不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣抗逆性的影響

張美玲，劉 爽，王姍姍，崔 賽，葛振宇，王春男，田英豪，程?hào)|娟，王建霄*

（1.河北工程大學(xué)，河北 邯鄲 056038；2.河北省農(nóng)業(yè)生物技術(shù)創(chuàng)新中心，河北 秦皇島 066004；3.河北省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳植物營(yíng)養(yǎng)與海洋功能肥料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 秦皇島 066004；4.河北省企業(yè)技術(shù)中心，河北 秦皇島 066004；5.領(lǐng)先生物農(nóng)業(yè)股份有限公司，河北 秦皇島 066004；6.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100083）

葉用萵苣（L.），俗稱生菜，為菊科萵苣屬萵苣種1～2年生草本植物，原產(chǎn)于地中海沿岸，是世界上最重要的葉菜之一。因其口感好、熱量低，受到眾多消費(fèi)者的喜愛，因此種植面積逐年增加。葉用萵苣喜冷涼環(huán)境，一年四季均可栽培，生產(chǎn)過(guò)程中多采用育苗移栽的栽培方法，但常會(huì)受到高溫、鹽漬、干旱等脅迫而降低產(chǎn)量以及品質(zhì)，因此提高葉用萵苣的抗逆性迫在眉睫。

海藻肥是用天然海藻再配上一定量的氮、磷、鉀以及微量元素加工而成的一種肥料，含有海藻所特有的海藻酸鈉、礦物質(zhì)、氨基酸和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)。段永華等研究表明，施用海藻肥有利于作物根系的生長(zhǎng)，增大莖稈維管束細(xì)胞，加快水分、養(yǎng)分與光合有機(jī)產(chǎn)物的運(yùn)輸，同時(shí)具有延緩?fù)寥利}漬化等作用。添加3/8倍霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液＋1 000倍液海藻肥和1/4倍霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液＋1 000倍液海藻肥能夠顯著提高葉用萵苣可溶性糖含量和光合色素含量。殷穎等研究表明，1 200和1 600倍液海藻肥有利于紫油菜生長(zhǎng)，且葉綠素以及VC含量較高。Yusuf等研究表明，海藻提取物可促進(jìn)辣椒對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，每盆100 mL海藻提取物有利于辣椒生長(zhǎng)，在芥菜上也有同樣效果。馬德源等研究表明，與傳統(tǒng)肥料相比，海藻肥具有安全無(wú)毒、全面高效、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)。為了減少傳統(tǒng)肥料對(duì)環(huán)境造成的污染，提高葉用萵苣的抗逆性，本研究通過(guò)盆栽試驗(yàn)探究海藻肥對(duì)葉用萵苣抗逆性的影響，以期為海藻肥在葉用萵苣生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)以意大利生菜“綠珊”為材料。供試肥料有“沖動(dòng)”海藻腐植酸平衡營(yíng)養(yǎng)液（市場(chǎng)購(gòu)買）：無(wú)機(jī)鹽含量約56.9%，總糖含量約50.6%，酸性多糖含量約50%，酚類化合物含量0.7%；桂湖復(fù)合肥（15-15-15），由眉山市新都化工復(fù)合肥有限公司生產(chǎn)，硫含量大于10%，總養(yǎng)分大于45%。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2021年4—8月在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)曲周試驗(yàn)站日光培養(yǎng)室進(jìn)行。設(shè)置7個(gè)施肥處理，具體見表1。4月初將未施肥的土壤晾曬、過(guò)篩、裝盆，每盆施入桂湖復(fù)合肥3 g。4月中旬在溫室內(nèi)采用穴盤育苗，待苗長(zhǎng)到一定大小時(shí)移栽到花盆中，每盆1株，每個(gè)處理3盆，重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。緩苗1周后，沖施1次海藻肥。

表1 不同試驗(yàn)處理肥料用量設(shè)計(jì)

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

在定植后10、20、30 d分別進(jìn)行取樣，每次每處理隨機(jī)選取3株測(cè)定株高、地上部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量、抗氧化系統(tǒng)（超氧化物歧化酶SOD活性、維生素C含量）、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（脯氨酸、可溶性糖含量）、丙二醛（MDA）、葉綠素以及氮、磷、鉀含量。

用直尺測(cè)量株高，用電子天平稱量地上部鮮質(zhì)量，然后將植株置于105 ℃殺青2 h后在75 ℃下烘干至恒重，稱量干質(zhì)量。維生素C含量采用比色法測(cè)定；SOD含量采用氮藍(lán)四唑法測(cè)定；脯氨酸含量采用茚三酮比色法測(cè)定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定；MDA含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定；葉綠素含量采用分光光度法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用WPS 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和圖表繪制，采用SPSS 20進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣生長(zhǎng)的影響

