姜 潔 龔一富,* 郭 蓉 俞 凱 王何瑜 嚴小軍 陳海敏 鄭榮希

(1 寧波大學(xué)海洋學(xué)院，浙江 寧波 315211；2 寧波市繁榮瓜果蔬菜試驗示范場，浙江 寧波 315201)

海藻肥是以海藻為原料加工而成的有機肥。海藻肥中富含大量營養(yǎng)物質(zhì)和有效成分，包括氮、磷、鉀等無機元素，微量營養(yǎng)元素以及一定數(shù)量的氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素、脂類、甜菜堿、海藻多糖、海藻鹽和植物生長激素等有機成分[1-2]。由褐藻通過特殊的提取加工工藝，如酸堿處理、高溫低壓冷卻、發(fā)酵工藝等制成的肥料，能在一定程度上保留海藻中的有效活性成分[3]。海藻肥在加工過程中，將一些難以利用的有機大分子變?yōu)樾》肿?，有益于植物的吸收利用；海藻肥中的海藻酸能降低水表面張力，使植物營養(yǎng)儲藏和運輸更加穩(wěn)定、迅速[4]。研究發(fā)現(xiàn)將海藻肥作為葉面肥應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，能夠改善傳統(tǒng)化學(xué)肥料成分單一，利用率低，長期使用造成的土壤板結(jié)等問題，同時因其含有獨特的鋅、溴、碘、高度不飽和脂肪酸、藻朊酸和海藻多糖等成分， 施用效果優(yōu)于普通有機肥[5]。研究表明，褐藻提取物可以促進作物萌芽生長，使開花期提前和增產(chǎn)；提高作物營養(yǎng)成分，如VC、總酚、黃酮、花青素等含量，增強作物抗氧化活性，改善作物的品質(zhì)；延長貨架期，提高作物抗逆性等[6]。海藻肥以其高效、全面、綠色的特點，在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中具有極大潛力。

草莓(FragariaananassaDuch) 為薔薇科(Rosaceae)草莓屬(Fragaria)多年生草本植物，果肉鮮嫩多汁，味道甜美，且有濃郁的果香，是一種極具營養(yǎng)價值和經(jīng)濟價值的健康食品, 且其熱量低, 也是膳食纖維和礦物質(zhì)的重要來源[7]。草莓果實中富含VC、多酚、類黃酮以及花青素等天然抗氧化物質(zhì)，其抗氧化能力是蘋果、桃、梨、番茄和柑橘等園藝產(chǎn)品的2～11倍[8-10]。這類天然抗氧化物質(zhì)能抑制細胞內(nèi)氧化反應(yīng)的發(fā)生，減輕自由基對脂、脂蛋白和DNA 的氧化損傷[11-12]，食用草莓能增強機體抗氧化防御體系功能，改善人體血漿抗氧化能力，降低患食道癌風(fēng)險，且對Ⅱ型糖尿病患有益[13]。因此培育具有高品質(zhì)，高含量生物活性物質(zhì)的新品種成為近年來育種學(xué)家研究的熱點。寧波大學(xué)采用Feton體系降解技術(shù)和褐藻酸降解菌發(fā)酵降解技術(shù)對褐藻膠和褐藻醇提取后的藻渣聯(lián)合使用制得一種新型海藻生物肥[14]，研究發(fā)現(xiàn)其可作為葉面肥，彌補一般海藻肥中氮源不足的問題，但該新型海藻生物肥對草莓產(chǎn)量和品質(zhì)等相關(guān)指標(biāo)的影響尚未見報道。本研究采用不同濃度新型海藻生物肥葉面噴施草莓，初步探究其對草莓品質(zhì)、產(chǎn)量及抗氧化活性物質(zhì)的影響，以期明確該新型海藻生物肥對草莓的肥效以及合理噴施濃度，為該海藻生物肥的大規(guī)模商業(yè)化推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試草莓品種為紅顏，由浙江省寧波市鎮(zhèn)海區(qū)繁榮瓜果蔬菜示范場提供。

