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海绿素对苋菜生物学特性及品质和产量的影响



全 文 :·土壤与肥料· 北方园艺2012(16):146~150
作者简介:王廷芹(1977-),女,硕士,讲师,现主要从事园艺学栽培
生理工作。E-mail:wtqin@163.com.
基金项目:广东省高等学校本科特色专业建设点资助项目
(2010189)。
收稿日期:2012-05-23
海绿素对苋菜生物学特性及品质和产量的影响
王 廷 芹
(广东海洋大学 农学院,广东 湛江524088)
  摘 要:采用1.20、1.70和2.20mL/L的海绿素对苋菜进行叶面喷施,研究海绿素对苋菜抗
逆性及品质的影响。结果表明:适宜浓度的海绿素可促进苋菜的生长,提高叶绿素含量,氨基酸
含量及其抗逆性,增加了苋菜产量,但有减低其品质的趋势。在不同的生长发育期,其作用效应
有所不同。以1.70mL/L的海绿素处理效果较好。
关键词:苋菜;海绿素;生长;品质;产量
中图分类号:S 647 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2012)16-0146-05
  苋菜(Amaranthus mangestnus L.)是苋科苋属1a
生植物,又名米苋、赤苋、雁来红等,苋菜按其颜色分红
苋、绿苋和红绿杂色3种。其营养价值丰富,并具有较
好的医用价值[1]。我国医学认为,苋菜还是一种保健蔬
菜[2]。另外,苋菜抗病虫能力强,是一种天然的无公害
绿色食品[3]。
海绿素原材料是来自大西洋海域中的天然海藻,呈
现独特的海洋绿色,含天然海藻酸大于40g/L,富含螯
合态微量元素以及氮、磷、钾等多种养分,是目前中国唯
一的采用保护性工艺生产的无公害海藻类营养剂,对作
物安全无毒,可迅速植物吸收,具有促根保苗、增强抗
病、改善品质、增加产量等多重作用。
在黄瓜、番茄、小麦、大豆、花生、葡萄等作物所做的
试验表明,使用海藻肥可提高种子发芽率,促进根系发
育和主茎的粗大,刺激根茎对土壤养分的吸收,对作物
的产量、品质、保鲜以及抗病虫害方面均具有极大的作
用[4-7]。在国外,海藻肥作为苗木、花卉、果树、农作物及
草坪等的肥料广泛使用,南非、英国、新西兰是生产海藻
肥最为成功的国家,每年都生产上千吨的海藻液
体肥[8]。
我国对海藻肥的研究比较晚,孙盈萍等[9]在棉花生
产上试验表明,海绿素对棉花的生长发育具有促进作
用,对棉花黄萎病有一定的抑制作用。该试验研究海绿
素在苋菜上的应用价值,以期为苋菜生产提供一定理论
基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为湛江伟坤牌尖叶白骨苋菜。海绿素由
北京新禾丰农化资料有限公司提供,主要成分为天然海
藻酸。天然海藻酸≥40g/L,富含纯天然植物源生长素、
细胞分裂素、赤霉素等调节剂和海藻酸、维生素、低聚糖
等植物活性因子。N+P2O5+K2O≥440g/L;Cu+Fe+
Mn+Zn+B≥20g/L。
1.2 试验方法
试验于广东海洋大学主校区后山基地进行。2009
年7月1日播种,每个小区面积为2m2。采用条播方
式,10cm×10cm的密度进行间苗。常规管理,选择
1.20mL/L(处理1)、1.70mL/L(处理2)、2.20mL/L
(处理3)3种浓度的海绿素分别在7月25日(播后
25d)、7月30日(播后30d)、8月4日(播后35d)对苋菜
进行叶面喷施,清水作为对照(CK)。分别在7月27日
(播后27d)、8月1日(播后32d)、8月6日(播后37d)、
8月9日(播后40d)取样测定指标,3次重复。
1.3 项目测定
分别于播后27、32、37和40d取对照和其它处理的
苋菜样品10株,利用游标卡尺在每株苋菜的真叶上面
1cm处进行样品2个对立方向的植株茎的粗度测定。
利用直尺从每株苋菜下端生根处开始到上端生长点处
