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生物刺激素-海藻类和腐殖酸的特点

 mxzhu 2024-05-23 发布于山东

在上一篇文章生物刺激素的特点和种类,介绍了生物刺激素有5大种类,分别是海藻类、腐殖酸、几丁质类、蛋白水解物和氨基酸类、微生物菌剂,本篇着重介绍其中的海藻类和腐殖酸的特点。

一、海藻提取物类

海藻提取物有哪些物质
    海藻提取物是生物刺激剂使用比较多的一类,主要的来源:有多糖类物质(海带多糖)、卡拉胶海藻酸盐及其分解物。
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海藻提取物的发展
    随着技术的发展和应用的提升,海藻提取物开始倾向于单一物质的发展,比如制备的海藻酸钠寡糖应用于小麦,提高小麦种子萌发率,0.05%处理效果最佳,发芽指数和活力、不定根提高10-15%。
海藻提取物的功能
    具有调节作物的新陈代谢,促进根系生长,提高产量,缓解病虫害,预防冻害和干旱的功能。海藻提取物含有的活性成分不同,主要功能也不一样:图片
海藻提取物的作用机理
    那么海藻类是如何实现这些功能的,或者说海藻类生物刺激素的特点是什么?
1、促进土壤微生物生长,丰富微生物菌群,进而改善土壤理化性质,来促进植物生长[1]。
2、含有植物生长调节剂直接刺激植物的生长发育,海藻提取物含有多种植物激素,在上一篇文章中生物刺激素的特点和种类介绍了植物生长调节剂和生物刺激素的差异,而海藻提取物含有多种植物生长调节剂(细胞分裂素、生长素、脱落酸、赤霉素),所以需要注意海藻的使用量,比如ANE(泡叶藻提取物)在0.1g/L促进拟南芥根系生长,在1g/L浓度下植物高度和叶片数受到抑制影响[2]。
3、改善土壤结构,比如海藻酸螯合成具有凝胶特性的海藻酸盐,促进土壤团粒结构和腐殖质的形成。
4、植物诱导剂,激发植物抗性,主要作用:1、海藻酸钝化烟草花叶病毒(TMV);2、提高植物超氧化物酶(SOD)以及过氧化物酶(POD)等活性来提高烟叶抗氧化能力和抗病能力,降低病害的发生程度;3、激发子途径(PAMPS),海藻中的多糖(海藻酸盐、卡拉胶和岩藻胶)可以激活植物的水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)途径,特异性的诱导植物对产生抗病能力;4、海藻提取物中含有的氨基酸、酚类物质、SOD、POD等物质,能够清除活性氧(ROS)、螯合金属离子、稳定细胞膜和蛋白质,增强植物抗性[1]。
二、腐殖酸类

腐殖酸怎么来的

    腐殖酸是有机质的重要组成部分是土壤、动物粪便、低阶煤(泥炭、褐煤、风化煤等) 以及农业副产品和废弃物处理过程中形成的物质,腐殖酸含量结构复杂,但是多数含有结构:

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腐殖酸的功能

    增强营养物质的吸收、改善植物根际环境、提高土壤结构和肥力、加快植物体内 新陈代谢、促进植物的生长、提高植物的抗逆性和减少病虫害发生。

腐殖酸的作用机理

1、主要通过加强植物根系发育,促进植物生长[2]:

a、腐殖酸提高作物种子萌发率,比如促进番茄、小麦、水稻、玉米、拟南芥等作物侧根的伸长[3],也就是毛细根更多。
b、提高磷肥的利用腐殖酸中的多聚阴离子可以置换土壤中的磷酸根,增加植物可利用的磷;
c、提高营养物质的吸收,可以调节能量产生(H+−ATP 酶的活性)从而提高植物根部营养元素的吸收和转运。ATP 水解释放出来的自由基能转换成跨膜的电势能加强了植物对土壤中硝酸盐和其他营养素的吸收,有助于细胞壁松弛、细胞增大和营养器官的生长。
2、增强植物抗逆性,比如腐殖酸加强水稻幼苗在水胁迫下的生长,提高叶绿素、类胡萝卜素、可溶性蛋白质和可溶性糖含量,还通过影响植物信号途径,调控生理代谢和逆境。
三、小结
通过对海藻提取物和腐殖酸的介绍和分析,我们可以发现两种生物刺激素的作用方式不同:
1、海藻提取物含有独有的天然植物生长调节剂、多糖类物质,因此具有很好的抗逆、抗病、促进生长、改善品质的功能,
2、腐殖酸主要通过改善土壤、刺激根系生长来刺激植物生长;所以腐殖酸主要通过根部使用,而海藻提取物主要通过叶面进行使用。

[1]陈芊如, et al.海藻提取物的农业应用研究进展.江苏农业科学 49.20(2021):49-56.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2021.20.007.

[2]谢尚强, et al.植物生物刺激素研究进展.中国生物防治学报 35.03(2019):487-496.doi:10.16409/j.cnki.2095-039x.2019.03.017.

[3]Aguirre, Elena et al. “The root application of a purified leonardite humic acid modifies the transcriptional regulation of the main physiological root responses to Fe deficiency in Fe-sufficient cucumber plants.” Plant physiology and biochemistry : PPB vol. 47,3 (2009): 215-23. doi:10.1016/j.plaphy.2008.11.013

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