不同濃度海藻肥對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，程東娟，王建霄

（1.河北工程大學園林與生態工程學院，河北 邯鄲 056038；2.河北省農業生物技術創新中心，河北 秦皇島 066004；3.河北省農業農村廳植物營養與海洋功能肥料重點實驗室，河北 秦皇島 066004；4.河北省企業技術中心，河北 秦皇島 066004；5.領先生物農業股份有限公司，河北 秦皇島 066004）

海藻作為海藻肥主要原料，對植物的生長有著至關重要的作用［1-3］。海藻產量高，采撈的成本低，常被當作一種天然的有機肥應用于花卉、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、各種礦物質等元素，還有很多植物所需要的生長調節物質，如細胞分裂素、甜菜堿、細胞分裂素等［5］。海藻肥具有安全無毒、全面高效、保護環境的優點［6］。海藻肥具有增產、優化作物產品品質、提高作物抗逆性的能力［7］，同時海藻肥可以促使種子萌發，增加植物體內葉綠素的含量，提高光合效率［8，9］。

作物抗逆性相關指標有超氧化物歧化酶（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生的有害物質［10］。VC 又稱抗壞血酸，有很強的還原性，具有合成蛋白質、提高生命體免疫等作用［11］。脯氨酸可以維持細胞內的pH，解除作物在生長過程中產生的氨毒，使生物大分子結構得以穩定，并且可以作為能量庫用來調節細胞的氧化還原勢［12］。可溶性糖在植物體內可以充當能量儲存、轉移的介質，還可作為結構物質和功能分子，如糖蛋白的配基，也是植物應對逆境脅迫的信號分子［13，14］。

小麥（Triticum aestivumL.）作為世界上種植面積大的農作物之一，用途廣且營養價值高［10］，是中國的主要農作物之一，市場需求量大，種植面積廣，給中國的農業生產以及社會經濟發展都帶來了巨大的促進作用［12］。作物種植過程中，農戶過分依賴化肥和農藥等來增產增效，造成農產品農藥、化肥的殘留超標，不僅危害農產品質量，還污染了土壤，導致土壤養分大量囤積，造成土壤次生鹽漬化，引起小麥生產障礙。在現代農業發展過程中，前人對海藻肥在實際生產中的應用已有研究，但由于試驗條件、環境、對象、肥料及栽培方式的不同，海藻肥作為肥料對小麥生長的影響沒有準確的用量數據支撐［13］。小麥幼苗時期是由營養生長向生殖生長過渡的一個重要時期，對小麥的生長發育起至關重要的作用，直接影響小麥的成苗率以及最終產量［14］。本研究以小麥幼苗作為試驗材料，研究海藻肥對小麥苗期植株形態和各抗逆性相關生理指標的影響，以期為小麥的種植和栽培管理提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗于2021 年4—8 月在中國農業大學曲周實驗站日光溫室內進行。小麥品種為中麥578 幼苗；海藻肥為沖動海藻腐殖酸平衡營養液（領先生物農業股份有限公司），富含海藻酸、腐植酸、黃腐酸、氨基酸等植物活性物質，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）；桂湖復合肥，N、P2O5、K2O 含量均為15%，硫含量大于10%。

1.2 試驗設計

選用未施肥的土壤，晾曬、過篩，施用桂湖復合肥，與土壤混合均勻。種子采用穴盤育苗，待長到出苗期時移栽到花盆中。海藻腐殖酸平衡營養液的濃度設7 個處理，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液，在處理后10、20、30 d 進行取樣，3 次重復。

1.3 測定指標及方法

1）形態指標的測定。株高用直尺測量；莖粗（莖直徑）用游標卡尺（型號：MNT-150）測量；地上部鮮重用電子天平稱量；地上部干重測定方法參照文獻［15］。

2）葉片生理指標和養分含量的測定。VC 含量的測定方法參考Tanaka等［16］的方法；SOD 活性的測定方法參考Dhindsa等［17］的方法；脯氨酸含量的測定參考Bates等［18］的方法；可溶性糖含量的測定參考Creelman等［19］的方法；丙二醛（MDA）含量的測定參考Peever等［20］的方法；葉綠素含量的測定參考Lichtenthaler［21］的方法。氮、磷、鉀含量（全養分含量）由中國農業大學曲周實驗站實驗室測量。

1.4 數據處理

采用SPSS 22.0 軟件進行單因素方差分析，采用Duncan’s 法進行差異性多重比較，并結合WPS 2019軟件對數據進行整理、計算和繪制圖表等。

2 結果與分析

2.1 海藻肥對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液對小麥苗期生長均有促進作用。隨著海藻腐殖酸平衡營養液濃度的增加，小麥株高呈先上升后下降的趨勢，在濃度為1.50 g/L 時達最高，在20 d 和30 d 時分別比對照高14.90%和14.91%，差異達極顯著水平（P＜0.01）。