为止测量植株的株高。利用直尺测量每株苋菜叶片的
最大长度(a)和最大宽度(b),并统计叶数(n)[10],计算叶
面积。
于播后40d,从各处理中各取有代表性的苋菜样品
10株,利用电子天平称量样品的单株鲜重、地上部鲜重
和地下部鲜重。烘干后称量单株干重、地上部干重和地
下部干重。
播后27、32、37和40d取功能叶,测定叶绿素含
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北方园艺2012(16):146~150 ·土壤与肥料·
量[11]、可溶性蛋白含量[12]、可溶性糖含量[12]、维生素C
含量[12]、氨基酸含量[12]、游离脯氨酸含量[12]和丙二醛
含量[12]。
2 结果与分析
2.1 对植株茎粗的影响
由表1可知,播后27d,除处理1低于对照外,其它
处理均高于对照,只有处理2与处理1及对照达到显著
差异,其它无显著差异;播后32d,除处理3低于对照外,
其它处理均高于对照,除处理2和处理3及对照存在显
著性差异,其它处理与对照差异不显著;播后37d,各处
理的茎粗均高于对照,处理间差异情况与播后27d类
似。播后40d,各处理的茎粗均高于对照,只有处理1、
处理2与对照达到显著性差异,处理中,只有处理2与处
理3存在显著性差异。可见适宜浓度海绿素处理可增
加苋菜的茎粗,并且在苋菜的不同生长发育期,其作用
效应是有所不同的。
表1 海绿素对植株茎粗的影响
处理
茎粗/mm
播后27d 播后32d 播后37d 播后40d
CK  1.44b 2.01b 3.29b 3.97c
1  1.41b 2.32ab  3.34b 4.57ab
2  1.65a 2.63a 3.87a 4.79a
3  1.51ab  1.99b 3.48ab  4.17bc
  注:表中小写英文字母表示平均数间差异达5%的显著水平,下同。
2.2 对植株株高的影响
由表2可知,播后27d,除处理3与对照的株高相
同外,其它处理的株高均高于对照,除处理2与对照、处
理3间存在显著性差异外,其它处理间无显著性差异;
播后32d,各处理的株高均高于对照,处理2的株高最
大,达到9.40cm,处理间差异情况与播后27d类似;播
后37d,处理的株高均大于对照,处理2的株高最大,达
到16.74cm,处理间差异情况与播后27d类似;播后
40d,除处理3的株高低于对照外,其它处理均高于对
照,只有处理2与对照间存在显著性差异,其它处理间
无显著性差异。可见海绿素处理可增加苋菜的株高,并
且在苋菜的不同生长发育期,其作用效应是有所不
同的。
表2 海绿素对植株株高的影响
处理
株高/cm
播后27d 播后32d 播后37d 播后40d
CK  2.98b 5.88b 11.02b 13.18b
1  3.66ab  6.78ab  12.37ab  14.29ab
2  4.35a 9.40a 16.74a 17.17a
3  2.98b 5.90b 11.85b 13.81ab
2.3 对植株叶面积的影响
由表3可知,播后27d,各处理间无显著性差异,其
中处理3的叶面积最大,对照次之,最小的是处理1;播
后32d,各处理间无显著性差异,处理1的叶面积最大,
对照最小;播后37d,各处理的叶面积均高于对照,除处
理2与其它处理均存在显著性差异外,其它处理间无显
著性差异;播后40d,各处理间均无显著性差异,处理2
的叶面积最大。可见海绿素处理可增加苋菜的叶面积,
以1.70mL/L增大效果最好。并且在苋菜的不同生长
发育期,其作用效应是有所不同的。
表3 海绿素对植株叶面积的影响
处理
叶面积/cm2
播后27d 播后32d 播后37d 播后40d
CK  8.00a 20.70a 59.04b 113.32a
1  6.64a 29.80a 68.64b 133.74a
2  7.16a 21.95a 85.52a 145.29a
