刘 爽，王姗姗，张美玲，程东娟，葛振宇，王春男，田英豪，曹 宁，王建霄*

（1.河北工程大学，河北邯郸 056038；2.河北省农业生物技术创新中心，河北秦皇岛 066004；3.河北省农业农村厅植物营养与海洋功能肥料重点实验室，河北秦皇岛 066004；4.河北省企业技术中心，河北秦皇岛 066004；5.领先生物农业股份有限公司，河北秦皇岛 066004；6.中国农业大学资源与环境学院，北京 100083；7.东北农业大学，黑龙江哈尔滨 150038）

甜叶菊（Stevia rebaudianaBertoni）原产于南美洲，为菊科甜叶菊属多年生草本植物[1]。叶片富含甜菊糖苷，其甜度为蔗糖的300 倍[2]，可作为甜味剂，在食品、饮料、医药等方面具有较高的利用价值，其经济效益远高于小麦、玉米等作物[3]，目前在我国多个省份均有种植[4]。河北省曲周县有国内最大的甜菊糖苷生产基地，种植面积逐年扩大[5]。2020 年调查发现，曲周县甜叶菊氮磷钾肥投入量远超出推荐施肥量，但产量一直停滞不前[6]。研究发现，过量施肥不仅造成肥料利用率低、资源浪费，还导致土壤养分结构失调、水体富营养化等环境污染问题[7]，因此，降低化肥使用量、提高肥料利用率已成为甜叶菊种植中急需解决的问题。

海藻肥是从海藻中提取的一些生化物质，如碳水化合物类、抗氧化剂和生长素等，加上氮磷钾以及中微量元素加工制成的一种肥料[8]，以液体或粉末为主。多项研究表明，海藻肥可改善土壤生态环境[9]，提高作物产量与品质，提升植物抗逆性，增强对养分的吸收和利用[10]。Almaroai 等[11]研究表明，9%的海藻提取物可促进洋葱株高、叶面积的增长，提高鳞茎产量。林梅等[12]研究发现，喷施100 倍海藻提取液能显著提高樱桃的可溶性糖和抗坏血酸含量，提高果实品质。2 g/L 的海藻肥能够显著提高番茄苗期的叶绿素含量和脯氨酸含量[13]，生菜的研究中也有类似报道[14]。海藻肥可起到补充植物养分、调节植物生长的作用，但在甜叶菊方面的影响研究较少。本研究通过盆栽试验分析了不同浓度海藻肥对甜叶菊苗期生长量、抗氧化系统、渗透调节物质以及养分含量的影响，以明确海藻肥的适宜用量，为其推广提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以甜叶菊品种‘谱星六号’为试材，甜叶菊种子去除冠毛，浸种12 h，捞出后与育苗基质充分拌匀[15]，撒到穴盘中，喷水，待幼苗长至3 叶1 心时移栽。

以“冲动”海藻腐殖酸平衡营养液（领先生物农业股份有限公司生产）为肥料，其有效成分为无机盐含量约56.9%，总糖含量约50.6%，酸性多糖含量约50%，酚类化合物含量约0.7%。试验所用复合肥为“桂湖复合肥”，氮磷钾含量为15-15-15，总养分含量大于45%，眉山市新都化工复合肥有限公司。

1.2 仪器与设备

电子天平，TP-A500，福州华志科学仪器有限公司；烘箱，DHG-9140A，上海一恒科学仪器有限公司；离心机，TDL-40B，上海安亭科学仪器厂制造；7200 型可见分光光度计，尤尼柯上海仪器有限公司；火焰光度计，6400A，上海仪电科学仪器股份有限公司。

1.3 试验设计

试验在中国农业大学曲周实验站日光温室内进行。试验设7 个处理，每个处理3 盆，每盆用土量约3 kg，种植2 株，施肥设计见表1，共3 次重复。于施肥后10、20、30 d 取样，测定相关指标。