圖1 海藻肥對小麥苗期株高的影響

2.2 海藻肥對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液對小麥苗期莖粗均有增長的作用。隨著海藻腐殖酸平衡營養液濃度的增加，小麥的莖粗呈先上升后下降的趨勢，在濃度為2.00 g/L 達最大值，在10、20、30 d時分別比對照高24.65%、21.50%和26.35%，且在10、30 d 時差異達顯著水平（P＜0.05）。

圖2 海藻肥對小麥苗期莖粗的影響

2.3 海藻肥對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液對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液濃度的增加，小麥的地上部鮮重呈先上升后下降的趨勢，在施肥濃度為2.00 g/L 達最大值，在10、20、30 d 時分別比對照高15.58%、13.68%和19.75%，在30 d 時差異差異達顯著水平（P＜0.05）。

圖3 海藻肥對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液對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液濃度的增加小麥的地上部干重呈先上升后下降的趨勢，除T2 處理在10 d 時顯著高于對照（P＜0.05），其他時間點下各處理間差異均不顯著。

2.4 海藻肥對小麥苗期SOD 活性的影響

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

2.5 海藻肥對小麥苗期VC 含量的影響

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

圖6 海藻肥對小麥苗期VC 含量的影響

2.6 海藻肥對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液均有促進小麥脯氨酸含量增加的作用。隨著海藻腐殖酸平衡營養液濃度的增加，脯氨酸含量呈先上升后下降的趨勢，在施用濃度為2.00 g/L 時達最大值，10、20、30 d 時分別比對照高21.07%、39.30%和43.80%，差異均達極顯著水平（P＜0.01）。

圖7 海藻肥對小麥苗期脯氨酸含量的影響

2.7 海藻肥對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液均有促進小麥可溶性糖含量增加的作用。隨著海藻腐殖酸平衡營養液濃度的增加，可溶性糖含量呈先上升后下降的趨勢，在施用濃度為2.00 g/L 時達最大值，10、20、30 d 時分別 比對照提高41.89%、95.68%、101.03%，差異均達極顯著水平（P＜0.01）。

圖8 海藻肥對小麥苗期可溶性糖含量的影響

2.8 海藻肥對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液濃度和處理時間的增加，小麥丙二醛含量呈下降趨勢，在施用濃度為3.00 g/L 時丙二醛的含量最少。

圖9 海藻肥對小麥苗期丙二醛含量的影響

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

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

圖11 海藻肥對小麥苗期葉綠素b 含量的影響

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

圖12 海藻肥對小麥苗期葉綠素a+b 含量的影響

2.10 海藻肥對小麥苗期氮、磷、鉀含量的影響

由圖13 可知，添加海藻腐殖酸平衡營養液對小麥體內氮、磷、鉀含量的積累均有促進。隨著海藻腐殖酸平衡營養液濃度的增加，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液濃度為2.00 g/L 處理時小麥植株氮、磷、鉀含量都達最大值，與對照相比，分別增加了22.4%、29.67%和48.28%，差異均達極顯著水平（P＜0.01）。

圖13 海藻肥對小麥苗期氮、磷、鉀含量的影響

3 討論

3.1 海藻肥對小麥苗期生長的影響

海藻肥處理可促進小麥幼苗生長，通過觀察小麥株高、葉長、莖長、分枝數、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胞長度增加，進而增強植物運輸養分的活力，促使植物可以更多地運輸水分、光合產物和無機養分以滿足對自身成長的需要，但濃度不宜過高［1，9，22-26］。本試驗結果表明，適宜濃度的海藻肥對小麥幼苗植株生長有促進作用。

3.2 海藻肥與小麥抗氧化物質活性的關系

海藻肥的施入使得作物葉片中的抗氧化系統被激活，滲透調節物質含量增加，過氧化產物低于其他處理。這些反應可能賦予了小麥的抗性。海藻肥能夠提高小麥抗氧化物質的活性，顏佳雯等［27］的研究表明，添加海藻肥對多種酶有促進作用，表明適量的海藻肥對小麥幼苗抗氧化物質活性有積極影響。海藻肥會加快小麥細胞分化的速度，使其長勢優良促使形態特征變化。本試驗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，說明小麥細胞膜損害降低，從而減少細胞受到的脅迫。楊錦等［28］在研究海藻功能物質對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生，并以1 倍的添加量為最佳，與本試驗結果一致。

海藻肥中擁有豐富的甜菜堿，可以促進植物的光合作用。在小麥葉面噴施海藻有機生物肥同樣有利于葉綠素的合成和分解［29］，與本試驗結果一致。因此，適宜濃度的海藻肥能夠促進葉綠素的合成。

3.3 海藻肥與小麥氮、磷、鉀含量的關系

礦質元素是植物生長所必需的營養元素，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，與本試驗結果一致。

4 小結

用不同濃度的海藻腐殖酸平衡營養液處理小麥幼苗可以顯著提高小麥植株的長勢，并且通過調查與植株長勢相關的各項指標后發現，用海藻腐殖酸平衡營養液濃度為2.00 g/L 處理的小麥植株長勢最為旺盛。綜上，施用2.00 g/L 的海藻腐殖酸平衡營養液可顯著增加小麥的生長量，激活抗氧化系統，為培育壯苗打好基礎。