劉 爽，王姍姍，張美玲，程?hào)|娟，葛振宇，王春男，田英豪，曹 寧，王建霄*

（1.河北工程大學(xué)，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；6.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100083；7.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱 150038）

甜葉菊（Stevia rebaudianaBertoni）原產(chǎn)于南美洲，為菊科甜葉菊屬多年生草本植物[1]。葉片富含甜菊糖苷，其甜度為蔗糖的300 倍[2]，可作為甜味劑，在食品、飲料、醫(yī)藥等方面具有較高的利用價(jià)值，其經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)高于小麥、玉米等作物[3]，目前在我國多個(gè)省份均有種植[4]。河北省曲周縣有國內(nèi)最大的甜菊糖苷生產(chǎn)基地，種植面積逐年擴(kuò)大[5]。2020 年調(diào)查發(fā)現(xiàn)，曲周縣甜葉菊氮磷鉀肥投入量遠(yuǎn)超出推薦施肥量，但產(chǎn)量一直停滯不前[6]。研究發(fā)現(xiàn)，過量施肥不僅造成肥料利用率低、資源浪費(fèi)，還導(dǎo)致土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)失調(diào)、水體富營養(yǎng)化等環(huán)境污染問題[7]，因此，降低化肥使用量、提高肥料利用率已成為甜葉菊種植中急需解決的問題。

海藻肥是從海藻中提取的一些生化物質(zhì)，如碳水化合物類、抗氧化劑和生長(zhǎng)素等，加上氮磷鉀以及中微量元素加工制成的一種肥料[8]，以液體或粉末為主。多項(xiàng)研究表明，海藻肥可改善土壤生態(tài)環(huán)境[9]，提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)，提升植物抗逆性，增強(qiáng)對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用[10]。Almaroai 等[11]研究表明，9%的海藻提取物可促進(jìn)洋蔥株高、葉面積的增長(zhǎng)，提高鱗莖產(chǎn)量。林梅等[12]研究發(fā)現(xiàn)，噴施100 倍海藻提取液能顯著提高櫻桃的可溶性糖和抗壞血酸含量，提高果實(shí)品質(zhì)。2 g/L 的海藻肥能夠顯著提高番茄苗期的葉綠素含量和脯氨酸含量[13]，生菜的研究中也有類似報(bào)道[14]。海藻肥可起到補(bǔ)充植物養(yǎng)分、調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的作用，但在甜葉菊方面的影響研究較少。本研究通過盆栽試驗(yàn)分析了不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊苗期生長(zhǎng)量、抗氧化系統(tǒng)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)以及養(yǎng)分含量的影響，以明確海藻肥的適宜用量，為其推廣提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以甜葉菊品種‘譜星六號(hào)’為試材，甜葉菊種子去除冠毛，浸種12 h，撈出后與育苗基質(zhì)充分拌勻[15]，撒到穴盤中，噴水，待幼苗長(zhǎng)至3 葉1 心時(shí)移栽。

以“沖動(dòng)”海藻腐殖酸平衡營養(yǎng)液（領(lǐng)先生物農(nóng)業(yè)股份有限公司生產(chǎn)）為肥料，其有效成分為無機(jī)鹽含量約56.9%，總糖含量約50.6%，酸性多糖含量約50%，酚類化合物含量約0.7%。試驗(yàn)所用復(fù)合肥為“桂湖復(fù)合肥”，氮磷鉀含量為15-15-15，總養(yǎng)分含量大于45%，眉山市新都化工復(fù)合肥有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

電子天平，TP-A500，福州華志科學(xué)儀器有限公司；烘箱，DHG-9140A，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；離心機(jī)，TDL-40B，上海安亭科學(xué)儀器廠制造；7200 型可見分光光度計(jì)，尤尼柯上海儀器有限公司；火焰光度計(jì)，6400A，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)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。試驗(yàn)設(shè)7 個(gè)處理，每個(gè)處理3 盆，每盆用土量約3 kg，種植2 株，施肥設(shè)計(jì)見表1，共3 次重復(fù)。于施肥后10、20、30 d 取樣，測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

表1 不同海藻肥濃度的試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Experimental design of different algal fertilizer concentrations

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 生長(zhǎng)指標(biāo)

