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”。

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。

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）。

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）。

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）。