供試肥料：新型海藻生物肥，由教育部寧波大學(xué)應(yīng)用海洋生物技術(shù)重點實驗室研發(fā)，山東潔晶集團有限公司生產(chǎn)；凱普克海藻肥(康樸凱普克功能性葉面肥)，由南非艾菲克公司生產(chǎn)；潔晶海藻肥(腐殖酸葉面肥)，由山東潔晶集團有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗地概況

試驗在浙江省寧波市鎮(zhèn)海區(qū)繁榮瓜果蔬菜實驗基地(30°N、121°E)進行，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫和濕潤，四季分明，光照充足，雨量充沛，無霜期長。年平均氣溫16.3℃，日平均氣溫穩(wěn)定通過10℃，持續(xù)時間231～235 d。年有效平均積溫4 920～5 030℃。無霜期237 d，年降水量1 310～1 370 mm。供試土壤為棕紅壤，pH值在4.20～5.83之間。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置5個濃度海藻肥作為處理，采用農(nóng)用灌溉水分別稀釋為：2 500、2 000、1 500、1 000和500倍液。以農(nóng)用灌溉水為對照(CK)，并以市面上使用較為普遍的海藻肥凱普克(1 000倍稀釋液，記作K-1000)與潔晶肥(1 000倍稀釋液，記作J-1000)為對比。在草莓生長旺盛期(植株長至10 cm高左右)到開花之前，選擇在無風(fēng)陰天或濕度較大、蒸發(fā)量小的上午 9:00前，將不同濃度海藻肥均勻噴灑于草莓葉片至葉面開始滴水為止。每個處理噴施草莓30株，每7 d一次，連續(xù)35 d。

1.4 草莓產(chǎn)量的計算

草莓開花之后，統(tǒng)計草莓開花和坐果情況。草莓成熟之后，每7 d采摘各處理下外型完好的草莓5～10個，共采摘3次。統(tǒng)計草莓結(jié)果數(shù)，用分析天平稱重草莓質(zhì)量(g)，草莓種植密度為8 000株·667 m-2，按照公式計算草莓產(chǎn)量：

草莓產(chǎn)量=株結(jié)果數(shù)×單果重×種植密度

(1)。

1.5 草莓品質(zhì)的測定

選取各處理條件下大小類似、外形完好的成熟草莓5～10個，用于草莓品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)的測定。利用WYH型手持折射儀(ATAQQ公司，日本)測定草莓可溶性固形物(soluble solids content，TSS)含量；采用3, 5-二硝基水楊酸法[15]測定還原糖含量；采用氫氧化鈉滴定法[16]測定草莓可滴定酸(titratable acid，TA)含量；利用ZQ-GY-4-1型硬度計(探頭直徑6 mm，東莞市智取精密儀器有限公司)測定草莓硬度；Vc含量利用抗壞血酸(Vc)試劑盒(南京建成生物科技有限公司)進行測定；采用福林法[17]測定總酚含量；采用超聲輔助提取法[18]測定類黃酮含量；采用香草醛-鹽酸提取法[19]測定花青素含量。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016軟件進行處理；SPSS 19.0軟件進行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度海藻生物肥對草莓產(chǎn)量的影響

由表1可知，不同濃度海藻生物肥處理的草莓產(chǎn)量均有所提高，且隨著海藻生物肥濃度增加，呈先增加后減少的趨勢。1 500倍海藻生物肥處理果實的平均果重和產(chǎn)量均高于其他處理，分別較對照提高 42.96%和63.93%；其單株果數(shù)也有所提高，較對照增加了14.67%。1 000倍海藻生物肥處理的草莓單株果數(shù)最多，但平均果重較小，因此產(chǎn)量低于1 500倍液海藻肥處理。結(jié)果表明，新型海藻生物肥1 500倍液能夠提高草莓平均果重，顯著增加草莓的產(chǎn)量，而其余2種市售海藻肥對草莓產(chǎn)量的影響均不顯著。

