不同濃度海藻肥對(duì)小麥苗期生長的影響

崔賽，劉爽，張美玲，王珊珊，葛振宇，王春男，程?hào)|娟，王建霄

（1.河北工程大學(xué)園林與生態(tài)工程學(xué)院，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）

海藻作為海藻肥主要原料，對(duì)植物的生長有著至關(guān)重要的作用［1-3］。海藻產(chǎn)量高，采撈的成本低，常被當(dāng)作一種天然的有機(jī)肥應(yīng)用于花卉、蔬菜、果木及草坪中［4］。海藻肥中不僅含有氨基酸、維生素C（VC）、多糖、各種礦物質(zhì)等元素，還有很多植物所需要的生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，如細(xì)胞分裂素、甜菜堿、細(xì)胞分裂素等［5］。海藻肥具有安全無毒、全面高效、保護(hù)環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)［6］。海藻肥具有增產(chǎn)、優(yōu)化作物產(chǎn)品品質(zhì)、提高作物抗逆性的能力［7］，同時(shí)海藻肥可以促使種子萌發(fā)，增加植物體內(nèi)葉綠素的含量，提高光合效率［8，9］。

作物抗逆性相關(guān)指標(biāo)有超氧化物歧化酶（SOD）、VC、脯氨酸和可溶性糖等。其中，SOD 能清除生物體在新陳代謝過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)［10］。VC 又稱抗壞血酸，有很強(qiáng)的還原性，具有合成蛋白質(zhì)、提高生命體免疫等作用［11］。脯氨酸可以維持細(xì)胞內(nèi)的pH，解除作物在生長過程中產(chǎn)生的氨毒，使生物大分子結(jié)構(gòu)得以穩(wěn)定，并且可以作為能量庫用來調(diào)節(jié)細(xì)胞的氧化還原勢(shì)［12］。可溶性糖在植物體內(nèi)可以充當(dāng)能量儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移的介質(zhì)，還可作為結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能分子，如糖蛋白的配基，也是植物應(yīng)對(duì)逆境脅迫的信號(hào)分子［13，14］。

小麥（Triticum aestivumL.）作為世界上種植面積大的農(nóng)作物之一，用途廣且營養(yǎng)價(jià)值高［10］，是中國的主要農(nóng)作物之一，市場(chǎng)需求量大，種植面積廣，給中國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展都帶來了巨大的促進(jìn)作用［12］。作物種植過程中，農(nóng)戶過分依賴化肥和農(nóng)藥等來增產(chǎn)增效，造成農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥、化肥的殘留超標(biāo)，不僅危害農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，還污染了土壤，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分大量囤積，造成土壤次生鹽漬化，引起小麥生產(chǎn)障礙。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，前人對(duì)海藻肥在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用已有研究，但由于試驗(yàn)條件、環(huán)境、對(duì)象、肥料及栽培方式的不同，海藻肥作為肥料對(duì)小麥生長的影響沒有準(zhǔn)確的用量數(shù)據(jù)支撐［13］。小麥幼苗時(shí)期是由營養(yǎng)生長向生殖生長過渡的一個(gè)重要時(shí)期，對(duì)小麥的生長發(fā)育起至關(guān)重要的作用，直接影響小麥的成苗率以及最終產(chǎn)量［14］。本研究以小麥幼苗作為試驗(yàn)材料，研究海藻肥對(duì)小麥苗期植株形態(tài)和各抗逆性相關(guān)生理指標(biāo)的影響，以期為小麥的種植和栽培管理提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗(yàn)于2021 年4—8 月在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)曲周實(shí)驗(yàn)站日光溫室內(nèi)進(jìn)行。小麥品種為中麥578 幼苗；海藻肥為沖動(dòng)海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液（領(lǐng)先生物農(nóng)業(yè)股份有限公司），富含海藻酸、腐植酸、黃腐酸、氨基酸等植物活性物質(zhì)，其中腐植酸≥30 g/L，N+P2O5+K2O≥200 g/L（N≥50 g/L，P2O5≥60 g/L，K2O≥90 g/L）；桂湖復(fù)合肥，N、P2O5、K2O 含量均為15%，硫含量大于10%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選用未施肥的土壤，晾曬、過篩，施用桂湖復(fù)合肥，與土壤混合均勻。種子采用穴盤育苗，待長到出苗期時(shí)移栽到花盆中。海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液的濃度設(shè)7 個(gè)處理，分別為0（CK）、1.00 g/L（T1）、1.25 g/L（T2）、1.50 g/L（T3）、2.00 g/L（T4）、2.50 g/L（T5）、3.00 g/L（T6）。緩苗1 周后，沖施海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液，在處理后10、20、30 d 進(jìn)行取樣，3 次重復(fù)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1）形態(tài)指標(biāo)的測(cè)定。株高用直尺測(cè)量；莖粗（莖直徑）用游標(biāo)卡尺（型號(hào)：MNT-150）測(cè)量；地上部鮮重用電子天平稱量；地上部干重測(cè)定方法參照文獻(xiàn)［15］。

