何 銳，魏晶晶，張軼婷，宋世威，蘇 蔚，劉厚誠

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，廣東 廣州 510642）

【研究意義】海藻肥是從大型經(jīng)濟(jì)藻類中提取的富含多種無機(jī)和有機(jī)成分的天然提取物。海藻肥含有豐富的氨基酸、礦物質(zhì)、多糖 、維生素等[1]。此外，海藻肥中還存在多種促進(jìn)植物生長的物質(zhì)，如生長素、細(xì)胞分裂素和甜菜堿等，這些物質(zhì)有利于根系發(fā)育、增加植株鮮質(zhì)量、提高植物對病原物的抗性等。生菜是人們的日常消費(fèi)蔬菜，也是目前設(shè)施栽培的主要的蔬菜之一。在無土栽培過程中過低的營養(yǎng)液濃度會影響蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)，使生產(chǎn)效益下降；過高的濃度不僅造成肥料利用率低，增加水培成本，還可能降低蔬菜品質(zhì)，甚至由于滲透脅迫造成蔬菜生長受到抑制。因此，在不影響設(shè)施作物產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，盡量減少無土栽培過程中化肥的使用量，節(jié)約成本，使?fàn)I養(yǎng)液吸收利用效率達(dá)到最大等研究日益受到關(guān)注[2]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】近年來，海藻肥在提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量及品質(zhì)方面發(fā)揮著重要作用[3]。海藻提取液稀釋200倍處理對小油菜的增產(chǎn)效果最明顯,稀釋400倍處理對韭菜的增產(chǎn)效果最顯著,可明顯提高其營養(yǎng)品質(zhì)[4]。Kumari等[5]研究表明，分別對番茄噴施、根施和同時(shí)噴施根施馬尾藻提取液均能提高番茄植株株高，促進(jìn)根的伸長，增加其分支數(shù)以及單株鮮質(zhì)量，顯著提高了番茄光合色素、蛋白質(zhì)、酚類以及番茄紅素的含量。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)，營養(yǎng)液添加海藻肥可以降低生菜中的硝酸鹽含量，并增加生菜的鮮質(zhì)量、還原糖、蛋白質(zhì)含量[6]。別之龍等[7]發(fā)現(xiàn)2個(gè)單位濃度山崎生菜配方處理下硝酸鹽含量最高，1/4單位濃度下生菜的產(chǎn)量最低，而1/2單位山崎生菜配方是最適合生菜水培的營養(yǎng)液濃度。較高濃度（1.0劑量山崎生菜營養(yǎng)液配方）營養(yǎng)液促進(jìn)生菜生長發(fā)育[8]；較低濃度（0.5劑量）不利于生菜品質(zhì)的形成，但明顯減少硝酸鹽積累。因此，適宜的營養(yǎng)液濃度是無土栽培蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)的保證。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究旨探討不同濃度霍格蘭營養(yǎng)液添加海藻肥對生菜生長發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，研究海藻肥能否在減少化肥使用量基礎(chǔ)上保證生菜的產(chǎn)量及品質(zhì)，以期為生菜的設(shè)施高效栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2017年11月至2018年1月在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院試驗(yàn)塑料大棚進(jìn)行。供試品種為意大利生菜。供試海藻肥（廣州申晶雅農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)）主要成分為：海藻酸21 g/L，其他海藻活性功能物質(zhì)80～130 g/L。根據(jù)生產(chǎn)廠家推薦在生產(chǎn)上采用的濃度，本試驗(yàn)添加海藻肥的濃度為稀釋1 000倍。大量元素使用1/2霍格蘭全硝配方，濃度為:Ca（NO3）2·4H2O 590 mg/L、KNO3253 mg/L、KH2PO368 mg/L、MgSO4·7H2O 346.5 mg/L；微量元素采用通用配方:EDTA-Na2Fe 30 mg/L、H3BO32.86 mg/L、MnSO4·4H2O 2.13 mg/L、ZnSO4·7H2O 0.22 mg/L、CuSO4·5H2O 0.08 mg/L、（NH4）6Mo7O24·4H2O 0.02 mg/L。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于11月30日播種育苗，待苗長到三葉一心時(shí)，選取生長均一的健壯幼苗，移栽到水培槽（長55 cm，寬38 cm）定植。試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理：1/2倍霍格蘭營養(yǎng)液（CK）、1/2倍霍格蘭營養(yǎng)液+稀釋1 000倍海藻肥（T1）、3/8倍霍格蘭營養(yǎng)液+稀釋1 000倍海藻肥（T2）、1/4倍霍格蘭營養(yǎng)液+稀釋1 000倍海藻肥（T3），每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)12株。每7 d更換1次營養(yǎng)液，生菜移栽30 d后取樣進(jìn)行形態(tài)及產(chǎn)量測定。

