海藻肥对黄瓜抗旱性的影响及机理研究试验

管宇翔 韩西红 张琳 高志鹏 王晓辉

摘    要：本试验通过对萌发期、幼苗期的黄瓜种子进行PEG-6000 模拟干旱胁迫处理，从而对不同浓度海藻肥（0 g/L、0.25 g/L、0.5 g/L、0.75 g/L、1 g/L、1.25 g/L、1.5 g/L）对黄瓜幼苗生长及生理特性的影响进行深入研究。结果表明：不同浓度的海藻肥处理均能提高黄瓜叶片相对含水量和叶绿素含量，提高SOD和POD的活性，并以1 g/L海藻肥处理效果最佳。

关键词：海藻肥;抗旱性;影响;机理研究;试验

文章编号： 1005-2690（2020）21-0003-03       中图分类号： S642.2       文献标志码： B

海藻肥是一种有机肥料，是以天然海藻为原料，将其直接生产加工形成海藻肥，或者搭配一定的氮、磷、钾，以及微量元素等物质，经过物理或生化方法制成海藻肥，但其核心物质仍是海藻或者海藻的提取物[1-2]。

海藻肥的营养丰富，含有海藻多糖、氨基酸、维生素、矿物质营养元素等多种物质，其中生长素、脱落酸、细胞分裂素、乙烯等物质能对植物的生长起到显著的调节作用[3]。海藻肥能在提升作物产量的基础上不断改善作物的品质，能在增强作物抵抗生物性能的基础上，不断提升其非生物胁迫能力[4]。

相关报道指出，在干旱环境下，海藻肥可以将番茄根系的活力大大提升，从而显著增强番茄植株的抗逆性 [5]。本试验通过对黄瓜不同生长期进行干旱胁迫处理，根外喷施不同浓度的海藻肥，观察黄瓜苗期的生长情况。

1   材料与方法

1.1   试验材料

供试黄瓜种子为中农16号（华北型），试验用海藻肥由青岛明月海藻公司提供，其主要指标为： K2O≥12%;有机质≥45%;水不溶物≤2%;水分≤5%;pH值8.0～10.0;形态为黑褐色的水溶性粉末。

1.2   试验方法

如表1所示，试验设8个处理，编号分别为 CK1、CK2、A1、A2、A3 、A4 、A5和A6，其中CK1为清水对照，完全随机区组排列。

选取黄瓜种子并确保其大小一致，饱满度相似，对其进行消毒、浸种、催芽后种植在营养钵中，常规育苗，展平子叶，采用适量的1/2 Hogland 营养液浇灌。当幼苗生长到4叶1心状态时，选取生长相似的黄瓜幼苗用 PEG-6000 模拟干旱胁迫处理，分别用不同浓度海藻肥进行叶面喷施处理，每隔2 d喷1次，共喷施3次;每个重复 3 次，处理30株;分别在第1、2、3、4、5天对成熟叶片进行采集，从而对黄瓜幼苗的各项指标进行测定。

1.3   试验测定指标及方法

叶片相对含水量测定（RWC）=（FW-DW）/（TW-DW）×l00%;叶片叶绿素含量采用丙酮乙醇法测定;脯氨酸含量采用茚三酮显色测定法;丙二醛含量采用硫代巴比妥酸比色法测定;超氧化物歧化酶（SOD）采用氮蓝四唑光还原法测定;过氧化物酶（POD）采用愈创木酚比色法测定。

2   结果与分析

2.1   海藻肥对干旱胁迫下黄瓜幼苗叶片水分及渗透调节物质的影响

2.1.1   海藻肥对干旱胁迫下黄瓜幼苗叶片相对含水量的影响

由图1可以看出，叶面喷施海藻肥后，黄瓜幼苗叶片相对含水量下降幅度明显低于CK2，在胁迫第5天时，海藻肥处理的叶片相对含水量片分别比CK2高20.24%、36.37%、25.59%，差異达显著水平（P<0.05）。由此可见，在干旱胁迫条件下，适宜浓度的海藻肥有利于保持黄瓜叶片的水分。

2.1.2   海藻肥对干旱胁迫下黄瓜幼苗体内游离脯氨酸含量的影响

从图2可以看出，第5天时，处理A4的黄瓜幼苗体内游离脯氨酸含量比CK2高23.34%，差异达显著水平（P<0.05），而处理A1、A2、A3、A5和A6的黄瓜幼苗游离脯氨酸含量与CK2差异不显著。由此可见，在干旱条件中，海藻肥有利于植物细胞中脯氨酸含量积累，降低细胞水势，增强细胞持水能力，但是要注意海藻肥的浓度要适中。