2）葉片生理指標(biāo)和養(yǎng)分含量的測(cè)定。VC 含量的測(cè)定方法參考Tanaka等［16］的方法；SOD 活性的測(cè)定方法參考Dhindsa等［17］的方法；脯氨酸含量的測(cè)定參考Bates等［18］的方法；可溶性糖含量的測(cè)定參考Creelman等［19］的方法；丙二醛（MDA）含量的測(cè)定參考Peever等［20］的方法；葉綠素含量的測(cè)定參考Lichtenthaler［21］的方法。氮、磷、鉀含量（全養(yǎng)分含量）由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)曲周實(shí)驗(yàn)站實(shí)驗(yàn)室測(cè)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan’s 法進(jìn)行差異性多重比較，并結(jié)合WPS 2019軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、計(jì)算和繪制圖表等。

2 結(jié)果與分析

2.1 海藻肥對(duì)小麥苗期株高的影響

由圖1 可知，各濃度海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液對(duì)小麥苗期生長均有促進(jìn)作用。隨著海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度的增加，小麥株高呈先上升后下降的趨勢(shì)，在濃度為1.50 g/L 時(shí)達(dá)最高，在20 d 和30 d 時(shí)分別比對(duì)照高14.90%和14.91%，差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。

圖1 海藻肥對(duì)小麥苗期株高的影響

2.2 海藻肥對(duì)小麥苗期莖粗的影響

由圖2 可知，各濃度海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液對(duì)小麥苗期莖粗均有增長的作用。隨著海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度的增加，小麥的莖粗呈先上升后下降的趨勢(shì)，在濃度為2.00 g/L 達(dá)最大值，在10、20、30 d時(shí)分別比對(duì)照高24.65%、21.50%和26.35%，且在10、30 d 時(shí)差異達(dá)顯著水平（P＜0.05）。

圖2 海藻肥對(duì)小麥苗期莖粗的影響

2.3 海藻肥對(duì)小麥苗期地上部鮮重和干重的影響

由圖3 可知，各濃度海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液對(duì)小麥苗期地上部鮮重均有增長的作用，但作用較小。隨著海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度的增加，小麥的地上部鮮重呈先上升后下降的趨勢(shì)，在施肥濃度為2.00 g/L 達(dá)最大值，在10、20、30 d 時(shí)分別比對(duì)照高15.58%、13.68%和19.75%，在30 d 時(shí)差異差異達(dá)顯著水平（P＜0.05）。

圖3 海藻肥對(duì)小麥苗期地上部鮮重的影響

由圖4 可知，各濃度海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液對(duì)小麥苗期地上部干重影響較小，且隨著海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度的增加小麥的地上部干重呈先上升后下降的趨勢(shì)，除T2 處理在10 d 時(shí)顯著高于對(duì)照（P＜0.05），其他時(shí)間點(diǎn)下各處理間差異均不顯著。

