海藻酸肥對草莓生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

范珊珊，陳娟，吳長春，王睿，張新剛，陳小慧，高飛，吳文強

（1北京市耕地建設(shè)保護中心，北京 100010；2農(nóng)業(yè)農(nóng)村部耕地質(zhì)量監(jiān)測保護中心，北京 100125）

0 引言

草莓富含維生素C、蛋白質(zhì)、有機酸等多種多酚類物質(zhì)，及谷氨酸等17種氨基酸[1-3]，營養(yǎng)價值高，抗氧化能力強，且有潤肺生津、健脾和胃、利尿消腫等功效，被譽為“水果皇后”[4-5]。截至2020年，國內(nèi)草莓種植面積約13.16 萬hm2，產(chǎn)量為344.9 萬t，已成為世界草莓生產(chǎn)和消費第一大國。由于草莓根系淺的生長特性，對水肥變化反應(yīng)敏感，要達到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)必須注重水肥應(yīng)用[6]。在長期的生產(chǎn)過程中，農(nóng)戶為了獲得高產(chǎn)和高經(jīng)濟效益，大量投入肥料，導(dǎo)致肥料施用過量，一方面降低草莓品質(zhì)，增加草莓硝酸鹽含量，縮短草莓儲存時間；另一方面，明顯增加了土壤鹽分含量，長期種植會直接導(dǎo)致土壤鹽漬化、土壤板結(jié)，降低土壤質(zhì)量[1,7]，造成一系列問題，從而影響草莓產(chǎn)量和品質(zhì)。

海藻酸是從藻類中提取的一種可食用的多糖類物質(zhì)，含有大量的礦物質(zhì)元素和維生素，及少量不飽和脂肪酸和多種天然植物生長調(diào)節(jié)劑等，能調(diào)節(jié)內(nèi)源激素的平衡[8]，具有抗病毒、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化等優(yōu)點，能夠強化養(yǎng)分吸收，促進植株生長發(fā)育[9-10]，提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)[11-14]等，還能調(diào)節(jié)土壤營養(yǎng)和防治土傳病害[15]，且對環(huán)境友好更安全[16]。與傳統(tǒng)肥料相比，海藻酸在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可單獨施用，也可配合施用，但通常用作肥料的增效劑，配合其他肥料一起施用[17]。國內(nèi)外已有大量研究表明，應(yīng)用海藻肥或海藻酸提取物對作物表現(xiàn)出良好效果。研究結(jié)果顯示，在番茄上施用海藻酸肥可以顯著促進番茄植株生長[18]；在石榴上噴施海藻酸能促進石榴單果重和產(chǎn)量增加[19]；在‘夏黑’葡萄上適量施用海藻酸肥，可通過增加單粒果實的橫縱徑增產(chǎn)15%[20]；在橙子上施海藻提取物可提高橙子果重[21]；同時，均能提高可溶性固形物、維生素C 和總糖含量[19-21]。另外，在草莓上采用根灌與葉面噴施海藻有機肥2 種施肥方式，均能顯著提高草莓可溶性固形物含量，且根灌效果優(yōu)于葉面噴施[22]。

關(guān)于海藻酸肥在提高茄果類蔬菜和果樹產(chǎn)量及品質(zhì)的研究較多，但不同海藻酸肥料類別差異對草莓生長產(chǎn)生的影響報道相對較少[23]。本研究比較不同類型海藻酸肥對草莓的生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為選擇肥料種類、提高產(chǎn)值提供依據(jù)，為施用海藻酸肥進行大面積推廣提供支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年9月—2022年2月在北京市昌平區(qū)興壽鎮(zhèn)桃林村草莓園128 號棚和234 號棚進行。興壽鎮(zhèn)屬于暖溫帶大陸性半濕潤半干旱季風(fēng)氣候，光照充足，晝夜溫差大，年平均日照時數(shù)2684 h，年平均氣溫為11.7℃。128 號和234 號棚供試土壤的耕層土壤(0～20 cm)有機質(zhì)含量35.4、28.7 g/kg，有效磷含量194.4、153.2 mg/kg，速效鉀含量550、500.0 mg/kg，堿解氮含量350.5、292.5 mg/kg，pH 7.22、7.5。