表1 不同海藻肥浓度的试验设计Table 1 Experimental design of different algal fertilizer concentrations

1.4 测定指标与方法

1.4.1 生长指标

株高：用直尺测量从花盆土表面到植株生长点的高度。

茎粗：用游标卡尺测量植株中下部茎最粗处的直径。

鲜质量：用剪刀剪去植株地上部，用电子天平称质量。

干质量：将植株地上部放入烘箱，在75 ℃下烘至恒质量，用电子天平称其质量。

1.4.2 生理指标

超氧化物歧化酶（SOD）酶活采用氮蓝四唑法测定[16]；抗坏血酸（VC）含量采用比色法测定[17]；脯氨酸含量采用酸性茚三酮显色法测定[18]；可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定[19]；丙二醛含量采用硫代巴比妥酸比色法测定[20]；叶绿素含量采用分光光度法测定[21]。

1.4.3 养分含量

全氮含量采用凯氏定氮法测定，全磷含量采用钒钼黄分光光度法测定，全钾含量采用火焰光度计法测定[22]。

1.5 数据处理

采用Excel 2010 进行数据汇总和表格制作，OriginPro 2021b 绘制图形。采用SPSS 20.0 分析软件进行统计分析，Duncan’s 新复极差法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度海藻肥对甜叶菊苗期生长的影响

不同浓度海藻肥对甜叶菊苗期的生长有促进作用（见表2、3、4、5）。由表知，随着施肥量的增加，甜叶菊的生长量（株高、茎粗、地上部鲜质量及干质量）呈现先上升后下降的趋势。当海藻肥浓度为1.50～2.00 g/L 时，差异最显著，浓度大于2.00 g/L 时，海藻肥对植株生长的促进作用开始呈下降趋势。T3 处理（海藻肥浓度为1.50 g/L）甜叶菊的株高达到最大值，在10、20 d 和30 d 时株高分别为30.30、34.45、35.07 cm，分别比对照显著提高25.36%、36.33%、27.85%（表2）。T3 处理甜叶菊的茎粗为最大值，在施肥后10、20 d 和30 d 时，茎粗为2.26、2.51、2.73 mm，分别比对照高7.11%、13.06%、11.89%，差异显著（表3）。T3 处理甜叶菊的地上部鲜质量也为最大值，在10、20 d 和30 d 时为7.26、8.08、8.33 g，分别比对照显著提高29.18%、28.15%、19.51%（表4）。甜叶菊的地上部干质量在10、20 d 时T3 处理为最大值，为1.65、2.22 g，分别比对照高37.50%、13.27%，差异不显著；30 d 时T3、T4 处理植株地上部干质量为最大值，均为2.25 g，比对照高4.17%，但差异不显著（表5）。由此表明，添加适宜浓度的海藻肥提高了甜叶菊的株高、茎粗、地上部鲜质量及干质量。

表2 不同浓度海藻肥对甜叶菊株高的影响Table 2 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on stevia plant height

表3 不同浓度海藻肥对甜叶菊茎粗的影响Table 3 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on stem diameter of stevia

表4 不同浓度海藻肥对甜叶菊地上部鲜质量的影响Table 4 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on shoot fresh weight of stevia

表5 不同浓度海藻肥对甜叶菊地上部干质量的影响Table 5 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on shoot dry weight of stevia