2.4 海藻肥對(duì)小麥苗期SOD 活性的影響

由圖5 可知，不同濃度海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液均有促進(jìn)小麥SOD 活性增加的作用。隨著海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度的增加，SOD 含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，在濃度為2.00 g/L 時(shí)達(dá)最大值，10、20、30 d 時(shí)分別比對(duì)照高72.34%、149.86%和171.58%，差異均達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。

2.5 海藻肥對(duì)小麥苗期VC 含量的影響

由圖6 可知，不同濃度海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液均有促進(jìn)小麥VC 含量增加的作用。隨著海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度的增加，VC 含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，在施用濃度為2.00 g/L 時(shí)達(dá)最大值，10、20、30 d 時(shí)分別比對(duì)照高74.66%、122.34%和119.74%，差異均達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。

圖6 海藻肥對(duì)小麥苗期VC 含量的影響

2.6 海藻肥對(duì)小麥苗期脯氨酸含量的影響

由圖7 可知，不同濃度海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液均有促進(jìn)小麥脯氨酸含量增加的作用。隨著海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度的增加，脯氨酸含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，在施用濃度為2.00 g/L 時(shí)達(dá)最大值，10、20、30 d 時(shí)分別比對(duì)照高21.07%、39.30%和43.80%，差異均達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。

圖7 海藻肥對(duì)小麥苗期脯氨酸含量的影響

2.7 海藻肥對(duì)小麥苗期可溶性糖含量的影響

由圖8 可知，不同濃度海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液均有促進(jìn)小麥可溶性糖含量增加的作用。隨著海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度的增加，可溶性糖含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，在施用濃度為2.00 g/L 時(shí)達(dá)最大值，10、20、30 d 時(shí)分別 比對(duì)照提高41.89%、95.68%、101.03%，差異均達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。

圖8 海藻肥對(duì)小麥苗期可溶性糖含量的影響

2.8 海藻肥對(duì)小麥苗期丙二醛含量的影響

由圖9 可知，不同濃度海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液均有抑制小麥丙二醛含量的作用。隨著海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度和處理時(shí)間的增加，小麥丙二醛含量呈下降趨勢(shì)，在施用濃度為3.00 g/L 時(shí)丙二醛的含量最少。

圖9 海藻肥對(duì)小麥苗期丙二醛含量的影響

2.9 海藻肥對(duì)小麥葉綠素含量的影響

由圖10 可知，隨著海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度的增加，葉綠素含量呈先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)小麥生長10 d 和30 d時(shí)，海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度為2.00 g/L 處理的葉綠素a 含量最高，分別比對(duì)照高118.65%和19.09%，差異均達(dá)極顯著水平（P＜0.01）；當(dāng)小麥生長20 d時(shí)，海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度為1.5 g/L 處理的葉綠素a 含量最高，比對(duì)照高35.96%，差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。

由圖11 可知，隨著海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度的增加，葉綠素b 含量呈先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)小麥生長10、20 d時(shí)，海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度為2.50 g/L 處理的葉綠素b 含量最高，分別比對(duì)照高111.14%和89.30%，差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01）；當(dāng)小麥生長30 d時(shí)，海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度為2.00、2.50、3.00 g/L 處理的葉綠素b 含量最高，均比對(duì)照高89.02%，差異均達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。

圖11 海藻肥對(duì)小麥苗期葉綠素b 含量的影響

由圖12 可知，隨著海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度的增加，葉綠素a+b 含量呈先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)小麥生長10 d時(shí)，海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度為2.00 g/L 處理的葉綠素a+b 含量比對(duì)照高114.87%，差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01）；當(dāng)小麥生長20 d時(shí)，海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度為1.50、2.00 g/L 處理的葉綠素a+b 含量分別比對(duì)照高47.61%、47.63%，差異均達(dá)極顯著水平（P＜0.01）；30 d時(shí)，海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度為2.00、2.50、3.00 g/L 處理的葉綠素a+b 含量分別比對(duì)照高32.69%、31.47%和25.95%，差異均達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。