添加不同濃度的海藻肥對(duì)葉用萵苣生長(zhǎng)均具有促進(jìn)作用。T—T處理葉用萵苣的株高、地上部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量均高于CK（圖1—3）。株高在定植后10、20 d均以T處理最高，定植后30 d以T處理最高；T處理在定植后10、20、30 d分別比CK極顯著提高14.24%、22.42%、17.21%；T處理在定植后10 d比CK顯著提高11.02%，定植后20、30 d分別比CK極顯著提高21.83%、17.44%（圖1）。地上部鮮質(zhì)量在定植后10、20 d以T處理最大，在定植后10 d比CK增加11.88%，定植后20 d顯著增加19.90%；定植后30 d以T處理最大，較CK顯著增加12.71%（圖2）。地上部干質(zhì)量在定植后10、20、30 d均以T處理最大，分別比CK顯著提高29.18%、22.02%和22.02%（圖3）。

圖1 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣株高的影響

圖2 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣地上部鮮質(zhì)量的影響

圖3 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣地上部干質(zhì)量的影響

2.2 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣抗氧化物質(zhì)的影響

SOD可以清除對(duì)機(jī)體有害的超氧陰離子自由基，維持機(jī)體內(nèi)代謝平衡。維生素C可以清除體內(nèi)的活性氧基團(tuán)及一些自由基，以保護(hù)細(xì)胞免遭氧化損害。添加不同濃度海藻肥提高了葉用萵苣抗氧化物質(zhì)的含量，T—T處理葉用萵苣的SOD、維生素C含量均高于CK，且均以T處理最高，其中SOD含量在定植后10、20、30 d分別比CK極顯著高出18.49%、36.96%、52.69%（圖4），維生素C含量分別比CK極顯著高出28.27%、46.55%、40.22%（圖5）。由此說(shuō)明T處理對(duì)提高抗氧化物質(zhì)含量有明顯作用。

圖4 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣SOD含量的影響

圖5 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣維生素C含量的影響

2.3 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

脯氨酸是一種相容性滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在脅迫條件下不僅是植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑還是大分子物質(zhì)的保護(hù)劑?？扇苄蕴悄軌蛱岣呒?xì)胞液的濃度，降低其滲透勢(shì)。不同濃度海藻肥處理的葉用萵苣脯氨酸、可溶性糖含量比CK均有所升高，且均以T處理最高，其中脯氨酸含量在定植后10、20、30 d分別比CK極顯著高出48.58%、56.25%、47.62%（圖6），可溶性糖含量分別極顯著高出32.06%、50.64%、34.30%（圖7）。由此說(shuō)明T處理對(duì)葉用萵苣的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)有顯著影響。

圖6 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣脯氨酸含量的影響

圖7 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣可溶性糖含量的影響

2.4 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣MDA含量的影響

MDA含量一般作為考查細(xì)胞受脅迫程度的指標(biāo)之一。T—T處理的葉用萵苣MDA含量均顯著低于CK，T處理在定植后10、20、30 d分別比CK極顯著降低18.18%、43.32%、74.6%，其中在定植后10、30 d均達(dá)到最低（圖8）。說(shuō)明適宜濃度的海藻肥對(duì)葉用萵苣丙二醛含量有顯著降低作用。

圖8 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣MDA含量的影響

2.5 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣葉綠素含量的影響

葉片光合色素含量與植物光能吸收和轉(zhuǎn)化相關(guān)，直接影響著葉片光合產(chǎn)物的積累。不同濃度海藻肥處理的葉用萵苣葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a＋b的含量均有所提高，其中葉綠素a平均含量在定植后10、20、30 d比CK分別提高37.65%～56.20%、19.15%～39.20%、17.65%～33.30%（圖9），葉綠素b平均含量分別提高13.64%～20.83%、3.85%～19.35%、3.70%～27.80%（圖10），葉綠素a＋b的平均含量分別提高33.3%～50.00%、16.53%～35.26%、23.48%～37.27%（圖11）。7個(gè)處理中葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a＋b含量均以T最高，表明適宜濃度海藻肥有利于葉用萵苣葉片葉綠素的合成。

圖9 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣葉綠素a含量的影響

圖10 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣葉綠素b含量的影響

圖11 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣葉綠素a+b含量的影響

2.6 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣養(yǎng)分含量的影響

在定植后10、20、30 d，T—T處理的葉用萵苣全氮、全磷、全鉀含量均較CK提高，且始終以T處理最高。全氮含量在定植后10、20 d各處理間均無(wú)顯著差異，在定植后30 d T—T處理均較CK極顯著提高，其中T提高了28.7%（圖12）；全鉀含量在定植后10、20 d各處理間均無(wú)顯著差異，在定植后30 d T較CK顯著提高15.8%（圖13）；全磷含量在試驗(yàn)期間無(wú)顯著變化（圖14）。由此得出，添加海藻肥對(duì)葉用萵苣全氮、全磷的積累具有影響，T處理養(yǎng)分吸收效果最好。