2.2 不同浓度海藻肥对甜叶菊抗氧化体系的影响

超氧化物歧化酶（SOD）是清除生物机体内氧自由基的一种重要酶，可延迟衰老[23]。抗坏血酸在生物体氧化还原反应中起重要作用，能清除活性氧基团和部分自由基[24]。由图1 知，添加不同浓度的海藻肥能提高甜叶菊抗氧化系统的活性。随着施肥量和处理时间的增加，甜叶菊的SOD 含量和抗坏血酸含量均呈先上升后下降的趋势。施肥后10、20、30 d 时，T4 处理的SOD 含量最大，10 d时T4 处理比对照显著提高23.56%，20 d 时T4 处理比对照显著提高43.55%，30 d 时T4 处理比对照显著提高97.56%（图1a）。甜叶菊的抗坏血酸含量由T1 到T4 呈增加趋势，T4 至T6 呈下降的趋势。T4 处理最高，其次是T5、T3 处理。10 d 时，T3、T4、T5 处理比对照显著提高99.28%～109.19%；20 d 时，T3、T4、T5 处 理 比 对 照 高74.06%～87.86%；30 d 时T3、T4、T5 处 理 比 对 照 高49.85%～71.97%，差异显著（图1b）。可见适宜浓度的海藻肥能够激活甜叶菊的抗氧化系统。

图1 不同浓度海藻肥对甜叶菊SOD、抗坏血酸含量的影响Fig.1 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on SOD and ascorbic acid contents in stevia

2.3 不同浓度海藻肥对甜叶菊渗透调节物质（脯氨酸和可溶性糖含量）的影响

海藻提取物中包含与抗逆相关的功能物质，如甜菜碱、脯氨酸等，能增强植物的抗逆性。脯氨酸（POD）是生物体内对抗渗透胁迫的重要组成部分，可减少活性氧自由基对植株的危害[25]，同时对稳定大分子结构、调节细胞氧化反应等方面也有重要作用[26]。可溶性糖在渗透调节和维持蛋白稳定方面有重要作用[27]。不同浓度海藻肥处理的甜叶菊苗期叶片脯氨酸和可溶性糖含量与对照相比均有所升高，T4 处理的甜叶菊脯氨酸为最大值，施肥后10、20、30 d，分别比对照高80%、81.48%、51.43%，差异极显著（图2a）。甜叶菊的可溶性糖从T1 到T3 呈增加趋势，由T3 到T6 呈下降趋势。施肥后10、20、30 d 时，T3处理的可溶性糖含量最大，10 d 时，T3 处理比对照显著提高58.91%，20 d 时T3 处理比对照高42.92%，30 d 时T3 比对照高36.61%，差异显著（图2b）。由此说明海藻肥浓度为1.5～2 g/L，T3、T4 处理对甜叶菊的脯氨酸和可溶性糖含量有显著促进作用。

图2 不同浓度海藻肥对甜叶菊脯氨酸、可溶性糖含量的影响Fig.2 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on the contents of proline and soluble sugar in stevia

2.4 不同浓度海藻肥对甜叶菊过氧化产物的影响

丙二醛（MDA）常用来作为衡量植物体内氧化胁迫程度的一项指标，其能够发生膜脂过氧化作用，最终分解物为MDA[28]。随着施肥量和处理时间的增加，甜叶菊丙二醛含量呈减少趋势，MDA 值在对照中最高，T4 中最低，其次为T3 处理；施肥后10、20、30 d 时，T4 处理与对照相比分别显著降低40.39%、40.32%、35.87%；T3 处理与对照相比分别显著降低38.82%、39.11%、34.53%（图3）。表明在T3、T4 处理可有效降低丙二醛的积累。

图3 不同浓度海藻肥对甜叶菊过氧化产物（丙二醛含量）的影响Fig.3 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on the peroxidation product(malondialdehyde content)of stevia

2.5 不同浓度海藻肥对甜叶菊叶绿素含量的影响

叶绿素参与光合作用的形成，研究表明叶绿素含量与光合速率呈正相关[29-30]。海藻酸可加速土壤中难溶性盐的溶解，提高土壤养分[31]。添加不同浓度的海藻肥均提高了甜叶菊的叶绿素含量，随着施肥浓度的增加，叶绿素a、叶绿素b 和a+b 呈先上升后下降的趋势。T3 处理的叶绿素a 含量最大，施肥后10、20、30 d 时，分别为0.67、0.99、1.21 mg/g，比对照高9.84%～61.33%（表6）；T3 处理的叶绿素b 含量为最大，分别为0.28、0.38、0.39 mg/g，其次为T4 处理。10 d 时T3 处理比对照高21.74%，差异不显著，20 d 和30 d 时T3 处理分别比对照高52%、44.44%，差异显著（表7）；叶绿素a+b 含量也是T3 处理的最大，10、20、30 d 时分别为0.94、1.36、1.60 mg/g，比对照显著提高11.90%～58.42%（见下页表8）。

