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不同提取方法获得的海藻活性物质对大豆生长的影响

人气指数: 发布时间:2014-09-17 17:32  来源:http://www.zgqkk.com  作者: 汤洁等
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  摘要 海藻活性物质是指含有植物生长所必需营养成分,如胺类、细胞色素C、吲哚类化合物等植物生长物质,作为肥料、农药、植物生长调节剂等越来越多地应用于农业领域。该试验以马尾藻为研究对象,通过物理、化学、生物等不同提取方法获得其活性物质,以天然海藻植物激素总量作为评价指标,并施用于大豆的整个生长周期。经田间试验证明,不同提取方法获得的海藻活性物质对大豆生长有显著性差异。

  关键词 海藻活性物质;物理提取;化学提取;生物提取;马尾藻

  中图分类号 S565.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)14-0011-02

  海藻活性物质是一类从海洋藻类中提取的一类天然有机肥料,因其含有丰富的天然海藻植物激素,如吲哚乙酸等植物生长素[1-2];赤霉素、玉米素、玉米素核苷、异戊基腺嘌呤、异戊基腺苷等细胞分裂素[3];脱落酸等植物生长抑制剂;苯乙酸等,能够促进作物生长,增加产量,减少病虫害,增强作物抗寒、抗旱能力,对植物生长发育具有显著调节作用[4-10]。目前生产上常用的施肥方式是叶面喷施,可以在作物的不同生长阶段、不同种植密度和高度下进行,海藻肥中的褐藻酸可以降低水的表面张力,在植物叶表面形成一层薄膜,增大接触面积,便于水或水溶性物质透过叶表面细胞膜进入植物细胞,供植物有效吸收养分,利于集约农业的大规模机械化操作[11-12]。研究表明大豆叶面喷施海藻酸类肥料可显著增加大豆株高长势,增加分枝,并促进籽粒饱满,增加百粒重,提高产量[13-15]。

  不同的提取方法和技术是影响海藻活性物质含量的关键,也是评价该类制剂功效好坏的标准之一。该文以褐藻中的马尾藻为主要研究对象,通过对比3种提取方法下的海藻活性物质对大豆农艺性状和产量的影响,从而找到最佳的提取方法生产海藻肥,以期对海藻肥的生产和应用提供指导性意见。

  1 材料与方法

  1.1 试验材料

  新鲜马尾藻(由北京雷力海洋生物新产业股份有限公司提供),大豆品种选用科丰6号(怀柔区种子公司)。

  1.2 海藻活性物质提取方法

  通过细胞破壁或增溶提取细胞内含物,使大分子物质降解为可溶且易被吸收的小分子物质,是海藻提取技术的核心[8]。

  1.2.1 物理提取法。将鲜马尾藻在-20 ℃冷冻4 h,常温解冻后用组织捣碎机破碎,再用胶体磨粉碎,制得。本法避免高温和化学物质的介入,能够极大地保留海藻活性物质的原始状态,但因破碎程度不同,某些活性物质仍留在未破碎的细胞中。本法制得的海藻活性物质经检测,天然海藻植物激素总量为100~150 mg/kg。

  1.2.2 化学提取法。将鲜马尾藻在-20 ℃冷冻4 h,常温解冻后用组织捣碎机破碎,取出粉碎物加入1%碱性试剂(如碳酸钠、乙醇胺),提取4h,再升温至适当温度进行化学降解,制得。本法受高碱、高温,甚至高压的影响,反应较剧烈,部分海藻活性物质被破坏。本法制得的海藻活性物质经检测,天然海藻植物激素总量为200~300 mg/kg。

  1.2.3 生物提取法。将鲜马尾藻在-20 ℃冷冻4 h,常温解冻后用组织捣碎机破碎,取出粉碎物加入0.4%纤维素酶在40 ℃下酶解4 h,再加入1%藻酸裂合酶在43 ℃下酶解4 h制得。本法采用生物酶酶解,反应条件比较温和,不但能够充分地提取海藻中的活性物质,同时不会破坏海藻中的活性物质。本法制得的海藻活性物质经检测,天然海藻植物激素总量为400~600 mg/kg。

