菇渣基質對葉菜生長及其亞硝酸鹽含量的影響

于婷婷，周應宗，尹紀云，陳家玉，許暢原，周偉碩，高立宏

(長春師范大學生命科學學院，吉林長春 130032)

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菇渣基質對葉菜生長及其亞硝酸鹽含量的影響

于婷婷，周應宗，尹紀云，陳家玉，許暢原，周偉碩，高立宏

(長春師范大學生命科學學院，吉林長春 130032)

[摘要]實驗研究了不同菇渣含量的混合基質對小白菜、菠菜及紅莧菜的生長的影響，及不同貯存方式對其亞硝酸鹽含量的影響。混合基質的成分為菇渣，樹葉土及雞糞。結果表明，菇渣∶樹葉土∶雞糞=5∶4∶1的基質中葉菜長勢較好且亞硝酸鹽含量較低 ，并且比在栽培過程中施加尿素會使小白菜及紅莧菜的亞硝酸鹽含量低近50%，比菠菜中亞硝酸鹽含量低約20%。低溫冷藏能夠使亞硝酸鹽含量降低約22%。

[關鍵詞]葉菜；菇渣混合基質；貯存方式；生長；亞硝酸鹽

隨著無土栽培技術的發(fā)展，最為優(yōu)良基質的草炭使用量逐漸增大，但草炭是不可再生資源，過度開采會造成毀滅性的破壞，因此選擇合適的栽培基質成為重要的課題[1]。長春師范大學食藥用真菌栽培園在栽培真菌的過程中產(chǎn)生了大量的菇渣廢棄物。此次實驗利用這些菇渣作為基本基質與樹葉土、雞糞進行復配。菇渣復配基質代替草炭用于栽培，一方面可以減少不可再生資源的用量，保護環(huán)境的同時也降低了成本，并且菇渣中含有較多的營養(yǎng)物質，可以提高蔬菜的產(chǎn)量和質量[2]。人體所攝入的硝酸鹽很大一部分是來自蔬菜，特別是葉菜類蔬菜[3]。硝酸鹽其本身是沒有毒性的，但在硝酸還原酶的作用下會轉化為具有致癌性的亞硝酸鹽，亞硝酸鹽在體內(nèi)的累積會嚴重危害人的身體健康[4]。當我們攝入的亞硝酸鹽在200～500mg的范圍時會引起中毒，當食入1～2g的亞硝酸鹽就會引起死亡[5]?；瘜W肥料尤其是氮肥的過度施加或使用不當造成了蔬菜中積累過量的硝酸鹽，造成亞硝酸鹽污染[6]。所選的三種葉菜均含有豐富的維生素C，并且生長周期短，在較短的時間內(nèi)可以觀察出實驗結果，并可比較出實驗結果的差異，因此作為本實驗的樣品植物。通過實驗探究混合基質內(nèi)菇渣含量及儲存過程對三種葉菜亞硝酸鹽含量的影響。

1材料與方法

1.1實驗材料

長春師范大學食藥用真菌栽培園的玉米芯菇渣。

1.2實驗設計

將菇渣∶樹葉土∶雞糞按照1∶8∶1、3∶6∶1、5∶4∶1、7∶2∶1、9∶0∶1的比例配置混合輕基質。取少量不同比例的基質測定栽培前土壤中的氮、磷、鉀的含量。

在花盆中裝入10 cm的普通土壤作為下層基質，將土壤攤平后鋪上隔離網(wǎng)，將不同比例的混合基質分別放在隔離網(wǎng)上，攤平，厚度為3cm。在花盆外沿標做好標記。每個比例分裝6盆。

設置對照組，另取6個花盆，每個盆中裝入與雙層基質等量的普通土壤。在上層輕基質上播下種子，放入溫室中。

每個比例的6個花盆分為兩組，每組3個花盆，一組澆水，一組澆尿素。定期澆灌，觀察記錄3種葉菜菜生長差異。待葉菜生長到可食用階段進行采摘取樣。3個花盆中進行隨機均勻采摘，摘下的葉菜放入塑料袋中，做好標記，將采摘的樣品一組置于室溫下，另一組置于冰箱4 ℃冷藏。澆尿素組按照同樣的方法進行處理。樣品采集完成后，將花盆中剩余的蔬菜拔出，測量株高。

2結果與分析

2.1不同成分的基質中N、P、K的含量

發(fā)酵后的菇渣營養(yǎng)成分會有明顯的提高，但是EC值偏大，pH呈酸性，不利于作物的生長，可與其他基質混合復配用于栽培[7]。本次實驗中在菇渣中添加雞糞其作用是調節(jié)基質的pH，并增加基質中有機營養(yǎng)成分，尤其是有機氮含量，樹葉土可以保持基質的水分。