表6 不同浓度海藻肥对甜叶菊叶绿素a 的影响Table 6 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on chlorophyll a of stevia

表7 不同浓度海藻肥对甜叶菊叶绿素b 的影响Table 7 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on chlorophyll b of stevia

表8 不同浓度海藻肥对甜叶菊叶绿素a+b 的影响Table 8 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on chlorophyll a+b in stevia

2.6 不同浓度海藻肥对甜叶菊苗期地上部位养分含量的影响

氮磷钾是作物生长的3 大主要元素，氮、磷是植物体内有机化合物的组成成分，钾对提高植物的光合作用和抗逆性有重要作用，测定植株全氮、全磷、全钾含量可了解植物体内氮磷钾的营养水平[32]。从表9 中可看出，添加不同浓度的海藻肥均提高了甜叶菊苗期地上部养分含量。各处理的氮累积量为1.23%～1.75%，磷累积量为0.12%～0.24%，钾累积量为1.49%～2.37%。T3、T4、T5 处理的氮磷钾养分含量要高于CK、T1、T2 和T6 处理，其中T4 处理的氮磷钾养分含量最高，分别比对照高42.28%、100%、59.06%；其次为T3 处理，分别比对照高25.20%、58.33%、51.68%。因此，T3、T4 处理均可提高甜叶菊的养分含量。

表9 不同浓度海藻肥对甜叶菊地上部氮、磷、钾含量的影响Table 9 Effects of different concentrations of seaweed fertilizer on nitrogen,phosphorus and potassium contents in shoot of stevia

3 讨论

3.1 不同浓度海藻肥与甜叶菊苗期生长的关系

有研究表明海藻肥中含有一定的氮磷钾和微量元素、生长素、细胞分裂素等，可促进植物光合作用，加速营养生长，使植株高度和干物质积累增加[33-34]。本试验中，添加海藻肥处理的甜叶菊苗期的株高、茎粗、地上部鲜质量及干质量都高于对照组，其中T3、T4 处理显著提高了甜叶菊苗期的生长量。宋修超等[35]研究也表明，海藻酸水溶肥料为0.2 mg/L 时，菜椒苗的株高与茎粗分别比对照高36.87%、37.96%，显著提高了植株的壮苗指数，可见适宜浓度的海藻肥可以促进植物生长。

3.2 不同浓度海藻肥与甜叶菊苗期抗氧化酶活性的关系

海藻肥可提高植物的抗氧化物质和活性，是由于海藻中的某些成分能够参与代谢合成途径，增加抗氧化能力和氮代谢的调节酶，抗氧化物质可保护生物体中细胞受到自由基的伤害[36]。本试验中添加海藻肥处理提高了甜叶菊苗期的SOD 酶活、抗坏血酸含量，T4 处理显著提高甜叶菊抗氧化物质的活性。叶面喷施100 倍海藻肥提取液可显著提高樱桃的抗坏血酸含量，可能是海藻肥中氨基酸与酶的效应产生从而引起抗坏血酸含量增加[13]。这表明适宜浓度的海藻肥能够激活甜叶菊抗氧化酶活性。