圖12 海藻肥對(duì)小麥苗期葉綠素a+b 含量的影響

2.10 海藻肥對(duì)小麥苗期氮、磷、鉀含量的影響

由圖13 可知，添加海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液對(duì)小麥體內(nèi)氮、磷、鉀含量的積累均有促進(jìn)。隨著海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度的增加，小麥植株氮、磷、鉀含量的積累先增加后減少，在海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度為2.00 g/L 處理時(shí)小麥植株氮、磷、鉀含量都達(dá)最大值，與對(duì)照相比，分別增加了22.4%、29.67%和48.28%，差異均達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。

圖13 海藻肥對(duì)小麥苗期氮、磷、鉀含量的影響

3 討論

3.1 海藻肥對(duì)小麥苗期生長的影響

海藻肥處理可促進(jìn)小麥幼苗生長，通過觀察小麥株高、葉長、莖長、分枝數(shù)、地上生物量和總生物量，適宜濃度的海藻肥可以使植物莖部維管束細(xì)胞長度增加，進(jìn)而增強(qiáng)植物運(yùn)輸養(yǎng)分的活力，促使植物可以更多地運(yùn)輸水分、光合產(chǎn)物和無機(jī)養(yǎng)分以滿足對(duì)自身成長的需要，但濃度不宜過高［1，9，22-26］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，適宜濃度的海藻肥對(duì)小麥幼苗植株生長有促進(jìn)作用。

3.2 海藻肥與小麥抗氧化物質(zhì)活性的關(guān)系

海藻肥的施入使得作物葉片中的抗氧化系統(tǒng)被激活，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量增加，過氧化產(chǎn)物低于其他處理。這些反應(yīng)可能賦予了小麥的抗性。海藻肥能夠提高小麥抗氧化物質(zhì)的活性，顏佳雯等［27］的研究表明，添加海藻肥對(duì)多種酶有促進(jìn)作用，表明適量的海藻肥對(duì)小麥幼苗抗氧化物質(zhì)活性有積極影響。海藻肥會(huì)加快小麥細(xì)胞分化的速度，使其長勢(shì)優(yōu)良促使形態(tài)特征變化。本試驗(yàn)與前人研究成果一致。

隨著施加海藻肥濃度的增加，小麥植株MDA 含量逐漸下降，說明小麥細(xì)胞膜損害降低，從而減少細(xì)胞受到的脅迫。楊錦等［28］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。但添加外源海藻酸后，能夠顯著抑制丙二醛產(chǎn)生，并以1 倍的添加量為最佳，與本試驗(yàn)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。在小麥葉面噴施海藻有機(jī)生物肥同樣有利于葉綠素的合成和分解［29］，與本試驗(yàn)結(jié)果一致。因此，適宜濃度的海藻肥能夠促進(jìn)葉綠素的合成。

3.3 海藻肥與小麥氮、磷、鉀含量的關(guān)系

礦質(zhì)元素是植物生長所必需的營養(yǎng)元素，車琴琴等［30］的研究表明，適宜濃度的海藻肥施用量可以增加小麥苗期植株的氮、磷、鉀含量，與本試驗(yàn)結(jié)果一致。

4 小結(jié)

用不同濃度的海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液處理小麥幼苗可以顯著提高小麥植株的長勢(shì)，并且通過調(diào)查與植株長勢(shì)相關(guān)的各項(xiàng)指標(biāo)后發(fā)現(xiàn)，用海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液濃度為2.00 g/L 處理的小麥植株長勢(shì)最為旺盛。綜上，施用2.00 g/L 的海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液可顯著增加小麥的生長量，激活抗氧化系統(tǒng)，為培育壯苗打好基礎(chǔ)。