1.3 測定指標(biāo)及方法

每個(gè)重復(fù)取6株生菜進(jìn)行形態(tài)及產(chǎn)量的測定。株高用直尺測量；測量地上部及根系鮮質(zhì)量，放入烘箱，105 ℃殺青2 h，然后在75 ℃下烘干至恒重，測定其質(zhì)量為干質(zhì)量。

每個(gè)生理指標(biāo)3次重復(fù)，光合色素含量測定采用丙酮乙醇混合法、可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法、硝酸鹽含量測定采用紫外分光光度法[9]。多酚含量采用Folin-Cioealteu法[10]測定，類黃酮含量采用Mashiba法[11]測定，DPPH自由基清除率參照Tadolini等的方法[12]測定。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用Spss22.0，作圖采用Excel 2013繪制。采用Duncan法多重比較單因子方差（One-Way ANOVA）檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度霍格蘭營養(yǎng)液添加海藻肥對生菜生長的影響

由表1可知，1/2霍格蘭營養(yǎng)液添加1 000倍海藻肥（T1處理）能夠提高生菜鮮質(zhì)量，差異不顯著，但顯著增加干物質(zhì)的積累；與CK相比，生菜地上部、根系和植株鮮質(zhì)量無顯著差異；地上部、根系和植株干質(zhì)量及干物質(zhì)百分比分別增加65.81%、61.31%、112.25%和64.31%。T2處理與CK相比，植株鮮質(zhì)量無顯著差異，地上部、根系、植株干質(zhì)量及干物質(zhì)百分比分別增加55.81%、54.77%、75.00%和66.67%。由于養(yǎng)分不足而導(dǎo)致T3處理正常生長過程受阻，說明添加海藻肥處理提高了生菜干物質(zhì)百分比，在降低1/8霍格蘭營養(yǎng)液濃度情況下，添加稀釋1 000倍海藻肥能夠保持生菜的生長不受影響，促進(jìn)生菜干物質(zhì)的積累；而降低1/4霍格蘭營養(yǎng)液濃度時(shí)添加1 000倍海藻肥會顯著影響生菜的生長。

表1 不同濃度霍格蘭營養(yǎng)液添加海藻肥對生菜生長的影響Table 1 Effect of different concentrations of nutrient solutions with seaweed extract on the growth of lettuce

2.2 不同濃度霍格蘭營養(yǎng)液添加海藻肥對生菜光合色素的影響

由表2可知，相比于CK，T1處理光合色素含量降低，然而在T2處理葉綠素a、b及類胡蘿卜素含量顯著高于CK。添加海藻肥后生菜光合色素含量隨著營養(yǎng)液濃度的提高呈先增后減的趨勢，T2處理葉綠素a、b及類胡蘿卜素含量最高，比CK分別增加22.04%、6.80%和18.39%；T3處理葉綠素a含量比CK增加8.49%，葉綠素b和類胡蘿卜素含量與CK無顯著差異。說明營養(yǎng)液濃度與海藻肥耦合會影響生菜光合色素的合成，在適宜的營養(yǎng)液濃度添加海藻肥能促進(jìn)生菜光合色素的合成。

表2 不同濃度霍格蘭營養(yǎng)液添加海藻肥對生菜光合色素的影響Table 2 Effect of different concentrations of nutrient solutions with seaweed extract on the photosynthetic pigment content of lettuce

2.3 不同濃度霍格蘭營養(yǎng)液添加海藻肥對生菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響

從表3可以看出，添加海藻肥處理生菜可溶性糖含量相比于CK均顯著增加，其中T3處理可溶性糖含量達(dá)到最大值。隨著營養(yǎng)液濃度的降低，生菜可溶性糖含量呈上升趨勢，T1、T2、T3處理生菜可溶性糖含量較CK分別增加5.93%、17.40%和32.06%。營養(yǎng)液濃度太高，不利于糖分積累，降低作物品質(zhì)。

在不同濃度霍格蘭營養(yǎng)液添加海藻肥處理可溶性蛋白含量均顯著低于CK，相比于CK，T1、T2、T3處理生菜可溶性蛋白含量分別降低4.91%、12.35%和13.64%。