圖1　菇渣、樹葉土及雞糞中N、P、K的含量

圖2　復配后的混合基質中N、P、K的含量

由圖1可看出玉米芯菇渣和雞糞中K含量均處于較高水平，并且雞糞中N含量較其他兩種基質高，而三種基質中P的含量沒有較大差異。通過圖2可看出，當菇渣與雞糞、樹葉土以不同的比例混合后，基質養(yǎng)分有所差異，隨著菇渣所占比例的加大，其N、P、K的含量也隨之呈現(xiàn)遞增的趨勢。另外，對照組是普通的土壤，其N、P、K的含量遠低于復合的有機混合基質中的含量，說明復配的混合基質中含有較多的營養(yǎng)物質供栽培植物的生長發(fā)育。

2.2不同比例的基質對小白菜株高及鮮重的影響

圖3　不同比例的基質中蔬菜的株高(無尿素)

圖4　不同比例的混合基質蔬菜鮮重

從圖3、圖4可看出，在菇渣比例依次增加的混合基質中，三種葉菜的的株高及鮮重的變化趨勢大體一致。當菇渣∶樹葉土∶雞糞的比例達到5∶4∶1時，栽培的三種葉菜的長勢最好，鮮重及株高遠遠高于栽培在其他比例中的葉菜，小白菜、菠菜及紅莧菜株高峰值分別達到40 cm、16 cm及38 cm，鮮重的峰值高達55 cm、14 cm和18 cm。隨后菇渣含量再增加時，三種蔬菜的株高呈下降趨勢。由此亞硝酸鹽測定的對象為5∶4∶1的混合基質中栽培的3種葉菜。

2.3制作亞硝酸鈉標準曲線

采用國家頒布的亞硝酸鹽標準分析方法(GB 5009.33-2010)中的分光光度法[8]測定亞硝酸鹽含量。得到亞硝酸鈉標準曲線y=0.0437x+0.0023(R2=0.976)，見圖5。

圖5　亞硝酸鈉含量與光吸收值的標準曲線

2.4測定不同儲存過程的小白菜中亞硝酸鹽含量

圖6　常溫下無尿素的三種葉菜中亞硝酸鹽含量

圖7　冷藏下無尿素的蔬菜中亞硝酸鹽含量

圖8　常溫下加尿素的蔬菜亞硝酸鹽含量

圖9　冷藏下加尿素的蔬菜亞硝酸鹽含量

將未施加尿素的樣本置于室溫下儲藏，測定放置不同時間段的三種葉菜中亞硝酸鹽含量。由圖6可看出適時采摘下來的小白菜的亞硝酸含量較放置一段時間的小白菜中亞硝酸鹽含量低；當采摘下來的小白菜放置12小時，亞硝酸鹽含量達到高峰，最大值接近20 mg/kg，當放置24小時，亞硝酸鹽的含量開始下降。菠菜和紅莧菜均在放置6小時后出現(xiàn)第一個高峰，放置24小時時達到最低點，隨后隨著時間的延長，菠菜的亞硝酸鹽含量升高，紅莧菜在放置48小時后達到第二個高峰，隨后亞硝酸鹽含量開始有所下降。

將未施加尿素的三種樣本葉菜置于冰箱低溫冷藏，測定放置不同時間段的三種葉菜中亞硝酸鹽含量。由圖6可看出，當小白菜放置6小時，亞硝酸鹽的含量有所降低，隨著儲藏時間的延長，亞硝酸鹽含量逐漸增加，當達到第3天時，其亞硝酸鹽含量達到峰值，最大值近15 mg/kg。第4天有所下降，但第5天又迅速增加。菠菜在冷藏處理1天后達到最低點，隨后在第2天亞硝酸鹽含量達到峰值后又趨于平緩。紅莧菜分別在放置12小時和3天其亞硝酸鹽的含量分別達到一個小高峰，在第2天有所降低。將圖6與圖7進行對比可看出，在冰箱低溫儲存的樣本中亞硝酸鹽含量較常溫儲藏的要偏低。

將施加尿素的樣本置于常溫儲藏，測定放置不同時間段的三種葉菜中亞硝酸鹽含量。由圖8可看出，6小時內(nèi)小白菜的亞硝酸鹽的含量是降低的，但是超過6小時后，其亞硝酸鹽的水平隨儲存時間的延長而增高，當放置時間達到第4天時，亞硝酸鹽的含量達到最高峰，最大值接近40 mg/kg，第5天亞硝酸鹽含量降低。紅莧菜在12小時和第2天達到高峰，最大值達到25mg/kg。而菠菜的變化趨勢較為平穩(wěn)，在第4天達到峰值接近10 mg/kg。

將施加尿素的樣本置于冰箱低溫冷藏，測定放置不同時間段的三種葉菜中亞硝酸鹽含量。由圖9可看出，施加尿素的小白菜在低溫環(huán)境下，12小時內(nèi)的亞硝酸鹽的含量降低，隨后隨著儲存時間的延長，亞硝酸鹽的積累增加，在第4天時，測定亞硝酸鹽的含量達到高峰，第5天開始下降。紅莧菜在12小時和第3天會達到峰值，最大值近20 mg/kg。菠菜在12小時達到峰值近7 mg/kg，放置1天后有所降低，隨后隨時間的延長亞硝酸鹽的含量波動較平穩(wěn)。將圖8、圖9與圖6、圖7對比可看出無論是常溫還是冷藏，施加尿素進行無機培養(yǎng)的三種葉菜中亞硝酸鹽含量會明顯高于未施加尿素進行培養(yǎng)的三種葉菜的亞硝酸亞含量。

