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蔬菜也不能“偏食”哦
发布时间:2021-05-08 浏览次数:13

蔬菜是我们人体所需矿物质、膳食纤维、维生素和抗氧化物质最重要的来源,是我们膳食结构的重要组成部分,世界卫生组织(WHO)建议每人每天的蔬菜和水果摄入量总计不低于400克。


你们知道吗?和人类一样,蔬菜也是需要“吃饭喝水”的!从种子萌发长出真叶之后,植物就开始了“吃饭喝水”:通过根系吸收各种矿质养分和水分,通过叶片吸收大气中的二氧化碳(CO2)。植物利用光能在各种矿质元素组成的酶的作用下将CO2和水合成碳水化合物并释放出氧气,这样将吃的饭、喝的水同化成自身物质的过程就是光合作用。植物体内占其干重40%左右的碳都来源于CO2,因此CO2可以看作是植物的“主食”。

 

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图1 植物的光合作用示意图(图片来自网络)


在蔬菜生产,尤其是目前日新月异的设施蔬菜生产(植物工厂)中,由于有一个较为密闭的环境,人们可以利用生物质燃烧、酒精发酵、有机肥发酵、酸与碳酸盐的反应、干冰或压缩CO2等方法增加设施中的CO2浓度(CO2施肥),希望借此以促进蔬菜的光合作用,提高蔬菜产量。另一方面,在全球气候变化背景下,大气CO2浓度从工业革命前的280 ppm,增加到目前的410 ppm,到21世纪末,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)预期大气CO2浓度能够达到1000 ppm。因此,即使是露地蔬菜也不可避免的将生长在CO2施肥的环境中。


那么这些增加了“主食”供应的蔬菜会有哪些变化呢?还能否为人们提供必要的营养物质吗?近日,中国科学院南京土壤研究所设施农业团队开展了一系列研究工作。

 

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图2 设施蔬菜生产中常用的CO2施肥方法(改编自网络)


首先,该研究团队发现CO2施肥可以导致蔬菜收获指数平均提高23%,增加了“主食”供应,各种蔬菜产量可以提高18%~44%(Journal of Cleaner Production, 2020)。

 

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图3 各种典型蔬菜在CO2施肥条件下产量增加幅度


而这些“体重”增加的蔬菜“体质”又有哪些变化呢?该研究团队发现“主食”供给的增加造就了“偏食”的蔬菜。研究发现,CO2施肥使蔬菜酚类、黄酮类和维生素C等抗氧化性物质增加8.9%、45.5%和9.5%,从这一方面看,CO2施肥生产出更健康的蔬菜产品。但CO2施肥使蔬菜更为“肥胖”,其可溶性糖含量提高17.5%。同时,CO2施肥导致蔬菜更加“偏食”,相对减少了氮、镁、铁、锌的吸收,使得蔬菜中的蛋白质含量下降9.5%,镁、铁、锌含量分别下降9.2%、16.0%和9.4%,蔬菜“体质”也更羸弱了。


由此可以看出,长期食用这样“肥胖”的蔬菜,可能造成我们人类一些微量元素缺乏症状,形成“隐形饥饿”,导致食用蔬菜“美中不足”(Frontiers in Plant Science, 2018)。


同时,该研究团队还研究了CO2施肥条件下蔬菜品质降低的可能原因:首先是在“主食”摄入增大后,植株内非结构性的碳水化合物累积“稀释”了含氮化合物和矿质元素的含量;二是“主食”供应提高后,蔬菜也不用费力的把“嘴”张那么大了,气孔的部分关闭使蒸腾减弱、质流减少,使得通过质流和蒸腾拉力进入蔬菜体内并向上运输的矿质养分减少;三是“食谱”的改变是蔬菜的一些生理过程发生了改变,使蔬菜对一些矿质养分的需求降低(Agronomy, 2020)。

 

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图4 蔬菜在CO2施肥条件下品质变化的可能原因(改编自网络)


那么我们如何让蔬菜宝宝在“体重”增加的同时也保证健康的“体质”呢?和人类一样,我们需要在“主食”供给增加的同时,为在CO2施肥条件下生长的蔬菜搭配平衡的“辅食”。通过根部吸收、叶面喷施、养分供应形态改变等多种途径保证各类矿质养分的充足供应,制定更平衡合理的矿质养分供给配方,为蔬菜生长创造更适宜的光照、水分和温度环境,保证蔬菜健康生长,营养丰富,才能让我们自己吃的健康(Plant and Soil, 2021)。


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