不同濃度霍格蘭營養(yǎng)液添加海藻肥能影響生菜的硝酸鹽含量（表3），其中T1處理硝酸鹽含量與CK無顯著差異，而T2、T3處理硝酸鹽含量顯著低于CK，分別降低42.9%和42.59%。表明生菜硝酸鹽含量主要受營養(yǎng)液濃度的影響，隨著營養(yǎng)液濃度下降而顯著下降，海藻肥對生菜硝酸鹽含量的影響不明顯。

表3 不同濃度霍格蘭營養(yǎng)液添加海藻肥對生菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響Table 3 Effect of different concentrations of nutrient solutions with seaweed extract on the nutritional quality of lettuce

2.4 不同濃度霍格蘭營養(yǎng)液添加海藻肥對生菜抗氧化能力的影響

從表4可以看出，添加海藻肥處理生菜多酚含量顯著高于CK。多酚含量T1處理較CK顯著提高19.30%，而T2、T3處理多酚含量比CK分別增加65.99%和65.06%?？梢娞砑雍Ｔ宸士娠@著提高生菜體內(nèi)多酚的積累，在低濃度營養(yǎng)液添加效果更明顯。

除T3處理外，各處理生菜類黃酮含量無顯著差異（表4），而T3處理類黃酮含量顯著高于CK，增幅達(dá)到62.10%。表明較高營養(yǎng)液添加海藻肥對生菜類黃酮含量沒有顯著影響，而低濃度營養(yǎng)液添加海藻肥會明顯增加生菜類黃酮的積累。

營養(yǎng)液添加海藻肥顯著提高生菜的抗氧化能力（表4）。海藻肥處理生菜DPPH自由基清除率均顯著高于CK，尤其是以T3處理的含量最高，T3、T2、T1處理分別比CK提高75.77%、72.49%和51.49%。說明無機(jī)營養(yǎng)液添加海藻肥可以顯著提高生菜DPPH自由基清除率。

表4 不同濃度霍格蘭營養(yǎng)液中添加海藻肥對生菜抗氧化能力的影響Table 4 Effect of different concentrations of nutrient solutions with seaweed extract on the antioxidant ability of lettuce

3 討論

海藻肥含有豐富的礦物質(zhì)元素、有機(jī)物質(zhì)，以及大量的活性物質(zhì)，能夠促進(jìn)植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)及利用，進(jìn)而促進(jìn)植物生長[13]。施用海藻肥能促進(jìn)油菜地上部和根系的生長[14]，顯著提高馬鈴薯塊莖氮含量以及可溶性固形物和蛋白質(zhì)含量[15]。在辣椒、番茄、黃瓜、茄子上噴施2.0 g/L海藻肥比噴施清水對照前期產(chǎn)量分別增加27.4%、11.2%、19.2%、10.8%[16]。添加海藻肥可顯著提高菠菜、黃瓜及大蒜的產(chǎn)量, 使其分別增產(chǎn)42.8%、13.3%和20.0%[17]。海藻肥對植物生長的促進(jìn)作用可能是由于氨基酸、維生素、細(xì)胞分裂素、生長素和脫落酸等成分影響植物的細(xì)胞代謝[18]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，T1處理能夠提高生菜的生物量，顯著增加干物質(zhì)的積累；T2處理能夠保持生菜的產(chǎn)量不受影響，生菜植株鮮質(zhì)量無顯著差異，而干質(zhì)量顯著增加，而T3處理會顯著抑制生菜的生長。低濃度營養(yǎng)液中N、P、K供應(yīng)水平不足，會影響植物正常生長[19]。添加海藻肥處理均提高了生菜干物質(zhì)百分比，說明降低營養(yǎng)液濃度后，海藻肥能夠部分代替無機(jī)營養(yǎng)液促進(jìn)生菜生長。

海藻肥中含有大量的細(xì)胞分裂素、生長素和甜菜堿，可提高葉片中的葉綠素濃度，增加葉綠體的數(shù)量和大小，促進(jìn)基粒的發(fā)展,海藻肥含量豐富的鎂離子也有利于葉綠素的合成[20]。噴施海藻肥可以促進(jìn)番茄植株的生長,提高葉片葉綠素的含量,增強(qiáng)光合速率[21]。在本試驗(yàn)中，添加海藻肥后生菜的光合色素含量隨著營養(yǎng)液濃度的提高呈先增后減的趨勢，T1處理生菜的光合色素含量均低于CK，而T2處理光合色素含量較CK顯著提高?？梢姡^高的營養(yǎng)液濃度會抑制葉綠素的合成。

