海藻肥对菜心抗旱性的影响及其机理探究

【目的】结合田间试验和盆栽试验,研究海藻肥对干旱胁迫条件下菜心产量和品质的影响,探讨其提高菜心抗旱性可能存在的机理,为海藻肥在叶菜上的应用提供理论支撑。【方法】1)田间试验以‘碧清菜心’为材料,于2017年分别在广州(华南主产区)和宁夏(供港澳有机蔬菜种植基地)开展,土壤水分设为正常供水(70%~75%田间土壤最大持水量)和干旱(50%~55%田间土壤最大持水量)两个水平,设置清水对照(CK)、海藻提取物(SE)、水溶化肥(NPK)、海藻肥(NPK+SE)4个处理。在菜心移栽7、14和21天时进行冲施,每次用量10 L/m2。移栽28天后收获,测定海藻肥对菜心经济产量和品质的影响。2)盆栽试验于2018年在华南农业大学遮荫网室开展,正常供水只设清水对照(CK),干旱条件下施肥处理同田间试验,施肥量改为100 mL/株。在移栽后14、21和28天时,测定菜心最大叶长、最大叶宽、株高,移栽后28天(收获时)测定叶片相对含水量,叶绿素和自由基含量,抗氧化酶活性和养分吸收量。3)利用不同孔径的醋酸纤维超滤膜将海藻提取物分为分子量>10 kDa、5~10 kDa、3~5 kDa和<3 kDa等4种海藻提取物组分,测定其体外自由基清除能力及其对菜心抗旱性的影响。【结果】1)田间试验结果表明,广州试验点正常供水条件下,与NPK处理相比,NPK+SE处理的菜心经济产量差异不显著,但干旱条件下显著增产;宁夏试验点在干旱和正常供水条件下,NPK+SE处理的菜心经济产量均显著高于NPK处理。广州试验点干旱和正常供水条件下,NPK+SE处理的各品质指标均高于NPK处理。宁夏试验点正常供水条件下,NPK+SE处理的菜心可溶性糖和可溶性蛋白含量较CK增加显著,而干旱条件下所有品质指标均显著增加。2)盆栽试验结果显示,干旱条件下,SE处理的部分菜心品质指标值高于正常供水对照。收获时与NPK处理相比,NPK+SE处理显著提高了菜心株高、最大叶长和叶宽,鲜重显著增加12.60%,菜心叶绿素含量提高了10.24%,抗氧化酶活性提高27.84%~43.40%,叶片自由基含量降低了24.88%~41.56%。此外,NPK+SE处理的菜心氮、磷和钾吸收量分别较NPK处理增加了14.48%、16.41%和35.37%。3)4个分子量不同的海藻提取物组分中,主要活性成分海藻酸、褐藻多酚、甘露醇在<3 kDa组分中的含量高于其他3个分子量组分。对超氧阴离子和羟基自由基的清除能力由大到小依次为<3 kDa、>10 kDa、5~10 kDa、3~5 kDa,以<3 kDa组分对干旱条件下菜心的促生作用最强。【结论】两个试验点的结果都表明,海藻提取物与水溶肥配合冲施可以显著提高菜心的经济产量和品质,干旱条件下的效果更显著。海藻提取物能够提高菜心的叶绿素含量、降低叶片自由基累积、增加氮磷钾的吸收,从而提高菜心抗旱性。<3 kDa海藻提取物中的活性成分含量最高,因此,分子量<3 kDa的海藻提取物的自由基清除能力最强,对菜心的抗旱性提高效果最好。