3.3 不同浓度海藻肥与甜叶菊苗期渗透物质含量的关系

海藻中的化学成分主要有海藻多糖、海藻糖醇类以及植物激素等，其中海藻多糖占比40%左右，这些糖类可调节细胞渗透压、提高植物抗逆性[37]。孙锦等[13]研究发现，2 g/L 的海藻肥可显著提高番茄苗期叶片的叶绿素和脯氨酸含量，可能与海藻肥含碳水化合物和生长素有关，从而增强植物抗逆性，这与本文的研究结果一致。本研究发现施用不同浓度的海藻肥可以提高甜叶菊渗透物质的含量；当海藻肥浓度为2 g/L 时，T4 处理的渗透物质含量（脯氨酸含量与可溶性糖含量）为最大值。研究表明适宜浓度的海藻肥可提高甜叶菊渗透物质的含量。

3.4 不同浓度海藻肥与甜叶菊苗期MDA 含量的关系

MDA 含量可反映膜质过氧化的程度，含量高表示过氧化程度高[38]。冯敬涛等[39]研究表明，喷施海藻肥提取物可有效降低苹果叶片中的MDA 含量，促进幼苗生长，提高植株养分。王向丽[40]研究表明，喷施海藻肥的番茄幼苗MDA 含量明显降低，幼苗的损伤减少。在本研究中，添加海藻肥处理甜叶菊苗期的MDA 含量比对照明显降低，其中T4 处理为最低值，减少植物体内细胞受到的胁迫。

3.5 不同浓度海藻肥与甜叶菊苗期叶绿素含量的关系

海藻肥中含有的甜菜碱，可提高叶片的相对含水量，促进叶绿素的合成[41]。研究表明根施海藻肥的黄瓜处理，叶绿素含量比对照高出59.5%，有利于叶绿素的合成，促进光合作用[42]。何锐等[14]表明随着海藻肥浓度的增加，生菜的光合色素呈先上升后下降的趋势，T2 处理叶绿素a、叶绿素b 分别比对照高22.04%、6.80%，这与本文研究结果一致。叶绿素是光合作用中最主要的色素分子，叶绿素含量高，有利于植物的光合作用[43]。本研究中添加7 种浓度的海藻肥均能提高甜叶菊中叶绿素a、b 以及叶绿素a+b 的含量，其中T3 处理叶绿素含量最大。

3.6 不同浓度海藻肥与甜叶菊地上部养分含量的关系

研究表明，氮磷钾肥可促进植物生长，提高产量和品质，提高抗逆性[44]。化肥释放氮磷钾等养分短时间内可达到植株营养需求，由于土壤性质、作物特性、施肥方式等因素，降低了化肥的利用率[45]。在小麦玉米的研究中发现，施用海藻肥处理的夏玉米的养分积累量最大，显著高于常规施肥处理，分别提高14.0%、11.0%、16.7%；冬小麦氮磷钾利用率分别提高了13.5%、2.1%、7.0%[46]。本研究发现添加不同浓度的海藻肥处理增加甜叶菊地上部氮、磷、钾的吸收量，当海藻肥浓度为2 g/L 时，T4 处理甜叶菊的氮磷钾养分积累量最高。添加适宜浓度的海藻肥可促进甜叶菊对养分的吸收，为培育壮苗打下了基础。

4 结论

添加适宜浓度的海藻肥，提高了甜叶菊苗期的株高、茎粗、地上部鲜质量、干质量以及叶片中的叶绿素和脯氨酸含量，增强抗氧化酶的活性，降低了MDA 含量，提高了甜叶菊地上部养分含量。T3 处理（海藻肥浓度为1.5 g/L）的甜叶菊生长量及可溶性糖和叶绿素含量最大；T4 处理（浓度为2 g/L）的甜叶菊SOD、POD 含量最大，MDA 值最小，氮磷钾养分积累量最高。由此表明，添加1.50～2.00 g/L 的海藻肥可提高甜叶菊苗期的生长量、渗透调节物质、抗氧化酶含量、叶绿素含量以及氮磷钾含量，但海藻肥的施用量对甜叶菊品质方面的作用还需进一步研究。综上所述，海藻肥因具有促进植物生长、增强抗逆性、提高养分吸收能力等优势，将会成为现代化农业中的重要角色。