株高：用直尺測(cè)量從花盆土表面到植株生長(zhǎng)點(diǎn)的高度。

莖粗：用游標(biāo)卡尺測(cè)量植株中下部莖最粗處的直徑。

鮮質(zhì)量：用剪刀剪去植株地上部，用電子天平稱質(zhì)量。

干質(zhì)量：將植株地上部放入烘箱，在75 ℃下烘至恒質(zhì)量，用電子天平稱其質(zhì)量。

1.4.2 生理指標(biāo)

超氧化物歧化酶（SOD）酶活采用氮藍(lán)四唑法測(cè)定[16]；抗壞血酸（VC）含量采用比色法測(cè)定[17]；脯氨酸含量采用酸性茚三酮顯色法測(cè)定[18]；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定[19]；丙二醛含量采用硫代巴比妥酸比色法測(cè)定[20]；葉綠素含量采用分光光度法測(cè)定[21]。

1.4.3 養(yǎng)分含量

全氮含量采用凱氏定氮法測(cè)定，全磷含量采用釩鉬黃分光光度法測(cè)定，全鉀含量采用火焰光度計(jì)法測(cè)定[22]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總和表格制作，OriginPro 2021b 繪制圖形。采用SPSS 20.0 分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，Duncan’s 新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊苗期生長(zhǎng)的影響

不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊苗期的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用（見表2、3、4、5）。由表知，隨著施肥量的增加，甜葉菊的生長(zhǎng)量（株高、莖粗、地上部鮮質(zhì)量及干質(zhì)量）呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)海藻肥濃度為1.50～2.00 g/L 時(shí)，差異最顯著，濃度大于2.00 g/L 時(shí)，海藻肥對(duì)植株生長(zhǎng)的促進(jìn)作用開始呈下降趨勢(shì)。T3 處理（海藻肥濃度為1.50 g/L）甜葉菊的株高達(dá)到最大值，在10、20 d 和30 d 時(shí)株高分別為30.30、34.45、35.07 cm，分別比對(duì)照顯著提高25.36%、36.33%、27.85%（表2）。T3 處理甜葉菊的莖粗為最大值，在施肥后10、20 d 和30 d 時(shí)，莖粗為2.26、2.51、2.73 mm，分別比對(duì)照高7.11%、13.06%、11.89%，差異顯著（表3）。T3 處理甜葉菊的地上部鮮質(zhì)量也為最大值，在10、20 d 和30 d 時(shí)為7.26、8.08、8.33 g，分別比對(duì)照顯著提高29.18%、28.15%、19.51%（表4）。甜葉菊的地上部干質(zhì)量在10、20 d 時(shí)T3 處理為最大值，為1.65、2.22 g，分別比對(duì)照高37.50%、13.27%，差異不顯著；30 d 時(shí)T3、T4 處理植株地上部干質(zhì)量為最大值，均為2.25 g，比對(duì)照高4.17%，但差異不顯著（表5）。由此表明，添加適宜濃度的海藻肥提高了甜葉菊的株高、莖粗、地上部鮮質(zhì)量及干質(zhì)量。

表2 不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊株高的影響Table 2 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on stevia plant height

表3 不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊莖粗的影響Table 3 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on stem diameter of stevia

表4 不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊地上部鮮質(zhì)量的影響Table 4 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on shoot fresh weight of stevia

表5 不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊地上部干質(zhì)量的影響Table 5 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on shoot dry weight of stevia

2.2 不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊抗氧化體系的影響

超氧化物歧化酶（SOD）是清除生物機(jī)體內(nèi)氧自由基的一種重要酶，可延遲衰老[23]。抗壞血酸在生物體氧化還原反應(yīng)中起重要作用，能清除活性氧基團(tuán)和部分自由基[24]。由圖1 知，添加不同濃度的海藻肥能提高甜葉菊抗氧化系統(tǒng)的活性。隨著施肥量和處理時(shí)間的增加，甜葉菊的SOD 含量和抗壞血酸含量均呈先上升后下降的趨勢(shì)。施肥后10、20、30 d 時(shí)，T4 處理的SOD 含量最大，10 d時(shí)T4 處理比對(duì)照顯著提高23.56%，20 d 時(shí)T4 處理比對(duì)照顯著提高43.55%，30 d 時(shí)T4 處理比對(duì)照顯著提高97.56%（圖1a）。甜葉菊的抗壞血酸含量由T1 到T4 呈增加趨勢(shì)，T4 至T6 呈下降的趨勢(shì)。T4 處理最高，其次是T5、T3 處理。10 d 時(shí)，T3、T4、T5 處理比對(duì)照顯著提高99.28%～109.19%；20 d 時(shí)，T3、T4、T5 處 理 比 對(duì) 照 高74.06%～87.86%；30 d 時(shí)T3、T4、T5 處 理 比 對(duì) 照 高49.85%～71.97%，差異顯著（圖1b）。可見適宜濃度的海藻肥能夠激活甜葉菊的抗氧化系統(tǒng)。