2.2 不同濃度海藻生物肥對草莓品質(zhì)的影響

2.2.1 海藻生物肥對草莓TSS、TA含量、糖酸比、還原糖含量和硬度的影響 由表2可知，草莓的TSS含量、糖酸比和硬度均隨著海藻生物肥濃度的增加呈先上升后下降的趨勢，而還原糖含量呈先下降后上升再下降的趨勢。其中在1 500倍液海藻肥處理下，草莓TSS和還原糖含量較對照均顯著提高，且均高于市售2種海藻肥處理。在2 000倍液海藻肥處理下的糖酸比和硬度均顯著提高，在1 500倍液下則極顯著提高，較對照分別提高了19.5%和44.6%，且該濃度下的糖酸比和硬度均高于市售2種海藻肥。綜合不同濃度下的海藻肥對草莓營養(yǎng)品質(zhì)的影響可知，1 500倍液處理可整體提升草莓的風(fēng)味口感。

注：*表示差異顯著(P<0.05)；**表示差異極顯著(P<0.01)。下同。

Note:*indicates significant differences at 0.05 level.**indicates extremely significant differences at 0.01 level. The same as following.

表2 不同海藻生物肥濃度對草莓品質(zhì)的影響Table 2 Effects of different concentrations of seaweed bio-fertilizer on the qualities of strawberry

2.2.2 不同濃度海藻生物肥對草莓抗氧化活性物質(zhì)的影響 由圖1可知，隨著海藻生物肥濃度的升高，草莓的Vc、總酚含量整體均呈先上升后下降的趨勢，而花青素和類共酮含量則呈下降的趨勢。其中草莓的Vc含量在1 500倍下達到最大值，較對照極顯著升高，且高于市售2種海藻肥處理的Vc含量；總酚含量在2 000倍液海藻生物肥處理下達到最大值；花青素和類黃酮含量在低濃度(2 500～2 000倍)處理下較對照均極顯著提高，在2 500倍處理下達到最大值，分別較對照提高了42.00%與30.56%，且均高于市售2種海藻肥處理。這可能是由于海藻肥的雙重性導(dǎo)致的，即低濃度的海藻肥促進草莓抗氧化活性物質(zhì)的積累，而高濃度則抑制草莓抗氧化活性物質(zhì)的積累。

圖1 不同海藻生物肥濃度對草莓抗壞血酸、總酚、花青素和類黃酮含量的影響Fig.1 Effect of different concentrations of seaweed bio-fertilizer on Vc, total phenolic, anthocyanin, and flavonoid content

3 討論

海藻肥是天然綠色有機肥，具有對人體無害和對環(huán)境無污染的特性，同時含有豐富的營養(yǎng)元素。本研究表明，施用不同濃度的海藻生物肥均不同程度地提高了草莓的單果質(zhì)量、結(jié)果數(shù)和最大單果數(shù)，從而使草莓增產(chǎn)。這與前人[20-23]對海藻肥的研究結(jié)果基本一致。海藻肥對草莓產(chǎn)量的影響呈先上升后下降的趨勢，其中1 500倍液海藻肥處理下草莓產(chǎn)量達最大值，與2種市售海藻肥相比，增產(chǎn)效果更為顯著。這是由于海藻肥中的植物刺激素以及營養(yǎng)物質(zhì)能促進果實生長，從而達到增產(chǎn)效果[20]。Colavita等[21]研究表明，對梨施用海藻肥后，梨直徑增加6%，重量增加20%，產(chǎn)量有所提高。Sabir等[22]研究發(fā)現(xiàn)對葡萄施不同濃度海藻提取物，葡萄產(chǎn)量均有不同程度的提升。Haider等[23]研究不同濃度海藻肥對馬鈴薯生長和產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)噴施海藻肥后，植株生長和塊莖質(zhì)量較對照均得到顯著提高，且隨著海藻肥濃度的增加，產(chǎn)量呈先上升后下降的趨勢。這與本研究結(jié)果一致。這可能是由于葉面施肥改善了土壤中根際微生物的生存環(huán)境，增強了植株從土壤中攝取養(yǎng)分的能力，從而影響了果實發(fā)育[24]。Alam等[25]研究海藻提取物對草莓植株生長、產(chǎn)量和土壤微生物群落的影響，發(fā)現(xiàn)草莓植株根際微生物活性和多樣性得到改善，同時草莓根莖生長和果實產(chǎn)量得到提高。但噴施葉面海藻肥對改善草莓植株土壤根際微生物環(huán)境的作用還有待進一步驗證。