3  9.08a 21.95a 71.25ab  123.04a
2.4 对植株叶片数的影响
由表4可知,播后27d,处理3的叶片数最高,处理
2次之,处理1和对照相同,各处理间均无显著性差异;
播后32d,处理2的叶片数最高,各处理的叶片数均高于
对照,处理1、2与对照达到显著性差异,其它处理间无显
著性差异;播后37d,处理2的叶片数最高,除处理1、处
理2与对照间和处理1、2与处理3间存在显著性差异
外,其它无显著性差异;播后40d,处理2与其它处理均
达到显著性差异,处理1与处理3间存在显著性差异,其
它处理间无差异。可见海绿素处理可增加苋菜的叶片
数,并且在苋菜的不同生长发育期,其作用效应是有所
不同的。
表4 海绿素对植株叶片数的影响
处理
叶片数/片
播后27d 播后32d 播后37d 播后40d
CK  4.30a 4.4b 5.5b 6.30bc
1  4.30a 5.0a 6.0a 6.63b
2  4.36a 5.1a 6.2a 7.03a
3  4.40a 4.9ab  5.5b 6.17c
2.5 对苋菜单株鲜重和地上部鲜重/地下部鲜重的影响
由表5可知,各处理的单株鲜重均高于对照,其中
处理2的单株鲜重最重,达到5.02g,处理1次之,处理
3与对照相差不大,只有处理2与对照、处理3间达到显
著性差异,其它处理间无显著性差异,说明1.70mL/L
浓度的海绿素增产效果最好。地上部鲜重/地下部鲜重
的值只有处理2高于对照,处理2的地上部鲜重/地下
部鲜重的值最大,达到10.90。处理2与其它处理、对照
之间均达到了显著性差异,而其它处理间均不存在显著
性差异。说明过高或过低的浓度都会降低地上部鲜重/
地下部鲜重的比值。
表5 海绿素对植株鲜重的影响
处理 单株鲜重/g 地上部鲜重/地下部鲜重
CK  3.60b 8.43b
1  3.97ab  7.95b
2  5.02a 10.90a
3  3.66b 7.97b
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2.6 对叶片叶绿素含量的影响
由表6可知,播后27d,各处理的叶片叶绿素含量
均高于对照;除处理1、2与对照达到显著性差异外,其它
处理间无显著性差异;播后32d,只有处理3的叶绿素含
量低于对照,处理2与对照、处理3间达到显著性差异,
其它处理间无显著性差异;播后37d,只有处理3的叶绿
素含量低于对照,处理2与其它处理间均达到显著性差
异,其它处理间无显著性差异;播后40d,只有处理3的
叶绿素含量低于对照,除处理1、2与对照间和处理1、2
与处理3间存在显著性差异外,其它处理间无差异。可
见,适宜浓度海绿素可提高叶片叶绿素的含量,过高的
浓度反而降低了叶片叶绿素的含量,在苋菜的不同生长
发育期,其作用效应也是有所不同的。
表6  海绿素对苋菜叶片叶绿素含量的影响
处理
叶绿素/μg·g-1
播后27d 播后32d 播后37d 播后40d
CK  679.37b 797.90b 786.94b 690.01b
1  789.89a 846.98ab  796.83b 749.10a
2  808.00a 904.35a 906.79a 788.166a
3  722.00ab  773.25b 780.41b 660.32b
2.7 对苋菜叶片脯氨酸含量的影响
由图1可知,在苋菜生长发育过程中,3个浓度海绿
素处理和对照的叶片脯氨酸含量变化趋势基本一致,脯
氨酸含量先下降再逐渐上升,上升到一定高度后又
下降。
图1 苋菜生长过程中脯氨酸含量的变化
由表7可知,播后27d,各处理的脯氨酸含量均高
于对照,处理2的含量最大,达19.92μg/g,只有处理2
与对照达到显著性差异,其它处理间均无显著性差异;
播后32d,各处理的脯氨酸含量均高于对照,处理1的含
量最大,达22.55μg/g,除处理1、2与对照存在显著性差
异外,其它处理间无差异;播后37d,各处理的脯氨酸含