圖12 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣全氮含量的影響

圖13 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣全鉀含量的影響

圖14 不同濃度海藻肥對(duì)葉用萵苣全磷含量的影響

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

海藻肥能夠促進(jìn)作物的生長(zhǎng)，但適宜濃度的海藻肥才能發(fā)揮促增長(zhǎng)的作用。本研究發(fā)現(xiàn)，6種濃度的海藻肥均能增加葉用萵苣的株高、地上部鮮質(zhì)量等，T（噴施1.50 g/L海藻肥）處理地上部干質(zhì)量始終最大；而株高和地上部鮮質(zhì)量在定植后10 d和20 d；達(dá)到最大，30 d時(shí)T（噴施2.00 g/L海藻肥）達(dá)到最大。這與宋修超等用不同濃度海藻肥澆灌菜椒幼苗的結(jié)果相似。原因是適宜濃度的海藻肥可以促進(jìn)植物莖部維管束細(xì)胞的增長(zhǎng)，增加養(yǎng)分運(yùn)輸能力，進(jìn)而促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。

海藻肥能夠提高葉用萵苣抗氧化物質(zhì)的含量。顏佳雯等研究表明，海藻肥對(duì)食用菌子實(shí)體內(nèi)多種酶都有促進(jìn)作用。本研究中噴施2.00 g/L海藻肥可以顯著提高葉用萵苣抗氧化物質(zhì)的活性，這與崔丹丹等用海藻肥處理菜心的研究結(jié)果也一致。

當(dāng)海藻肥濃度為2.00 g/L時(shí)，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量較CK顯著提高，表明適宜濃度的海藻肥可提高葉用萵苣滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量，這與管宇翔等、耿銀銀的研究結(jié)果相似。

當(dāng)海藻肥濃度為2.00 g/L時(shí)，葉用萵苣中的丙二醛含量最低，可在一定程度上減少細(xì)胞受到的脅迫。楊錦等在研究海藻功能物質(zhì)對(duì)菜心抗旱脅迫的影響中表明，海藻肥處理能夠抑制丙二醛的產(chǎn)生，但差異不顯著，而添加外源海藻酸后能夠顯著抑制丙二醛產(chǎn)生，并以1倍的添加量為最佳，這與本研究結(jié)果一致。

海藻肥中擁有豐富的甜菜堿，可以促進(jìn)植物的光合作用。本研究中6個(gè)添加海藻肥處理均能提高葉用萵苣中葉綠素a、葉綠素b和葉綠素a＋b的含量，其中噴施1.50 g/L海藻肥的增長(zhǎng)效果最顯著。在番茄幼苗上噴施海藻肥，葉綠素含量比NaCl脅迫處理明顯提高；在小麥葉面噴施海藻有機(jī)生物肥也同樣有利于葉綠素的合成和分解，這與本研究結(jié)果相似。因此，適宜濃度的海藻肥能夠促進(jìn)葉綠素的合成。

礦質(zhì)元素是植物生長(zhǎng)所必須的營(yíng)養(yǎng)元素，隨著施肥濃度的增加，葉用萵苣中的全氮、全磷、全鉀含量也在增加，當(dāng)海藻肥濃度為2.00 g/L時(shí)，全氮、全磷、全鉀的含量比CK顯著增加。這與車琴琴等在蘋果上施加5 g/L海藻肥時(shí)氮、磷、鉀含量分別比CK增加2.24%、2.70%、10.40%，當(dāng)海藻肥施用量為10 g/L時(shí)，氮、磷、鉀含量分別增加8.52%、21.62%、15.20%的結(jié)果相似。說(shuō)明施用適宜濃度的海藻肥可以增加葉用萵苣中的礦質(zhì)元素含量。

3.2 結(jié)論

在噴施不同濃度海藻肥的條件下，葉用萵苣的株高較對(duì)照增加。葉用萵苣的地上部干質(zhì)量從T到T處理呈上升的趨勢(shì)，從T到T處理呈下降的趨勢(shì)。葉用萵苣葉片中的抗氧化系統(tǒng)（SOD、維生素C）被激活，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（可溶性糖和脯氨酸）含量從T到T處理呈上升的趨勢(shì)，從T到T處理呈下降的趨勢(shì)，以T處理最高，但MDA含量以T處理最低。由此得出，施用適宜濃度的海藻肥能夠提高葉用萵苣的抗逆性，以噴施1.50 g/L和2.00 g/L海藻肥效果較好。