1.2 試驗材料

供試草莓為日本品種‘紅顏’，是‘章姬’與‘幸香’雜交育成的早熟栽培品種，采用育苗移栽方式9月5日定植移栽。供試4種海藻酸肥為藍鉀（固體，品牌為青島瀚普生物科技有限公司，N+P2O5+K2O≥20%，有機質(zhì)≥5%，Zn+B≥0.2%～3.0%，海藻糖醇≥10%）、海藻精（固體，品牌為青島瀚普生物科技有限公司，N+P2O5+K2O≥20%，有機質(zhì)≥5%，Zn+B≥0.2%～3.0%，海藻活性物質(zhì)≥15%）、大藍桶（粘稠液體，品牌為煙臺泓源生物肥料有限公司，N+K2O≥70 g/L，有機質(zhì)≥90 g/L，海藻提取物≥5%）、沃家福（液體，品牌為百事達（印度）有限公司，有機質(zhì)≥120 g/L，F(xiàn)e+Mn+Zn+B≥10～30 g/L，海藻提取物≥120 g/L）。

1.3 試驗設(shè)計

試驗隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)4 個不同海藻酸肥處理T1～T4，分別為每次施60 kg/hm2藍鉀稀釋750 倍、每次施60 kg/hm2海藻精稀釋750倍、每次施1 L/hm2大藍桶稀釋750 倍、每次施1 L/hm2沃家福稀釋750 倍。以清水為對照(CK)處理，各處理設(shè)置3次重復(fù)。

各處理基肥有機肥品種及施用量一致，基肥按照當?shù)剞r(nóng)戶常規(guī)使用情況進行，各處理水溶肥追肥種類、追肥次數(shù)一致，每隔15 d追施1次，其他水肥管理同當?shù)剞r(nóng)戶習(xí)慣。處理T1～T4在草莓定植緩苗至2～3 片真葉展開后進行追施海藻酸肥，全生育期施用，苗期和花期每隔15 d追施1次，果期每隔7～10 d追施1次，其他水肥管理同處理CK。具體施肥方案見表1。

表1 試驗各處理不同時期施肥量分配情況 kg/hm2

試驗于9月5日定植移栽，采用小高畦雙行栽培，株距20 cm，種植密度為124500 株/hm2。11 月15 日為初果期，11 月27 日第1 次采果，以后每間隔1 周采果（氣溫和光照影響草莓成熟度，根據(jù)具體情況而采果），試驗結(jié)果統(tǒng)計到次年2月結(jié)束。

1.4 試驗方法

于草莓定植后初果期，每個小區(qū)選擇連續(xù)的10株，采用卷尺測量植株根部到草莓中心處最高點的距離作為草莓的株高，再取平均值；用直尺測量每顆植株2個葉柄長度（選擇第2或3片展開的功能葉），取平均值為草莓的葉柄長，再取平均值[24]。每個處理按3 個小區(qū)計，每個小區(qū)選擇10株計算單株平均產(chǎn)量。分別在草莓結(jié)果前期和結(jié)果中期各采集數(shù)量相同的10 個果，計算出平均單果質(zhì)量[25]。于12月盛果期從植株上選取成熟度一致的草莓果實10～20個用于草莓鮮果的品質(zhì)測定，包括可溶性固形物含量、維生素C含量、可滴定酸、硝酸鹽含量[26-29]。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

2 個棚相關(guān)指標數(shù)據(jù)取其平均值，采用Microsoft Excel 2010及SPSS軟件進行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析，采用SigmaPlot軟件進行作圖分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對草莓植株生長特性的影響