3討論

由以上數(shù)據(jù)分析比較可得出，澆尿素的葉菜中亞硝酸鹽含量遠高于澆水的葉菜中亞硝酸鹽含量，置于冰箱冷藏的樣本中亞硝酸鹽含量低于室溫儲存的樣本的含量。對儲存不同時間的樣本進行測定，亞硝酸鹽含量變化有所差異，隨之儲存時間的延長，三種葉菜開始出現(xiàn)泛黃糜爛的現(xiàn)象。

小白菜本身是葉類，其自身會含有較高的硝酸鹽[9]，而新鮮的小白菜在制成勻漿的過程中，隨放置時間的延長而變化[10]，所以小白菜總體的亞硝酸鹽水平較其余兩種葉菜高。

三種蔬菜在采摘下來的短時間內(nèi)會達到高峰原因可能為蔬菜在采摘時會受到一定的機械損傷，這會使蔬菜的呼吸強度在之后的一段時間內(nèi)增強，這就導致了蔬菜內(nèi)的酶活性大大增高，隨著放置時間的延長，蔬菜中被還原為亞硝酸鹽的硝酸鹽量也隨之增高[11]。另外是蔬菜本身體內(nèi)含有硝酸鹽，而硝酸鹽在硝酸還原細菌的作用下，會被還原為亞硝酸鹽。室溫處理和冰箱處理達到高峰時間不同的主要原因是：在低溫冷藏的環(huán)境下，微生物的生長緩慢，酶的活性降低，產(chǎn)生的亞硝酸鹽較少，但細菌的數(shù)量仍會隨時間的增加而增加，因而亞硝酸鹽也會累積。

三種葉菜在儲藏過程中隨時間的延長亞硝酸鹽有短暫下降的趨勢可能是隨著儲存時間的延長被還原的亞硝酸鹽含量越多，但伴隨著亞硝酸鹽還原酶活性的提高，使亞硝酸鹽向銨鹽轉化的過程增強，因此會出現(xiàn)下降的趨勢[12]。第二可能是因為蔬菜中含有豐富的維生素C，臨床研究表明，維生素C是治療急性亞硝酸鹽中毒的主要藥物之一[13]，它可以將亞硝酸鹽分解為NO[14]，從而減少了亞硝酸鹽含量。

隨時間的增加，亞硝酸鹽出現(xiàn)第二個高峰，原因主要是由于常溫處理和冷藏處理下的蔬菜都由于放置時間過長，導致了細菌侵染，在細菌硝酸還原酶作用下，使亞硝酸鹽含量大大增高，且蔬菜保存時間超過24 h后，其中能夠分解亞硝酸鹽的維生素C也氧化損失了一大部分，所以亞硝酸鹽含量會升高。

最后亞硝酸鹽含量會下降并趨于平緩的主要原因是由于放置時間過長，亞硝酸鹽出現(xiàn)了降解的現(xiàn)象，雖然亞硝酸鹽的含量降低了但此時的蔬菜已經(jīng)開始出現(xiàn)泛黃糜爛的現(xiàn)象，基本沒有營養(yǎng)價值。

由于實驗數(shù)據(jù)是在一月份測定，天氣寒冷，室溫較低，使室溫下的測定結果與冷藏環(huán)境下的較為接近。

4結論

(1)當混合基質中菇渣∶樹葉土∶雞糞=5∶4∶1時，更適合三種葉菜生長，其株高，鮮重均高于其他比例，其中小白菜株高高出25%～40%，菠菜和紅莧菜分別達到21%～50%，21%～35%。小白菜，菠菜及紅莧菜的鮮重分別高達55%～76%，40%～74%，33%～56%。并且其亞硝酸鹽含量較其他比例低20%～33%。

(2)在栽培過程中施加尿素會使小白菜及紅莧菜的亞硝酸鹽含量升高近50%，使菠菜中亞硝酸鹽含量高出約20%。

(3)冷藏儲存比在室溫儲存的葉菜的亞硝酸鹽含量低約22%。

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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

[基金項目]長春師范大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目“活體綠葉蔬菜薄層培養(yǎng)技術研究”(201534)。

[作者簡介]于婷婷(1993- )，女，長春師范大學生命科學學院學生，從事植物學研究。

[通訊作者]高立宏(1975- )，女，副教授，博士，從事植物繁殖及其遺傳學研究。

[中圖分類號]S141

[文獻標識碼]A

[文章編號]2095-7602(2016)06-0191-05

注：本研究為長春師范大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目。項目組成員：于婷婷、周應宗、尹紀云、金媛、姜春苗、胡從歡、高敏；指導教師：高立宏。