圖1 不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊SOD、抗壞血酸含量的影響Fig.1 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on SOD and ascorbic acid contents in stevia

2.3 不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（脯氨酸和可溶性糖含量）的影響

海藻提取物中包含與抗逆相關(guān)的功能物質(zhì)，如甜菜堿、脯氨酸等，能增強(qiáng)植物的抗逆性。脯氨酸（POD）是生物體內(nèi)對(duì)抗?jié)B透脅迫的重要組成部分，可減少活性氧自由基對(duì)植株的危害[25]，同時(shí)對(duì)穩(wěn)定大分子結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)細(xì)胞氧化反應(yīng)等方面也有重要作用[26]?？扇苄蕴窃跐B透調(diào)節(jié)和維持蛋白穩(wěn)定方面有重要作用[27]。不同濃度海藻肥處理的甜葉菊苗期葉片脯氨酸和可溶性糖含量與對(duì)照相比均有所升高，T4 處理的甜葉菊脯氨酸為最大值，施肥后10、20、30 d，分別比對(duì)照高80%、81.48%、51.43%，差異極顯著（圖2a）。甜葉菊的可溶性糖從T1 到T3 呈增加趨勢(shì)，由T3 到T6 呈下降趨勢(shì)。施肥后10、20、30 d 時(shí)，T3處理的可溶性糖含量最大，10 d 時(shí)，T3 處理比對(duì)照顯著提高58.91%，20 d 時(shí)T3 處理比對(duì)照高42.92%，30 d 時(shí)T3 比對(duì)照高36.61%，差異顯著（圖2b）。由此說明海藻肥濃度為1.5～2 g/L，T3、T4 處理對(duì)甜葉菊的脯氨酸和可溶性糖含量有顯著促進(jìn)作用。

圖2 不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊脯氨酸、可溶性糖含量的影響Fig.2 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on the contents of proline and soluble sugar in stevia

2.4 不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊過氧化產(chǎn)物的影響

丙二醛（MDA）常用來作為衡量植物體內(nèi)氧化脅迫程度的一項(xiàng)指標(biāo)，其能夠發(fā)生膜脂過氧化作用，最終分解物為MDA[28]。隨著施肥量和處理時(shí)間的增加，甜葉菊丙二醛含量呈減少趨勢(shì)，MDA 值在對(duì)照中最高，T4 中最低，其次為T3 處理；施肥后10、20、30 d 時(shí)，T4 處理與對(duì)照相比分別顯著降低40.39%、40.32%、35.87%；T3 處理與對(duì)照相比分別顯著降低38.82%、39.11%、34.53%（圖3）。表明在T3、T4 處理可有效降低丙二醛的積累。

圖3 不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊過氧化產(chǎn)物（丙二醛含量）的影響Fig.3 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on the peroxidation product(malondialdehyde content)of stevia

2.5 不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊葉綠素含量的影響

葉綠素參與光合作用的形成，研究表明葉綠素含量與光合速率呈正相關(guān)[29-30]。海藻酸可加速土壤中難溶性鹽的溶解，提高土壤養(yǎng)分[31]。添加不同濃度的海藻肥均提高了甜葉菊的葉綠素含量，隨著施肥濃度的增加，葉綠素a、葉綠素b 和a+b 呈先上升后下降的趨勢(shì)。T3 處理的葉綠素a 含量最大，施肥后10、20、30 d 時(shí)，分別為0.67、0.99、1.21 mg/g，比對(duì)照高9.84%～61.33%（表6）；T3 處理的葉綠素b 含量為最大，分別為0.28、0.38、0.39 mg/g，其次為T4 處理。10 d 時(shí)T3 處理比對(duì)照高21.74%，差異不顯著，20 d 和30 d 時(shí)T3 處理分別比對(duì)照高52%、44.44%，差異顯著（表7）；葉綠素a+b 含量也是T3 處理的最大，10、20、30 d 時(shí)分別為0.94、1.36、1.60 mg/g，比對(duì)照顯著提高11.90%～58.42%（見下頁表8）。