由圖1 可以看出，施用不同類型海藻酸肥可以促進草莓植株生長。在株高方面，2 個棚均是T2處理植株長得效果最好，分別為23.39、18.17 cm，與CK 處理相比，分別顯著提高32.00%、18.22%。在葉柄長方面，2 個棚也是均以T2處理最長，分別為14.81、14.67 cm，較CK 處理分別提高9.49%、25.71%，其中234 號棚顯著高于T1和T4處理。因此，施用海藻酸肥可以促進草莓植株的株高和葉柄長，但不同肥料對不同指標改善的效果不同，其中T2處理施肥效果較好，一方面T2處理海藻酸活性物質(zhì)含量相對較高，另一方面固體海藻酸肥中含有少量大量營養(yǎng)元素，對植株的生長起到一定的促進作用。

圖1 不同處理對草莓植株生長性狀的影響

2.2 不同處理對草莓產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，2個棚施用海藻酸肥后均可以提高草莓產(chǎn)量，而4 種不同海藻酸肥處理間差異不顯著。與CK 處理相比，分別平均顯著提高14.38%和16.61%。其中，128 號棚T2處理和234 號棚T3處理產(chǎn)量最大，分別達到15286.74、17825.34 kg/hm2，與CK處理相比產(chǎn)量分別顯著提高18.47%、23.36%。單株結(jié)果個數(shù)也分別是128號棚T2處理和234號棚T3處理最多，說明2 個棚均是通過增加單株果個數(shù)提高草莓產(chǎn)量。每個棚產(chǎn)量由高到低排序為128 號棚為T2>T4>T3>T1>CK，234號棚為T3>T2>T4>T1>CK，234號棚除處理T3產(chǎn)量最高，其次是處理T2，產(chǎn)量為17095.86 kg/hm2?？傮w上，施用海藻酸肥具有增產(chǎn)作用，但不同海藻酸肥之間效果不顯著，以T2處理施肥效果較好。

表2 不同處理對草莓產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

2.3 不同處理對草莓果實品質(zhì)的影響

由表3可以看出，果實可溶性固形物含量2個棚均T3處理的最高，分別為12.1%和12.04%。在可滴定酸和糖酸比方面，2 個棚均以T2處理效果最好，且128 號棚海藻酸處理的可滴定酸均小于CK處理。各處理維生素C含量均高于CK處理，但各處理間差異不顯著；128號棚是T1處理含量較高，為52.81 mg/100 g，較CK處理提高31.63%；234 號棚是T2處理的含量較高，為31.96 mg/100 g，較CK 處理提高8.45%。說明海藻酸能提高糖度降低酸度，從而提高草莓糖酸比，并增加維生素C 含量，進而提高果實品質(zhì)。在硝酸鹽方面，除234號棚T2處理外，2個棚均是海藻酸處理的果實硝酸鹽含量低于CK處理，且以T4處理的值最低，硝酸鹽分別為2.61、2.98 mg/kg，比CK 處理分別降低36.31%和25.12%，施用海藻酸肥可以降低果實硝酸鹽含量，從而提高果實品質(zhì)。

表3 不同處理對草莓果實品質(zhì)的影響

3 討論

株高和葉柄長是草莓生長性狀的重要指標，是草莓取得優(yōu)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的重要支撐[30]。本研究表明，海藻酸肥可以不同程度促進草莓植株的生長。與CK處理相比，施用海藻酸肥后草莓植株生長指標增加，這與于會麗等[31]、石其偉等[32]和涂海華等[20]的研究結(jié)果一致。這是因為海藻酸肥中提取的天然細胞分裂素、生長素、赤霉素可迅速促進植物生長，尤其是藻類中的內(nèi)源激素及海藻多糖等生物活性物質(zhì)，對植株的生長、發(fā)育具有明顯效果[33]，同時，海藻酸被吸收后可促進植株營養(yǎng)吸收，增加草莓生物量。本試驗中4 種不同海藻酸肥相比，處理T2效果較好，因為藍鉀海藻酸肥中海藻酸提取物含量相對較高。