量均高于对照,处理2的含量最大,达到42.42μg/g,只
有处理2与对照达到显著性差异,其它处理间均未达到
显著性差异;播后40d,只有处理3的脯氨酸含量低于对
照,除处理2与对照、处理3存在显著性差异外,其它处
理间均无显著性差异。可见,海绿素处理可提高脯氨酸
的含量,1.70mL/L海绿素效果最好,不同浓度处理在
不同生育期,其作用效应有所不同。
表7  海绿素对苋菜叶片脯氨酸含量的影响
处理
脯氨酸含量/μg·g-1
播后27d 播后32d 播后37d 播后40d
CK  14.97b 19.79b 30.60b 17.23b
1  19.05ab  22.55a 34.71ab  21.89ab
2  19.92a 22.52a 42.42a 26.95a
3  18.18ab  21.57ab  36.88ab  17.08b
2.8 对苋菜叶片丙二醛含量的影响
由图2可知,在苋菜的生长过程中丙二醛的变化趋
势是先上升,后缓慢下降,再急剧下降,最后基本保持
不变。
图2 苋菜生长过程中丙二醛含量的变化
由表8可知,播后27d,只有处理2的丙二醛含量
高于对照,处理2、对照与处理1、3达到显著性差异;播
后32d,各处理的丙二醛含量均低于对照,除处理1与对
照、处理1与处理3不存在显著性外,其它处理间均存在
显著性差异;播后37d,各处理的丙二醛含量均低于对
照,各处理与对照均达到显著性差异,处理间均无显著
性差异,播后40d,除处理1、2与对照间和处理1、2与处
理3间存在显著性差异外,其它处理间无显著性差异。
可见,海绿素处理可以降低苋菜丙二醛含量,不同浓度
处理在不同生育期,其作用效应有所不同。
表8   海绿素对苋菜丙二醛含量的影响
处理
丙二醛含量/μmol·g-1
播后27d 播后32d 播后37d 播后40d
CK  45.93a 42.07a 10.78a 11.93a
1  37.58b 36.27ab  8.37b 9.77b
2  46.77a 26.22c 8.77b 9.18b
3  31.03b 34.99b 8.95b 11.67a
2.9 对苋菜品质的影响
由表9可知,只有处理3的可溶性总糖含量低于对
照,除处理2与对照、处理3达到显著性差异外,其它处
理间均无显著性差异,说明中、低浓度的海绿素有利于
提高苋菜的可溶性总糖含量,处理2的效果最好。各处
理的维生素C含量均低于对照,除处理3与对照未达到
显著性差异外,其它处理与对照均存在显著性差异,说
明海绿素处理会降低维生素C的含量。只有处理3的
可溶性蛋白含量低于对照,除处理2与对照、处理3存在
差异显著外,其它处理间无显著性差异,说明中、低浓度
海绿素有利于提高可溶性蛋白的含量。只有处理3的
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北方园艺2012(16):146~150 ·土壤与肥料·
氨基酸含量低于对照,处理2与处理3、对照存在显著性
差异,处理1与处理3达到显著性差异,说明中、低浓度
海绿素有利于提高叶片的氨基酸含量,高浓度海绿素会
降低叶片氨基酸的含量。各处理的干物质含量均低于
对照,处理2的干物质含量最低,只有9.75%。其次是
处理1,处理3与对照相同,且各处理间都没有达到显著
性差异,说明海绿素处理会降低干物质含量。
表9   不同海绿素浓度对苋菜品质的影响
处理
可溶性总糖含量
/mg·g-1
维生素C含量
/mg·(100g)-1
可溶性蛋白含量
/mg·g-1
氨基酸含量
/mg·g-1
干物质含量
/%
CK  5.81b 70.58a 2.02b 1.04bc  10.62a
1  6.99ab  46.45c 2.15ab  1.18ab  10.57a
2  7.95a 57.64bc  2.35a 1.31a 9.75a
3  5.60b 62.55ab  2.00b 0.88c 10.62a
2.10 对苋菜产量和经济系数的影响