施用海藻肥可以使通心菜、花椰菜、臺灣小番茄可溶性糖含量分別提高9.6%、29.3%、29.1%[22]，也可提高大棚洋香瓜的可溶性糖含量[23]。本試驗(yàn)中，添加海藻肥的3個(gè)處理可溶性糖含量比CK分別增加5.93%、17.40%、32.06%。生菜可溶性糖含量增加可能是由于海藻肥中鎂的存在，鎂離子促進(jìn)葉綠素的合成，從而增加光合速率，促進(jìn)了碳水化合物的積累[24]?？扇苄蕴呛侩S著營養(yǎng)液濃度的降低呈現(xiàn)增加的趨勢，這可能是因?yàn)楦邼舛葼I養(yǎng)液添加海藻肥后，EC值偏高，使得生菜可溶性糖含量下降。

豇豆中可溶性蛋白和可溶性糖含量隨著海藻肥濃度的提高呈先增后減的趨勢[25]。添加海藻肥能提高紫油菜可溶性低蛋白含量，同時(shí)降低其可溶性糖含量[24]。本試驗(yàn)中，在不同營養(yǎng)液中添加海藻肥會降低可溶性蛋白的積累，而增加可溶性糖的積累?？赡茉蚴呛Ｔ宸逝c較高濃度營養(yǎng)液混合后，營養(yǎng)液中氮源種類和濃度發(fā)生了改變，而不同作物對這種改變的響應(yīng)不同。

蔬菜中硝酸鹽含量的高低被看作是蔬菜質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。不同濃度不同氮源的海藻肥降低生菜硝酸鹽含量程度不一[5]，氨基酸粉海藻肥稀釋3 000倍、魚蛋白海藻肥稀釋2 000倍、胺態(tài)氮（尿素）海藻肥稀釋1 800倍時(shí)硝酸鹽含量分別降低60.31%、57.96%、15.09%。本試驗(yàn)T1 、T2、T3處理硝酸鹽含量較CK分別降低4.55%、38.54%和39.85%。添加海藻肥能降低生菜硝酸鹽含量可能是由于海藻肥中有機(jī)成分的存在，或是隨著可溶性糖的積累，硝酸鹽不斷被同化[27]。生菜硝酸鹽含量隨著營養(yǎng)液濃度的升高而升高，這是因?yàn)橄跛猁}含量與氮元素供應(yīng)呈正相關(guān)關(guān)系。海藻肥添加于高濃度營養(yǎng)液后，氮素供應(yīng)充分，生菜硝酸鹽積累沒有減少。

生菜中的抗氧化物質(zhì)能夠提高人體的抗氧化能力，具有延緩衰老、抑菌、抗腫瘤等多種生理功能[28]。在菠菜、線菊和海桐栽培中施加海藻肥其酚類和類黃酮含量、抗氧化能力和脂質(zhì)過氧化能力均有顯著提高[29-30]。施用海藻肥能提高Ironman和Red Admiral西蘭花中酚類和類黃酮類化合物的含量，分別提高2.2、1.5倍和2.3、2.6倍[31]。海藻肥處理顯著增加番茄合成黃酮類物質(zhì)的關(guān)鍵酶——查爾酮異構(gòu)酶的活性[4]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)添加海藻肥處理的生菜多酚含量、DPPH自由基清除率均顯著高于CK，T3處理總抗氧化能力最高，其次為T2處理。T3處理生菜類黃酮含量顯著高于CK，其他處理類黃酮含量與CK差異不顯著。海藻肥處理后植物自由基清除率和酚類含量的增加可能是由于海藻肥促進(jìn)了植物對必需營養(yǎng)元素的吸收和體內(nèi)活性物質(zhì)活性提高的結(jié)果[32]。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)對各處理生菜光合色素、抗氧化能力、可溶性糖、可溶性蛋白和硝酸鹽含量的分析發(fā)現(xiàn)，T2、T3處理對生菜產(chǎn)量和品質(zhì)提升效果較好。綜合考慮生物量與施用成本，3/8濃度霍格蘭營養(yǎng)液添加1 000倍海藻肥（T2處理）比較適合水培生菜的高效優(yōu)質(zhì)栽培。