本試驗條件下，施用海藻酸肥能夠提高草莓產(chǎn)量，這與前人研究結(jié)果一致，郭榮等[34]研究表明，海藻酸可以提高火龍果產(chǎn)量；于會麗等[30,35]研究發(fā)現(xiàn)，海藻酸可以顯著提高葡萄和梨產(chǎn)量。因為海藻酸通過改善土壤根際微生物環(huán)境來促進植株生長發(fā)育和果實膨大，通過滲透作用減輕鹽度對作物的影響，進而提高果實產(chǎn)量[36-37]，同時海藻酸肥中的甜菜堿提高了植物葉綠素含量，增強了光合作用，提高了作物的生產(chǎn)力，從而提高了作物的產(chǎn)量[38-39]。但不同之處在于，前人結(jié)果顯示海藻酸肥通過提高作物單果重來增加產(chǎn)量，本研究結(jié)果顯示海藻酸肥通過提高果個數(shù)增加產(chǎn)量。這可能是因為不同海藻酸肥增產(chǎn)效果不同，海藻加工工藝是決定海藻提取物活性的關(guān)鍵因素，不同的加工工藝獲得的提取物活性、含量、穩(wěn)定性和作用功效也不同，同一種提取方法，不同的條件，如溫度、壓力的改變會影響海藻提取物的種類和活性；并且不同棚的微氣候條件和土壤養(yǎng)分的差異等因素也會對作物產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成產(chǎn)生一定影響。

施用海藻酸肥可以不同程度提高草莓果實品質(zhì)。糖酸比是衡量果實口感和風(fēng)味的綜合指標，風(fēng)味較甜的果實糖含量不一定很高，但是酸的含量會很低[19,34]。本研究結(jié)果表明，施用不同海藻酸肥料可以不同程度提高草莓可溶性固形物和降低可滴定酸含量，提高糖酸比。這與KAMEL[21]在橙子、趙建鋒等[33]在草莓、郭榮等[34]在火龍果、林梅等[40]在甜櫻桃上的研究結(jié)果一致，這是因為海藻酸肥中的海藻寡糖、活性肽、氨基酸等成分可提高根系活性和吸收能力，增加草莓對有機物的積累，進而增加果實可溶性糖含量[31]；或者海藻酸刺激植物加強光合作用，使同化物質(zhì)大部分留在果實內(nèi)，從而提高了果實品質(zhì)[41]。維生素C 含量是果實中所特有的，與果實成熟度有關(guān)，果實越成熟含量越高，所以是衡量果實品質(zhì)的重要指標之一，本研究中，施用海藻酸肥后均能不同程度提高草莓果實維生素C 含量，與CK 處理相比，最高可提高31.63%，這與前人施用海藻酸能提高作物維生素C 含量研究結(jié)果一致[21,34,41]，這是因為海藻中存在的氨基酸和酶的綜合效應(yīng)促進了維生素C含量的增加[42]。通過施用有機肥可以降低果實內(nèi)的硝酸鹽含量，而海藻酸肥是一種純天然無污染的有機肥，因此施用海藻酸可以減低果實亞硝酸鹽含量[43]。

4 結(jié)論

與常規(guī)施肥相比，施用海藻酸肥可促進草莓植株株高和葉柄長，增加草莓果個數(shù)和產(chǎn)量，同時，提高果實可溶性固形物含量、糖酸比和維生素C 含量，降低還原性糖和硝酸鹽含量，從而提高果實品質(zhì)。在本試驗條件下，綜合2 個棚的試驗情況，以海藻精海藻酸肥處理綜合效果較優(yōu)。如果在農(nóng)戶生產(chǎn)上進一步推廣應(yīng)用，尤其與其他水溶肥配合施用時，應(yīng)注意調(diào)控用量，以免產(chǎn)生鹽害現(xiàn)象，并且需要對施肥方式和施肥用量，以及海藻酸肥對草莓的作用機理做進一步研究。