性蛋白、可溶性糖、總酚及類黃酮的含量，其中，30%Gly處理的可溶性蛋白、可溶性糖及類胡蘿卜素含量最高。這與鐘曉紅等[13]在草莓等作物上的研究結果一致，即外源氨基酸可以改善作物的營養品質。此外，與前人的研究結果[14]一致的是，不同比例的氨基酸態氮替代硝態氮后降低了生菜硝酸鹽及亞硝酸鹽的含量，并隨著Gly比例的增加，降低幅度逐漸增加，這可能是由于氨基酸態氮促進了硝酸鹽和亞硝酸鹽還原酶和谷氨酰胺合成酶等的活性，從而降低了硝酸鹽在植物體內的累積。

總之，在本試驗條件下，在水培營養液中添加一定濃度的氨基酸態氮可以促進生菜的生長及營養物質的合成，其中，20% Gly處理生菜的生長及品質指標顯著優于對照，以上研究結果可為提高水培生菜產量和品質提供理論依據。