表6 不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊葉綠素a 的影響Table 6 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on chlorophyll a of stevia

表7 不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊葉綠素b 的影響Table 7 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on chlorophyll b of stevia

表8 不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊葉綠素a+b 的影響Table 8 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on chlorophyll a+b in stevia

2.6 不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊苗期地上部位養(yǎng)分含量的影響

氮磷鉀是作物生長(zhǎng)的3 大主要元素，氮、磷是植物體內(nèi)有機(jī)化合物的組成成分，鉀對(duì)提高植物的光合作用和抗逆性有重要作用，測(cè)定植株全氮、全磷、全鉀含量可了解植物體內(nèi)氮磷鉀的營養(yǎng)水平[32]。從表9 中可看出，添加不同濃度的海藻肥均提高了甜葉菊苗期地上部養(yǎng)分含量。各處理的氮累積量為1.23%～1.75%，磷累積量為0.12%～0.24%，鉀累積量為1.49%～2.37%。T3、T4、T5 處理的氮磷鉀養(yǎng)分含量要高于CK、T1、T2 和T6 處理，其中T4 處理的氮磷鉀養(yǎng)分含量最高，分別比對(duì)照高42.28%、100%、59.06%；其次為T3 處理，分別比對(duì)照高25.20%、58.33%、51.68%。因此，T3、T4 處理均可提高甜葉菊的養(yǎng)分含量。

表9 不同濃度海藻肥對(duì)甜葉菊地上部氮、磷、鉀含量的影響Table 9 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on nitrogen,phosphorus and potassium contents in shoot of stevia

3 討論

3.1 不同濃度海藻肥與甜葉菊苗期生長(zhǎng)的關(guān)系

有研究表明海藻肥中含有一定的氮磷鉀和微量元素、生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素等，可促進(jìn)植物光合作用，加速營養(yǎng)生長(zhǎng)，使植株高度和干物質(zhì)積累增加[33-34]。本試驗(yàn)中，添加海藻肥處理的甜葉菊苗期的株高、莖粗、地上部鮮質(zhì)量及干質(zhì)量都高于對(duì)照組，其中T3、T4 處理顯著提高了甜葉菊苗期的生長(zhǎng)量。宋修超等[35]研究也表明，海藻酸水溶肥料為0.2 mg/L 時(shí)，菜椒苗的株高與莖粗分別比對(duì)照高36.87%、37.96%，顯著提高了植株的壯苗指數(shù)，可見適宜濃度的海藻肥可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)。

3.2 不同濃度海藻肥與甜葉菊苗期抗氧化酶活性的關(guān)系

海藻肥可提高植物的抗氧化物質(zhì)和活性，是由于海藻中的某些成分能夠參與代謝合成途徑，增加抗氧化能力和氮代謝的調(diào)節(jié)酶，抗氧化物質(zhì)可保護(hù)生物體中細(xì)胞受到自由基的傷害[36]。本試驗(yàn)中添加海藻肥處理提高了甜葉菊苗期的SOD 酶活、抗壞血酸含量，T4 處理顯著提高甜葉菊抗氧化物質(zhì)的活性。葉面噴施100 倍海藻肥提取液可顯著提高櫻桃的抗壞血酸含量，可能是海藻肥中氨基酸與酶的效應(yīng)產(chǎn)生從而引起抗壞血酸含量增加[13]。這表明適宜濃度的海藻肥能夠激活甜葉菊抗氧化酶活性。

3.3 不同濃度海藻肥與甜葉菊苗期滲透物質(zhì)含量的關(guān)系

海藻中的化學(xué)成分主要有海藻多糖、海藻糖醇類以及植物激素等，其中海藻多糖占比40%左右，這些糖類可調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓、提高植物抗逆性[37]。孫錦等[13]研究發(fā)現(xiàn)，2 g/L 的海藻肥可顯著提高番茄苗期葉片的葉綠素和脯氨酸含量，可能與海藻肥含碳水化合物和生長(zhǎng)素有關(guān)，從而增強(qiáng)植物抗逆性，這與本文的研究結(jié)果一致。本研究發(fā)現(xiàn)施用不同濃度的海藻肥可以提高甜葉菊滲透物質(zhì)的含量；當(dāng)海藻肥濃度為2 g/L 時(shí)，T4 處理的滲透物質(zhì)含量（脯氨酸含量與可溶性糖含量）為最大值。研究表明適宜濃度的海藻肥可提高甜葉菊滲透物質(zhì)的含量。