2.2   海藻肥对干旱胁迫下黄瓜幼苗叶绿素含量的影响

从图3可以看出，经干旱处理2～3 d，所有经过海藻肥喷洒的黄瓜幼苗，其叶绿素含量均高于CK2，在干旱胁迫第5天时，处理A4、A5中黄瓜幼苗的叶绿素含量比CK2高33.45%、19.14%，差异均达显著水平（P<0.05），而处理A1、A6中黄瓜幼苗的叶绿素含量则比CK2低5.51%、2.95%。由此可见，适宜浓度的海藻肥可以有效缓解干旱胁迫引起的黄瓜幼苗叶绿素降解，而海藻肥的浓度过低或过高均会影响其效果，缓解效果均不佳。

2.3   海藻肥对干旱胁迫下黄瓜幼苗细胞膜的影响

2.3.1   海藻肥对干旱胁迫下黄瓜幼苗MDA含量的影响

从图4可以看出，在干旱胁迫第5天时，黄瓜幼苗体内MDA含量比正常条件CK1高72.85%，差异达极显著水平（P<0.05），说明干旱胁迫对黄瓜叶片细胞膜造成了伤害。在胁迫第5天时，各浓度海藻肥处理的黄瓜幼苗体内MDA含量分别比CK2低8.21%、10.23%、13.75%、22.17%、17.57%、14.33%。由此可见，在干旱胁迫条件下，海藻肥能在一定程度上缓解干旱胁迫对黄瓜膜质过氧化的伤害，且处理A4的缓解效果较好。

2.3.2   海藻肥对干旱胁迫下黄瓜幼苗相对电导率的影响

从图5可以看出，干旱胁迫下，在适宜浓度海藻肥叶面喷施处理下，黄瓜幼苗能降低相对电导率。在胁迫第5天时，处理A4、A5的黄瓜幼苗相对电导率分别比CK2低45.23%、36.54%，差异均达显著水平（P<0.05）。

由此可见，处理A4和A5喷施的海藻肥，均能够降低和缓解干旱胁迫对黄瓜幼苗的伤害。

2.4   海藻肥对干旱胁迫下黄瓜幼苗抗氧化酶活性的影响

由图6可知，在干旱胁迫第5 天时，处理A4黄瓜幼苗体内的POD、SOD 活性分别比CK2高22.21%、17.47%，差异均达显著水平（P<0.05）;处理A3、A4和A5的黄瓜幼苗体内，CAT 活性较CK2分别提升16.72%、39.31%、24.01%（P<0.05）。这说明海藻肥处理A3、A4和A5能够在一定时间内对黄瓜抗氧化酶活性进行有效提升，从而将干旱胁迫对植株的伤害产生较大的缓解。

3   结论

本次试验中，PEG-6000模拟的干旱胁迫环境能够抑制黄瓜幼苗的生长，使其细胞膜受损，进而影响叶片相对含水量。此外，还会导致黄瓜幼苗电解质外渗。同时，脯氨酸含量、抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性在胁迫初期会升高，而在胁迫后期则下降。

试验表明：在短时间内的胁迫，能大大提升黄瓜幼苗的抗旱性。采用适宜浓度的海藻肥对黄瓜幼苗的叶面进行喷施处理，能够使黄瓜幼苗在干旱胁迫的环境下抑制生长和光合作用，累积大量的MDA，缓解叶绿素降解过程;同时，还能够对抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性进行大大的提升，使黄瓜幼苗的耐旱性得到较大提升。但是对于海藻肥的浓度有较高要求，无论浓度过高或过低，均会起到反作用，使得黄瓜幼苗的耐旱性大大降低。

试验分析得知，发挥海藻肥效的最佳浓度为1 g/L。

参考文献：

[ 1 ] 王明鹏，陈蕾，刘正一，等.海藻生物肥研究进展与展望[J].生物技术进展，2015，5（3）：158-163.

[ 2 ] KHAN W R U P，SUBRAMANIAN S，JITHESH M N，et al.Seaweed extracts as biostimulants of plant growth and devel-opment[J].Journal of Plant Growth Regulation，2009，28（4）：386-399.

[ 3 ] 耿銀银，尹媛红，沈宏，等.海藻功能物质的提取工艺、理化性质以及在农业领域中的应用[J].生态学杂志，2017，36（10）：2951-2960.

[ 4 ] 王明鹏，陈蕾，刘正一，等.混合菌群发酵马尾藻作为海藻肥料的研究[J].海洋科学，2017，41（2）：117-124.

[ 5 ] ZHANG Y，YIN H，ZHAO X，et al.The promoting effects of alginate oligosaccharides on root development in Oryza sativa L. mediated by auxin signaling[J].Carbohydrate Polymers，2014（113）：446-454.