«——【·前言·】——»
绿叶蔬菜，如长爪豇豆, 芸苔科，以及糙叶茄是维生素A、B1和c的重要来源。尽管维生素缺乏会严重影响人体健康，但人们对土壤和气候条件变化对植物维生素浓度的影响知之甚少。分析了土壤肥力高低和三种干旱强度对三种植物的影响。
由于严重干旱期间土壤肥力下降，所有蔬菜的鲜产量都减少了。在一些物种中，维生素浓度随着干旱胁迫的增加而增加。
无论如何，由于显著的生物量损失，总维生素产量显示出净下降。环境恶化和气候变化事件增多导致的维生素浓度变化是食品成分计算和营养平衡中需要考虑的一个重要因素，特别是由于其对人类健康的影响，因此应在农业试验中予以考虑。
«——【·介绍·】——»
作物生长条件的变化不仅会影响产量，还会影响作物的营养成分。在人群中营养不良发生率高的地区，由于不利的生长条件导致的维生素量的微小差异都可能影响营养不良率。
在该地区，2016年高达20%的五岁以下儿童患有维生素A缺乏症，维生素A摄入不足会损害视觉功能和生长，并增加呼吸道感染的风险，从而增加发病率和死亡率的风险。维生素B1在主食为主的饮食中是一种常见的缺乏，因碾磨谷物等做法而加剧维生素B1缺乏会导致严重的神经和心血管影响，甚至死亡。
维生素C缺乏在中低收入国家相对普遍，在乌干达的坎帕拉，70%的孕妇缺乏维生素C，除了实际维生素C缺乏的负面影响之外，饮食中维生素C的缺乏可能导致饮食中必需矿物质的生物利用率降低。
绿叶蔬菜富含对人体健康至关重要的微量营养素和其他植物化学物质，如维生素。许多研究表明，增加绿叶蔬菜的消费对人体健康有好处，增加和定期摄入绿叶蔬菜可以降低患心血管疾病的风险。
坦桑尼亚一项营养研究的作者证实，增加绿叶蔬菜的消费有助于降低贫血和微量营养素缺乏症的患病率，特别是在资源匮乏的社区。植物含有多种具有抗氧化潜力的代谢物是维生素的前身，对人体健康至关重要。
不同的胡萝卜素和抗坏血酸是主要的存储解毒化合物，硫胺素除了它的其他功能外，也是植物胁迫反应的重要组成部分，由于在植物营养学中缺乏统一的术语，维生素前体在本研究中被称为维生素。
土壤肥力为植物提供充足的养分和水分，是植物生产的基础。不同程度的土壤肥力影响粮食产量，以及矿物营养浓度方面的粮食质量。还发现维生素浓度与氮肥施用量成反比，从而表明土壤肥力也可能影响维生素浓度。
气候变化导致极端天气事件增加，如持续时间长、发生频率更高的干旱，而不同的气候变化变量对不同植物部分的矿物质和常量营养元素浓度的影响，对维生素浓度的影响到目前为止还没有报道。
气候变化和土壤退化是持续生产高质量高数量粮食的两大挑战，同时对这两起事件负有部分责任。本文将着重研究以下问题：（1）土壤肥力，（2）水分胁迫以及干旱胁迫和不同土壤肥力的组合是否显著影响三种绿叶蔬菜？
由于维生素的产生是一种应激反应，特别是对应激物如干旱的反应，随着干旱的增加，所有绿叶蔬菜中的维生素浓度预计会增加。土壤肥力是植物营养摄入的关键，并在很大程度上提供了生产维生素所需的营养。
预计在高土壤肥力条件下，维生素浓度在所有干旱严重程度下都将高于相同干旱严重程度的低土壤肥力条件下。随着干旱加剧和土壤肥力下降，鲜重预计会下降。
«——【·材料与方法·】——»
在德国采集的土壤显示出与肯尼亚和乌干达土壤相似的特性。低肥力土壤以沙土为特征，而高肥力土壤以壤土为特征。而两种低肥力土壤的pH值都是酸性的，两种情况下高肥力土壤的pH值都是5.6，两种低肥力土壤的有机质含量都很低，而高肥力土壤的有机质含量较高。
这三种绿叶蔬菜于2019年9月17日种植到花盆中。塑料盆填充1.5千克砾石作为排水，深度为5厘米。将两种土壤干燥并过筛，并将5.5千克的每种土壤放入不同的盆中。
播种后，土壤上覆盖一层薄薄的沙子，以防止过度蒸发和土壤开裂。每个花盆里都种有四粒绿叶蔬菜的种子，然后进行间苗，每个花盆只留一粒幼苗。