由表10可知,各处理的地上部鲜重均高于对照,只
有处理2与对照达到显著性差异;处理间均未达到显著
性差异。处理中,以处理2的地上部鲜重最重,达4.56g。
各处理的经济系数都比对照高,只有处理2与对照、处
理3间达到显著性差异,其它处理间无显著性差异。可
见,海绿素处理可提高苋菜的地上部鲜重及经济系数,
从而提高苋菜的产量。
表10    海绿素对苋菜叶片地上部鲜重及
    经济系数的影响
处理 CK  1  2  3
地上部鲜重/g  3.22b 3.72ab  4.56a 3.67ab
经济系数 0.87b 0.92ab  0.95a 0.89b
3 讨论
海绿素中是含海藻酸水溶性肥料,海藻酸水溶性肥
料是一种新型的叶面肥料。配方中添加生物源植物助
剂,可迅速被植物叶、茎、枝、果吸收利用,使用效果明
显[13]。喷施海藻肥可增加番茄植株的株高,提高番茄植
株的根冠比[14],施用海藻酸肥料的大豆比正常施肥有效
分枝数增加,增加了百粒重[15]。在苋菜生长的不同时期
喷施海绿素,可以促进苋菜的生长发育。该试验中,苋
菜的过程中,生长初期,各处理的株高,茎粗,叶面积都
与对照没有很大的差异性。播后32d,1.70mL/L海绿
素处理的植株株高、茎粗大于对照,其它处理间相差不
大。生长后期,海绿素处理的株高、茎粗均比对照高,以
1.70mL/L海绿素处理效果最好,其次是1.20mL/L,最
差的是2.20mL/L。说明,中等浓度的海绿素最能促进
苋菜的生长发育,高浓度处理促进效果最差。海绿素的
药效发挥慢,但发挥时间长。此研究结果与其它研究者
在大豆[15]、苹果[16]、桃[17]、番茄[18]、棉花[9]上的报道
一致。
叶绿素含量是表征植物光合作用强弱的重要参数,
叶绿素含量的下降是叶片衰老最明显的表现[19]。海绿
素可以提高棉花[9]和番茄[20]叶片的叶绿素含量。该试
验中,苋菜生长初期,低、中、高浓度海绿素肥处理均有
增加叶绿素含量的作用,中、低浓度的处理效果比高浓
度好,生长中期,高浓度处理的叶片叶绿素含量比对照
少,生长后期,低浓度处理的叶片叶绿素含量下降的速
度很快。说明,适宜浓度的海绿素肥处理具有增加叶绿
素含量和稳定叶绿素的效应,高浓度海绿素的增加效果
不明显,低浓度的海绿素发挥时间快,但后劲较差。可
见,适宜浓度的海绿素处理能够提高苋菜的叶绿素含
量,从而提高植物的光合性能,促进植株生长。
海绿素能增强植株的抗逆性,它通过强化作物自身
营养,调节植株生理进程,有效提高作物对干旱、寒冷、
高温、盐碱等逆境的适应能力[21]。该试验中,在苋菜的
生长过程,各处理的苋菜的丙二醛含量均低于对照,播
后27d,2.20mL/L浓度海绿素处理的苋菜的丙二醛
(MDA)上升的最缓慢,播后32d,中、低浓度处理和对照
的丙二醛含量呈下降趋势,但是高浓度处理还是成缓慢
上升的趋势,说明高浓度海绿素处理的发挥作用的时间
比较晚且效果最好。由于海藻液肥中的甜菜碱等活性
物质的存在而诱导了脯氨酸含量的提高,对番茄的抗逆
性具有重要的意义[22]。在苋菜生长过程中,除了播后
40d,除高浓度处理的脯氨酸含量与对照无显著差异外,
其它处理的苋菜的脯氨酸含量基本都高于对照。在生
长前期,各处理对脯氨酸含量的影响相差不大,播后37
d,1.70mL/L浓度海绿素处理增加脯氨酸的含量效果
最好。说明,适宜海绿素处理有助于提高苋菜的脯氨酸
含量,提高其抗逆性。
可溶性总糖、蛋白质、氨基酸及维生素C的含量是
蔬菜重要的品质指标。蛋白质是一切生命的物质基础,
蛋白质是构成各类细胞原生质的主要物质,核蛋白及其
相应的核酸是遗传的物质基础。蔬菜里含有可溶性总
糖,它是对人体健康非常有益的营养物质。植物体内碳
素营养状况以及农产品的品质性状,常以可溶性总糖含
量作为重要指标[23]。氨基酸是一种重要的生命物质,是
组成蛋白质的基本单位,也是蛋白质的分解产物,由于
参与机体正常代谢和许多生理机能而受到重视。