  1.3 试验设计

  试验于2013年在北京那个平谷试验基地进行,试验采用顺序排列设计,设4个处理,处理A:物理提取法,提取的海藻活性物质稀释1 500倍;处理B:化学提取法,提取的海藻活性物质稀释1 500倍;处理C:生物提取法,提取的海藻活性物质稀释1 500倍;以清水作对照(CK)。3次重复。在大豆早期生长期、出枝期、开花期、结荚期分别进行叶面喷施[17]。从早期生长期至结荚期每隔15 d分别对4种处理进行1次叶面喷施;种植面积均为200 m2。

  1.4 数据采集

  分别对大豆早期生长期、出枝期每处理小区随机选取5株进行平均株高测量;对大豆开花期进行开花数量测量;对大豆结荚期进行单株结荚数量测量;大豆成熟后对平均百粒重量和产量进行测量。

  2 结果与分析

  2.1 对大豆早期生长期、出枝期的影响

  由表1、2可知,不同提取方法的海藻活性物质与清水对照,都能够增加大豆早期生长和出枝期的株高;处理C在苗期出枝期的增加率均最高,分别是11.5%和15.0%;其次是处理B,处理A增加率最低,分别达4.2%和5.2%。同时对不同处理大豆出枝期株高进行方差分析可知,不同处理间株高差异在0.01水平上达到极显著。

  2.2 不同提取方法对大豆开花数的影响

  由表3、4可知,不同提取方法的海藻活性物质与清水对照,都能够增加大豆开花期平均每株开花数;处理C的增加率(13.9%)比较高,其他依次是处理B(9.6%)、处理A(4.6%);处理C增加比较显著。

  2.3 不同提取方法的海藻活性物质对大豆结荚数的影响

  由表5、6可知,不同提取方法的海藻活性物质与清水对照,都能够增加大豆开花期平均每株结荚数;处理C的增加率(14.8%)比较高,依次是处理B(9.2%)、处理A(4.4%);处理C增加比较显著。

  2.4 不同提取方法的海藻活性物质对百粒重、产量的影响

  由表7可知,不同提取方法的海藻活性物质与清水对照,都能够增加大豆平均百粒重量和产量;针对大豆的平均百粒总量,处理C的增加率(31.8%)比较高,其他依次是处理B(9.4%)、处理A(4.1%);针对大豆的产量,处理C增加率(31.7%)比较高,其他依次是处理B(9.5%)、处理A(4.1%)。综合上述结果,对于大豆平均百粒重量和产量,生物提取的海藻活性物质的增加效果比较显著。

  3 结论

  因提取方法与提取条件的不同,导致最终获得海藻活性物质含量的不同,从而对大豆生长影响表现出显著性差异。通过获得海藻活性物质含量及其田间应用比对,利用生物提取法制备最优,而且其在大豆各个生长期均表现出明显地促进作物生长的效果,最终论文格式单位面积产量的增加也表现显著。

  4 参考文献

  [1] 纪明候.海藻化学[M].北京:科学出版社,1997.

  [2] 张驰.用海藻制品提升农产品国际竞争力[J].中国农资,2006(12):47.

  [3] 保万魁,王旭,封朝晖,等.海藻提取物在农业生产中的应用[J].中国土壤与肥料,2008(5):12-18.

  [4] 庄舜尧,曹志洪.叶面肥的研究与发展[J].土壤,1998(5):230-234.

  [5] 王强.海藻液肥生物学效应及其应用机理研究[D].杭州:浙江大学,2003.

  [6] 徐庆新,何伟珍,张君.新型植物生长调节剂——海藻肥在大豆生产上应用效果的研究[J].大豆通报,2002(6):6.

  [7] 李玉鹏,焦峰.海藻酸肥料在大豆上应用效果初探[J].现代农业科技,2008(24):170,172.

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