使用提供的重量分析法分析罐水容量，在灌溉制度中使用三种处理：75% 罐水容量作为对照，50% 罐水容量作为轻度胁迫，25%作为严重干旱胁迫。总共使用144个盆，每个植物物种48个，具有两种土壤肥力和三种干旱强度。
双对照组用于提高统计功效，每个处理有六个重复，组织成随机完全区组设计，植物发芽后，每两天对所有的盆称重并浇水，以保持指定的干旱条件。播种后51天，对照植物的花蕾变得可见。记录它们的鲜重后，收获所有盆的整个地上部分并冷冻。
清洗地下生物量，然后用纸巾擦干，记录鲜重。将新鲜叶子储存在80℃下，然后使用冷冻干燥机冻干24小时，并记录干重。然后对样品进行研磨、均质化，并在20°c的黑暗环境中储存。
植物水分利用效率计算为地上生物量和水分利用之间的比率。当植物暴露于干旱条件或耐旱时，水分利用效率通常较高，因此用于评价抗旱性，产量的水分利用效率由新鲜产量除以耗水量确定。
霍恩海姆大学营养科学研究所使用高效液相色谱法测量了叶片样品中硫胺素、β-胡萝卜素和抗坏血酸的浓度。硫胺素分析方法基于维生素B1测定的欧洲标准，小的适应被做。β-胡萝卜素的测定采用。
β-胡萝卜素的视黄醇当量是使用因子1μg RE = 6μgβ-胡萝卜素计算的，使用方法测量抗坏血酸，自从C3植物关闭气孔以减少水分限制条件下的水分损失，δ13c由于还原的CO而被区分叶片内外的扩散。
因此，δ13碳同位素鉴别法已被用于测定C3植物，δ13通过使用随机选择的子样品将对照与干旱处理进行比较来分析绿叶蔬菜的c含量绿叶蔬菜样品。
计算了成年女性通过平均食用150 g绿叶蔬菜实现维生素A、抗坏血酸和硫胺素的推荐营养摄入量的情况。
维生素数据用于分析维生素含量的变化是否补偿了处理产量的变化。使用协方差分析用于比较针对植物物种内的协变量土壤肥力进行调整的处理方法。
«——【·结果分析·】——»
三种绿叶蔬菜的鲜叶产量均显著高于对照，马齿苋科具有75%的罐容量，其中差异不显著。不考虑土壤肥力，绿叶蔬菜的鲜叶产量随着干旱程度的增加而下降，干旱造成的产量损失在肥沃土壤和低肥力土壤之间没有显著差异。
马齿苋科无论土壤肥力如何，随着干旱的增加，产量损失最大，这从线性回归中斜率的增加可以看出。尽管如此，马齿苋科在无干旱条件下获得较高的总鲜产量。
相比之下，南痂在所有灌溉制度下，随着土壤肥力的降低，产量损失最大，表现为肥沃土壤和低肥力土壤回归线之间的截距差异最大，而B.马齿苋科不同土壤肥力的产量损失最低。所有绿叶蔬菜的地下生物量在低肥力土壤中显著低于在肥沃土壤中p < 0.0001。
在所有蔬菜中，随着干旱强度的增加，肥沃土壤中干旱处理的水分利用效率比贫瘠土壤中干旱处理的变化更剧烈。这种情况的例外是南痂随着干旱强度的增加，肥沃和贫瘠土壤的变化是相似的。
的水分利用效率B.马齿苋科高于动词有蹄动物和南痂在严重干旱的肥沃土壤中，水分利用效率最高，为43.2 g/L ，在低肥力的土壤中，B.马齿苋科控制需水量最高，产量高于其他绿叶蔬菜。
对于β-胡萝卜素的摄入，150克新鲜叶有蹄动物和南痂达到超过200%的维生素A的营养摄入量，不管治疗，而B.马齿苋科150克鲜叶中维生素A的营养摄入量达到100%以上。
硫胺素的浓度B.马齿苋科有蹄动物在低肥力土壤中随干旱显著增加，南痂150克鲜叶只能提供不到6%的维生素B1 。对于抗坏血酸的摄入，B.马齿苋科在肥沃的土壤中，在充分浇水的条件下，150克鲜叶中的营养摄入量达到200%以上。
马齿苋科可以提供超过100%的维生素C的营养摄入量，不管土壤肥力如何，甚至当抗坏血酸浓度因干旱而降低时有蹄动物在严重干旱的低肥力土壤中，150 g鲜叶中抗坏血酸含量达到营养摄入量的170%。南痂在严重干旱条件下，无论土壤肥力如何。
«——【·讨论·】——»
我们的研究表明，就产量和维生素浓度而言，绿叶蔬菜对土壤肥力、干旱胁迫或其组合的反应不同。观察到的δ的增加13c值，即减去负δ13随着灌溉水量的减少，三种绿叶蔬菜的C值通常表示C经历的水分胁迫。