郑怀训等[24]研究表明,海藻肥料可以提高番茄蔗
糖、还原糖和维生素C含量,但经海绿素处理的苋菜的
维生素C含量是下降的,这一结果有待进一步研究。该
试验中,中等浓度海绿素处理的叶片的可溶性总糖和可
溶性蛋白含量最大,其次是低浓度海绿素处理,但是高
浓度海绿素处理的可溶性总糖和可溶性蛋白含量低于
对照,说明中、低浓度海绿素有助于提高可溶性总糖和
可溶性蛋白的含量,而高浓度海绿素处理不利于可溶性
总糖和可溶性蛋白的积累。但是所有的海绿素处理的
维生素C含量均低于对照,并且随着海绿素浓度的增
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加,维生素C的含量也随着增加,说明海绿素处理会降
低苋菜维生素C的含量。
在番茄[17]、大白菜[25]、荷兰彩椒[26]上的试验都表
明,海藻肥料有明显的增产效果。该试验中,低、中、高
浓度海绿素肥处理均有增产的作用,以中等浓度海绿素
处理的苋菜的整株鲜重、地上部鲜重、经济系数都是最
大的,高、低浓度海绿素处理的整株鲜重、地上部鲜重、
经济系数相差不大。但是,中等浓度的海绿素处理的干
物质含量是最小的,其它2个处理与对照相差不大。说
明中等浓度的海绿素处理的苋菜存在高产低质的趋势。
随着栽培技术的不断进步,蔬菜的生长期已越来越
短,而随着环境污染的加剧,蔬菜的病虫害也越来越重,
绝大部分蔬菜需要连续多次放药后才能成熟上市。绿
色蔬菜作为未来的发展趋势,我们需要做的是既要促进
蔬菜产量品质的提高,又要减轻蔬菜的农药残留问题。
解决这一问题的一种有效而又快速的方法是施用降农
药残留促作物生长的叶面肥。海绿素是目前采用保护
性工艺生产的无公害海藻类营养剂,有效提高作物抗逆
性能,对药害有明显的缓解作用,改善作物品质、增加
产量[21]。
参考文献
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The Effects of Seaweed Fertilizer on Biological Characteristics,
Quality and Yield of Amarantus mangestnus L.
WANG Ting-qin
(Colege of Agriculture,Guangdong Ocean University,Zhanjiang,Guangdong 524088)
Abstract:The efects of Bio-20seaweed fertilizer on Amaranthus mangostanus L.by spraying 1.20,1.70and 2.20mL/L
were studied.The results showed that appropriate concentration of Bio-20seaweed fertilizer could enhance the growth,
improv the content of chlorophyl and aminophenol,increase production and improve stress resistance of amaranth.But
the quality had a trend of decrease.However,the efect was diferent during diferent growth and development stage.
Treatment of 1.70mL/L Bio-20seaweed fertilizer had the best efect.
Key words:Amaranthus mangostanus L.;Bio-20seaweed fertilizer;growth;quality;production
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