海藻功能水溶肥对菜心抗旱性、产量及品质的影响

摘要

干旱是影响农作物产量和品质的重要限制因素。海藻提取物含有多种生理活性物质，对增强作物抗旱具有十分重要的作用。本文比较了海藻提取物的四种制备工艺；以复合降解物制备了海藻功能水溶肥；在此基础上，以菜心为材料，研究了干旱胁迫条件下海藻功能水溶肥对菜心抗旱性、产量及品质的影响。主要结果如下：　　1. 比较了酸解、碱解、酶解、复合降解四种工艺制备出的海藻提取物的产率、粘度及几种化学成分的含量，发现，复合降解法制备的提取物产率最高，为80.67%，粘度最低，为1.57 mpa·s，此外，复合提取物中可溶性固形物、海藻酸、还原糖等物质的含量最高；通过优化复合降解法中酶解步骤的工艺参数，发现，当酶解温度为40 ℃、酶解时间为20 h、pH为7.0、复合酶添加量为0.1%时提取物中海藻酸的含量最高，超过20 g/L。以此海藻提取物与氮磷钾复配制备了海藻功能水溶肥料。　　2. 盆栽试验结果表明，干旱胁迫条件下，与清水对照相比，海藻功能水溶肥处理的菜心生物量提高了86.27%；与等养分复合肥相比，海藻功能水溶肥处理的菜心生物量提高了33.62%，菜心可溶性糖、维生素C、可溶性固形物分别提高了25.66%、18.37%、20.58%。　　3. 海藻功能水溶肥对土壤保水性的影响试验表明，当海藻功能水溶肥的施用量为土壤质量的4%时，在施用后的2~5天内，与清水对照、等养分复合肥、等养分水溶肥相比，海藻功能水溶肥处理的土壤含水量提高了11.94%-16.94%。盆栽干旱胁迫条件下，与清水对照相比，海藻功能水溶肥处理的菜心叶片SOD、POD、CAT、APX活性分别提高了61.29%、37.61%、53.12%、15.02%。这表明，海藻功能水溶肥具有一定抗旱性。　　4. 利用超滤离心技术将海藻提取物分成分子量＞10 KDa、5~10 KDa、3~5 KDa、＜3 KDa的组分，并在离体条件下研究了不同组分对自由基的清除效果，发现分子量＜3 KDa的组分对羟基自由基和超氧阴离子的清除率最高，分别为46.67%、25.89%；水培干旱试验表明，＜3 KDa组分处理菜心的幼苗生物量及植株含水量较对照分别提高了36.23%、5.11%；值得一提的是，这一组分中海藻酸、海藻多酚、甘露醇等功能物质的含量均较其他组分高。　　5. 大田试验结果表明，在干旱胁迫条件下，与等养分复合肥相比，海藻功能水溶肥处理下广东和宁夏地区菜心的经济产量分别提高了19.81%、18.72%，同时，可溶性糖、可溶性蛋白等品质指标也有所提高。此外还发现，无论是在正常供水还是干旱胁迫条件下，与等养分复合肥相比，海藻功能水溶肥减量20%施用，菜心的经济产量及品质指标均没有明显下降。　　以上结果表明，海藻功能水溶肥可以促进菜心抗旱，提高菜心的产量和品质。其作用机理可能是：海藻功能水溶肥一定程度上提高了干旱胁迫条件下土壤的含水量；另外，海藻提取物中海藻多酚和甘露醇等功能物质可能诱导了菜心的抗旱性，且这些物质主要集中于海藻提取物中＜3 KDa的组分中。

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1.前言

1.1研究背景

1.1.1海藻提取物的制备工艺

1.1.2海藻中的化学成分

1.1.3海藻提取物对作物生长的影响

1.2研究目的及意义

1.3研究内容及技术路线

1.3.1研究内容

1.3.2拟解决的科学问题

1.3.3技术路线图

2材料与方法

2.1菜心材料与植株培养

2.1.1育苗

2.1.2盆栽或大田试验供试土壤

2.1.3供试肥料或营养液

2.2试验设计

2.3测定项目与方法

2.3.3海藻提取物主要化学组分的测定

2.3.4菜心植株形态指标及生物量的测定

2.3.6菜心叶片生理指标的测定

2.3.7数据处理方法

3.结果与分析

3.1制备海藻提取物的工艺筛选

3.1.1不同制备工艺对海藻提取物产率和粘度的影响

3.1.2不同制备工艺对海藻提取物几种化学成分含量的影响

3.2复合降解工艺参数优化

3.2.1正交实验

3.2.2不同工艺参数对海藻酸含量的影响

3.3正常供水条件下海藻功能水溶肥对菜心生长的影响

3.3.1正常供水条件下海藻功能水溶肥对菜心形态指标的影响

3.3.2正常供水条件下海藻功能水溶肥对菜心生物量的影响

3.3.3正常供水条件下海藻功能水溶肥对菜心品质的影响

3.4干旱胁迫条件下海藻功能水溶肥对菜心生长的影响

3.4.1干旱胁迫条件下海藻功能水溶肥对菜心形态指标的影响

3.4.2干旱胁迫条件下海藻功能水溶肥对菜心生物量的影响

3.4.3干旱胁迫条件下海藻功能水溶肥对菜心品质的影响

3.5干旱条件下海藻功能水溶肥对土壤含水量的影响

3.6干旱条件下海藻功能水溶肥对菜心生理指标的影响

3.7干旱条件下海藻功能水溶肥对菜心叶片抗氧化酶活性的影响

3.8海藻提取物的不同分子量组分对自由基的清除能力比较

3.9海藻提取物的不同分子量组分对菜心幼苗抗旱性的影响

3.10海藻提取物不同分子量组分中化学成分比较

3.11海藻功能水溶肥在广东地区菜心上的大田试验效果

3.12海藻功能水溶肥在宁夏地区菜心上的大田试验效果

4.1讨论

4.2结论

致 谢

参 考 文 献

附 录