由于低肥力土壤的总肥力较低，在所有灌溉制度下，三种绿叶蔬菜的产量在低肥力土壤中的下降幅度最大。B.马齿苋科在所有三种绿叶蔬菜中，在对照和轻度干旱的土壤处理中具有最高的鲜生物量产量，因此表明其对土壤肥力的敏感性低于其他两种蔬菜。
干旱造成的减产率在2005年较高B.马齿苋科比有蹄动物和南痂，确认B.马齿苋科在三种蔬菜中对水分胁迫的敏感性最高。同样的，芸苔物种，如羽衣甘蓝，对干旱胁迫敏感。在三种绿叶蔬菜中，南痂就鲜生物量产量而言，最易受低土壤肥力的影响。
严重干旱和低土壤肥力相结合，显著增加了小麦叶片中硫胺素的含量B.马齿苋科有蹄动物，而在南痂硫胺素浓度仅在低肥力土壤中增加，而在干旱条件下不增加。
硫胺素浓度的增加可能是由于严重干旱胁迫诱导的氧化胁迫的影响和/或质子根毒性，氧化应激诱导硫胺素的前体。在本试验中，土壤肥力对所研究的绿叶蔬菜叶片中β-胡萝卜素含量没有显著影响。
与文献相比的不同结果可以用实验中的氮肥剂量来解释，在治疗之间高出217%,因此比本试验中33%的差异大得多。由于本研究的土壤材料处于酸性条件下，土壤氮的有效性也可能受到土壤酸度、氮的形式的限制，因此不能完全吸收土壤中存在的。
抗坏血酸浓度随干旱条件的加剧而增加南痂，不考虑土壤肥力有蹄动物在低肥力的土壤中。在干旱期间，苋菜叶中也发现了较高浓度的抗坏血酸，在严重干旱处理期间，抗坏血酸浓度升高了。
不管土壤肥力如何，维生素的绝对量随着产量的降低而减少，尽管所分析的维生素的浓度大多较高。其原因是严重干旱导致总植物生物量的损失。在玉米中的矿物质营养浓度方面观察到类似的干旱反应谷物和木薯，即虽然矿物质的营养浓度因轻度干旱而增加。
但与正常季节相比，只有钙的总矿物质量显著增加。因此，较高的维生素浓度在干旱胁迫下，观察到特别是硫胺素和抗坏血酸的水平有蹄动物和南痂，不能补偿总生物量的损失。众所周知，干旱会影响人类健康，特别是通过降低粮食产量。
通过纳入不同物种，甚至是同一食物种类来增加农业生物多样性，可以提高粮食和营养安全。这项研究表明，绿叶蔬菜对压力的适应不同，同时比其他蔬菜产生更高浓度的一种或两种维生素。
B.马齿苋科例如，不易受低肥力土壤的影响，它更容易受到干旱的影响。因此，为了最大限度地满足所有营养需求，必须将重点放在与智能农业生物多样性和饮食多样性相联系的土壤肥力恢复上，以提高充分吸收营养的可能性，并最大限度地降低营养不良的风险。
«——【·结论·】——»
这项研究中进行的研究涵盖了一个新的研究领域，因为它不仅研究了干旱和土壤肥力对植物产量的影响，而且还观察了由此产生的维生素产量。
试验结果表明，干旱和土壤肥力的变化都会强烈影响植物中维生素的浓度和最终含量。在试验中观察到的不同结果表明了食用各种食物的重要性，特别是当食用来自具有环境应激源的地区的食物时，以满足营养需求。
在高度营养不良的地区，日益严重的干旱事件与日益严重的土壤退化并存，这使得将粮食质量研究纳入农业试验至关重要。这种包含的结果可以用于形成在不同地理区域中最佳种植的植物的推荐，并且可以允许特别是农村地区满足它们的营养需求。
这项研究的结果可以用来得出建议，哪些绿叶蔬菜可以在什么条件下使用，以最大限度地提高维生素产量。
«——【·参考文献·】——»
1.汉森《增加撒哈拉以南非洲地区含有本地蔬菜的食物中微量营养素的可用性》布朗大学，2001年。
2.罗西斯《全球维生素c缺乏状况和患病率：值得关注的原因？》营养科学， 2020年。
3.莱恩《维生素C在哺乳动物铁代谢中的积极作用：不仅仅是增强铁的吸收！》生物医学， 2014年。
4.丁可《重要的非洲本土蔬菜的营养贡献》英国伦敦，2009年。
5.莫约《非洲绿叶蔬菜的健康益处超过营养》食品修订国际杂志， 2020年。
6.阿森西-法巴多《植物中的维生素：发生、生物合成和抗氧化功能》趋势植物科学， 2010年。