3.4 不同濃度海藻肥與甜葉菊苗期MDA 含量的關(guān)系

MDA 含量可反映膜質(zhì)過氧化的程度，含量高表示過氧化程度高[38]。馮敬濤等[39]研究表明，噴施海藻肥提取物可有效降低蘋果葉片中的MDA 含量，促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)，提高植株養(yǎng)分。王向麗[40]研究表明，噴施海藻肥的番茄幼苗MDA 含量明顯降低，幼苗的損傷減少。在本研究中，添加海藻肥處理甜葉菊苗期的MDA 含量比對(duì)照明顯降低，其中T4 處理為最低值，減少植物體內(nèi)細(xì)胞受到的脅迫。

3.5 不同濃度海藻肥與甜葉菊苗期葉綠素含量的關(guān)系

海藻肥中含有的甜菜堿，可提高葉片的相對(duì)含水量，促進(jìn)葉綠素的合成[41]。研究表明根施海藻肥的黃瓜處理，葉綠素含量比對(duì)照高出59.5%，有利于葉綠素的合成，促進(jìn)光合作用[42]。何銳等[14]表明隨著海藻肥濃度的增加，生菜的光合色素呈先上升后下降的趨勢(shì)，T2 處理葉綠素a、葉綠素b 分別比對(duì)照高22.04%、6.80%，這與本文研究結(jié)果一致。葉綠素是光合作用中最主要的色素分子，葉綠素含量高，有利于植物的光合作用[43]。本研究中添加7 種濃度的海藻肥均能提高甜葉菊中葉綠素a、b 以及葉綠素a+b 的含量，其中T3 處理葉綠素含量最大。

3.6 不同濃度海藻肥與甜葉菊地上部養(yǎng)分含量的關(guān)系

研究表明，氮磷鉀肥可促進(jìn)植物生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量和品質(zhì)，提高抗逆性[44]?；梳尫诺租浀瑞B(yǎng)分短時(shí)間內(nèi)可達(dá)到植株?duì)I養(yǎng)需求，由于土壤性質(zhì)、作物特性、施肥方式等因素，降低了化肥的利用率[45]。在小麥玉米的研究中發(fā)現(xiàn)，施用海藻肥處理的夏玉米的養(yǎng)分積累量最大，顯著高于常規(guī)施肥處理，分別提高14.0%、11.0%、16.7%；冬小麥氮磷鉀利用率分別提高了13.5%、2.1%、7.0%[46]。本研究發(fā)現(xiàn)添加不同濃度的海藻肥處理增加甜葉菊地上部氮、磷、鉀的吸收量，當(dāng)海藻肥濃度為2 g/L 時(shí)，T4 處理甜葉菊的氮磷鉀養(yǎng)分積累量最高。添加適宜濃度的海藻肥可促進(jìn)甜葉菊對(duì)養(yǎng)分的吸收，為培育壯苗打下了基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

添加適宜濃度的海藻肥，提高了甜葉菊苗期的株高、莖粗、地上部鮮質(zhì)量、干質(zhì)量以及葉片中的葉綠素和脯氨酸含量，增強(qiáng)抗氧化酶的活性，降低了MDA 含量，提高了甜葉菊地上部養(yǎng)分含量。T3 處理（海藻肥濃度為1.5 g/L）的甜葉菊生長(zhǎng)量及可溶性糖和葉綠素含量最大；T4 處理（濃度為2 g/L）的甜葉菊SOD、POD 含量最大，MDA 值最小，氮磷鉀養(yǎng)分積累量最高。由此表明，添加1.50～2.00 g/L 的海藻肥可提高甜葉菊苗期的生長(zhǎng)量、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、抗氧化酶含量、葉綠素含量以及氮磷鉀含量，但海藻肥的施用量對(duì)甜葉菊品質(zhì)方面的作用還需進(jìn)一步研究。綜上所述，海藻肥因具有促進(jìn)植物生長(zhǎng)、增強(qiáng)抗逆性、提高養(yǎng)分吸收能力等優(yōu)勢(shì)，將會(huì)成為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)中的重要角色。