农业生产过程中,大量化学肥料的滥用导致土壤质量下降,化肥利用率低下,农作物品质下降和农业污染等一系列问题。近年来,随着全球气候变暖及世界人口的激增,对粮食的需求也不断增加，必须在不影响环境的情况下解决粮食需求问题。2022年国家发布《科技支持碳达峰碳中和实施方案(2022 -2030)》通知,提出要开发微藻肥技术、生物固氮增汇肥料技术,研究盐藻或蓝藻固碳增强等技术推动碳达峰及碳中和在农业方面,为实现可持续消费和生产模式(第12个可持续发展目标)，有必要选择天然或生物肥料来替代合成肥料的使用。在这种背景下,生物刺激剂,包括多糖、植物激素、维生素、氨基酸等作为能够促进植物生长的天然物质受到了广泛关注。近年来,微藻已成为农业中一种很有前途的生物肥料和生物刺激剂的来源,用于促进植物健康以提高作物产量。
淡水微藻含有高比例植物生长所需的大及微量营养元素,且含有各种植物生长促进物质,如多糖、脂质、蛋白质和植物激素等。微藻细胞提取物处理过的种子表现出更高的萌发率,叶面和土壤施用提取物均可提高植物生长率,其可溶性糖、蛋白质和游离叶绿素含量也有升高趋势。栅藻是淡水中常见的浮游藻类,对有机污染物具有较强的耐性,是有机污水氧化塘中的优势藻种,且在水体净化有一定作用。栅藻是有机物的高效生产者,以栅藻的细胞提取物为研究对象,对种子引物、叶面喷雾剂和生物肥料的施用效果进行评价。当用量超过0.75 g/mL时,种子萌发提前两天，侧根发育更大.叶面喷施3.75 g/mL提取物可提高株高、花数和单株分枝数,并可促进早期果实发育。鉴于微 藻含有高比例的微量营养素和植物生长所必需的营养素,并且是环境友好和高效的化肥替代品因此微藻生物刺激剂作为生物肥料具有潜在的应用前景。
取对数期生长的栅藻，离心10 min(4000 r/min),离心完毕后沉淀为藻泥,用蒸馏水冲洗藻泥并充分混合后再次离心,以排除小球藻肥料中培养基的影响，重复3次后得到纯净藻泥向离心洗净后的一半藻泥加入适当体积的蒸馏水,得到所需浓度的微藻悬浮液(细胞密度为7.8x1012个/mL).另外一半纯净藻泥于40℃冷冻干燥机内冷冻干燥48h制成藻粉0.5g藻粉放入100mL烧杯内,加50 mL蒸馏水放入超声波破碎仪超声处理,之后离心。离心后的上清液为提取物母液其浓度为0.01 g/mL,用蒸馏水稀释到不同浓度(25 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L、800 mg/L),4℃保存备用。 选择大小一致饱满的小麦种子进行种子萌发实验、盆栽实验、根据实验数据，进行对比分析。 2.1微藻提取液对种子萌发的影响 由图1可知,与对照组相比,不同浓度藻提取液处理的小麦种子的发芽率、发芽势及发芽指数均有所提高其中T4处理的影响最显著,发芽率、发芽势、发芽指数分别为90.47%、73.01%和23(P<0.05).T1、 T2、T3、T4、T5处理组对小麦种子发芽率分别显著增加了17%、22%、24%、 7%、4%(P<0.05);对发芽势分别增加了21%、29%、35%、3%、3% ;对发芽指数分别增加了20%、21%、 28%、 4%、 3%.T6高浓度处理对小麦种子的萌发影响不显著。 图1 不同浓度栅藻提取物对小麦种子发芽率、发芽势和发芽指数的影响 2.2微藻提取液对幼苗生长的影响 由图2可知,与对照幼苗相比,添加低浓度栅藻提取物显著刺激了营养生长参数与其他处理方法相比,用T3处理幼苗茎长最高,为15.07+1 .080 cm, T4处理的根长最长为15.22+1.86 cm.与对照组相比，T1、T2、 T3、T4、 T5处理组茎高显著增加23%、29%、 38%、21%、 20%(P<0 05).T7处理组对茎高提高了4%.T3处理后的植株生物量的积累最高，茎叶鲜 重和干重分别为1.5575+0.12 g和0.1548+0.01 g, 根的鲜重和干重分别为0.7854+0.064 g和0.0787+0.0051 g,未处理的植株产量最低其中T2、T3、T4、T7处理组对茎叶鲜重显著提高了18%、24%、 21%、 25%(P<0.05),T1、 T5分别提高了9%和7%其中T2、T3、T4处理组对根鲜重显著提高了27%、27%、26%、 (P<0.05).T1、 T5、T6、T7分别提高了18%、13%、4%、13%.T2、 T3、T4、T7处理组对茎叶干重显著提高了24%、29%、 35%、 31%(P<0.05).T1. T5分别提高了13%、16% 栅藻提取液及悬浮液对小麦根干重的影响不显著。 图2 不同浓度栅藻提取物及悬浮液对小麦幼苗茎叶及根的长度、鲜重和干重的影响 图3 不同浓度栅藻提取物及悬浮液对小情叶片叶绿素含量的影响 2.3小麦幼苗中叶绿素含量的变化 由图3可知,处理组的叶绿素含量均高于对照组, T3处理组对叶绿素a的含量显著提高了35%(P<0.05),T1、T2、T4、T5、 T6、 T7分别提高了14%、24%、13%、6%、8%和12%。T1-T7处理组中叶绿素b含 量分别提高了29%、47%、14%、13%、3%、1%和27%。 2.4小麦幼苗中蛋白质含量的变化 图4可知,各处理组较对照组相比均提高了小麦幼苗中可溶性蛋白质的含量,其中T3、 T7明显增加，显著提高了可溶性蛋白质含量19%和12%(P<0.05).T1、T2、T4、T5、T6促进作用不明显。 2.5小麦幼苗中可溶性糖含量的变化 由图5可知,各处理组可溶性总糖质量分数均高于对照组，T1、 T2处理组 与对照相比对小麦幼苗中可溶性总糖质量分数显著提高了56%和65%(P<0.05).其余处理组效果不显著。 图4 不同浓度栅藻提取物及悬浮液对小麦叶片可溶性蛋白含量的影响 图5 不同浓度栅藻提取物及悬浮液对小麦叶片可溶性总糖含量的影响 栅藻提取物处理对种子萌发和栅藻提取物及悬浮液土壤浇灌对植物生长速率均有积极的影响.研究结果表明，100 mg/L栅藻提取物处理种子显示最大促进效果,发芽率、发芽势及发芽指数分别为90.47+0 047(%)、73.01+0 055(% )和23+1 24效果最佳的藻类提取物浓度为100 mg/L ,株高为15.07+1 .08 cm,根长14.29+0.79 cm,茎叶鲜重和干重分别为1.5575+0. 12 g和0.1548+0.01 g,根的干重和鲜重分别为0.7854+0.064 g和0.0787+0.0051 g,总叶绿素含量56315+0.5700 mg/g,可溶性蛋白含量为20.8309+1.771 mg/g. 本研究结果确定了栅藻源生物刺激剂对小麦的最佳施用浓度,为其在农业和化工业的应用提供理论依据,栅藻提取物作为生物刺激剂具有潜在的应用前景。 文献参考： 仅作科普 侵删 