草莓果實的可溶性固形物、總酸含量、糖酸比和硬度是影響草莓品質(zhì)的指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)海藻肥中鎂、硼等微量元素以及某些活性成分，能有效提高光合作用效率, 促進植物對土壤和空氣中養(yǎng)分的吸收利用，從而改善作物品質(zhì)[26-27]。劉剛等[28]研究表明，海藻肥能使洋香瓜外觀顏色加深、著色均勻、果肉厚度和含糖量增加，可溶性固形物含量提高。Kamel等[29]研究海藻提取物對橙子的影響，發(fā)現(xiàn)海藻提取物可提高橙子可溶性固形物和糖含量。Vassilios等[30]研究表明，海藻提取物能提高橄欖的硬度，還能改善油料的品質(zhì)。本研究發(fā)現(xiàn)噴施不同濃度海藻肥可不同程度提高草莓可溶性固形物、總糖、總酸含量、糖酸比和硬度，改善了果實的口感和風(fēng)味，其中以1 500倍液海藻肥處理最佳。表明海藻肥在改善農(nóng)作物品質(zhì)方面有積極作用。

抗氧化物質(zhì)在保護機體免受細胞新陳代謝過程中產(chǎn)生自由基的傷害方面起著重要作用[16]，因此抗氧化物質(zhì)的種類與含量影響草莓的品質(zhì)。研究表明，海藻中的一些化學(xué)成分能夠通過影響代謝合成途徑，使氮代謝的調(diào)節(jié)酶(細胞溶質(zhì)谷氨酰胺合成酶)，抗氧化能力(谷胱甘肽還原酶)和甘氨酸甜菜堿合成(甜菜堿醛脫氫酶和膽堿單加氧酶)的轉(zhuǎn)錄物豐度增加，從而提高作物的抗氧化活性物質(zhì)的含量[31]。Jayarama等[32]研究發(fā)現(xiàn)施用新型海藻肥后，黃瓜的多酚含量明顯高于對照。Naguib等[33]認為與普通化學(xué)肥料相比，施用有機生物肥能提高甘藍花青素和黃酮的含量。Lola等[34]研究發(fā)現(xiàn)施用不同濃度海藻肥，西蘭花中的總酚、總黃酮和花青素含量較對照相比均有不同程度的提高，但隨著海藻肥濃度的增加，其含量也會上升。這與本研究結(jié)果不一致，這可能與試驗所用的海藻肥種類、有效成分和營養(yǎng)元素組成不同有關(guān)，具體機理還有待進一步探討。

4 結(jié)論

海藻生物肥1 500倍液對草莓的產(chǎn)量和品質(zhì)作用顯著，能有效提高草莓果實的果重、結(jié)果數(shù)、產(chǎn)量、糖酸比、硬度和Vc含量；海藻生物肥2 000倍液對草莓的抗氧化作用綜合效果最佳，草莓多酚含量達到最高，且花青素和類黃酮含量均極顯著提高。新型海藻生物肥能夠提高草莓的產(chǎn)量、品質(zhì)和抗氧化活性物質(zhì)的含量，還能改善草莓的口感風(fēng)味，可以在草莓栽培種植進一步推廣應(yīng)用。但關(guān)于此新型海藻肥對草莓品質(zhì)及抗氧化物質(zhì)影響的生理機制、分子機理及其在其他農(nóng)作物上是否有積極影響，還有待進一步研究。