海藻提取物配施复合肥对玉米的生长、养分吸收及产量的影响

Effects of Seaweed Extract Combined with Compound Fertilizer on the Growth, Nutrient Uptake, and Yield of Maize

doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2026.05.006

张超一 Chaoyi ZHANG , 宋海妹 Haimei SONG , 刘峰 Feng LIU , 刁红霞 Hongxia DIAO , 雷芳 Fang LEI

青岛海大生物集团股份有限公司山东青岛 266000 Qingdao Seawin Biotech Group Co., Ltd., Qingdao, Shandong 266000, China

摘要：

为考察海藻提取物配施复合肥对玉米的生长、养分吸收及产量的影响，以丰大611品种为试验材料，开展了盆栽和大田试验。盆栽和大田试验均设置施用常规复合肥（CK）及等量常规复合肥配施质量分数分别为0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%海藻提取物（T1~T5）等6个处理，测定不同处理的玉米生长特性、植株养分含量、产量等指标。结果表明：与CK处理相比，海藻提取物配施复合肥的处理能有效促进玉米根系发育，T4处理的玉米根尖数、根总长和根表面积较CK处理的分别显著提高136.59%、81.67%和93.57%；T3处理的玉米氮积累量最高，较CK处理的显著增加53.02%；T4处理的玉米中磷、钾积累量表现最好，较CK处理的分别显著增加67.78%、55.53%；与CK处理相比，T5处理的玉米穗位叶叶面积显著提高22.05%，T3处理的玉米千粒质量显著提高2.79%，T1~T5处理的玉米产量整体提高2.8%~13.7%。在常规复合肥中添加质量分数0.3%~0.7%海藻提取物，可有效促进玉米根系生长发育及对养分的吸收利用，实现玉米增产。

关键词：

海藻提取物; 生物刺激素; 复合肥; 配施; 玉米; 养分吸收; 产量;

Abstract：

To investigate the effects of seaweed extract combined with compound fertilizer on the growth, nutrient uptake, and yield of maize, pot and field experiments are conducted using Fengda 611. Both experiments include six treatments: application of conventional compound fertilizer alone (CK), and application of the same amount of conventional compound fertilizer combined with seaweed extract at mass fractions of 0.1%, 0.3%, 0.5%, 0.7%, and 0.9% (T1 to T5). Maize growth characteristics, plant nutrient content, and yield under different treatments are measured. The results show that, compared with the CK treatment, the combined application of seaweed extract and compound fertilizer effectively promotes maize root development. Specifically, the T4 treatment leads to significant increases of 136.59%, 81.67%, and 93.57% in root tip number, total root length, and root surface area compared with the CK treatment. The T3 treatment results in the highest nitrogen accumulation, which is significantly increased by 53.02% compared with the CK treatment. The T4 treatment also shows higher phosphorus and potassium accumulation, with significant increases of 67.78% and 55.53%, respectively. Compared with the CK treatment, the T5 treatment significantly increases the leaf area of the ear leaf by 22.05%, and the T3 treatment significantly increases the 1 000-grain weight by 2.79%. The maize yield across T1 to T5 treatments increases overall by 2.8% to 13.7% compared with the CK treatment. In conclusion, adding seaweed extract at a mass fraction of 0.3% to 0.7% to conventional compound fertilizer can effectively promote maize root growth and development, enhance nutrient absorption and utilization, and thereby increase maize yield.

Keyword：

seaweed extract; biostimulants; compound fertilizer; combined application; maize; nutrient uptake; yield;

以尿素、磷酸二铵、复合肥等为代表的传统化肥是影响作物产量的重要因素，全球每年化肥消费量折合N+P₂O₅+K₂O在200 Mt左右^[1]，对全球和我国粮食增产的贡献率分别超过40%和50%^[2-3]，是保障粮食安全的重要基础。但不可忽视的是，传统化肥因挥发、淋失等因素导致养分吸收利用率低下，引发过量施肥，从而导致土壤酸化、板结，水体富营养化等农业面源污染问题加剧^[4]，严重制约我国农业绿色、高效、可持续发展。因此，通过优化传统化肥的施用策略，实现传统化肥养分的高效利用，对保障我国粮食安全和生态环境可持续发展具有重要意义。

海藻提取物是一种以海洋藻类为原料，通过物理、化学、酶解等工艺提取的生物刺激素，富含海藻多糖、甜菜碱、甘露醇等天然植物激素及氮、钾、钙、镁等营养元素^[5-6]。海藻提取物可优化肥料中养分在土壤中的释放、转化、移动、活化等，常被作为肥料增效剂与传统化肥进行配施^[7]。

大量研究表明，海藻提取物单独施用或与传统化肥配施，可调控作物生长发育^[8-9]、增强作物抗逆性^[10]、促进养分吸收^[11-12]、提高作物产量及品质^[13]等。黄继川等^[14]的研究表明，海带提取物(海藻酸)与复合肥配施能够提高水稻有效穗和稻谷产量；海藻酸磷铵能显著提高小麦根系平均长度和总面积^[15]。Abdel-Sattar等^[16]的研究表明，芒果滴灌海藻提取物后，可显著提高叶片中氮、磷、钾的含量以及果实中总糖含量和产量。对桃的研究也表明，海藻提取物复合制剂与水溶肥配施，可提高桃果实中钾含量和桃产量^[17]。孙晓等^[18]的研究表明，海藻提取物与复合肥配施可显著提高氮、磷在糙米中的分配率，提高钾在稻草中的分配率。王伟涛等^[19]的研究表明，海藻酸与尿素配施能显著提高小麦拔节期土壤速效氮的供应强度和容量。张梦君等^[20]的研究发现，海藻多糖与液体肥料配施能提高土壤中速效养分的含量，土壤pH则略有降低。综合前人的研究结果，关于海藻提取物配施复合肥对玉米养分吸收及产量的影响鲜见报道，海藻提取物配施复合肥可能会通过影响玉米的根系发育，来影响玉米的养分吸收和产量等。因此，本研究通过盆栽试验和田间试验探讨海藻提取物与复合肥配施对玉米的生长发育、养分吸收和产量的影响，旨在明确海藻提取物与复合肥配施的最佳用量，为其在玉米生产上推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

盆栽试验于2025年5—6月在山东省青岛市城阳区青岛海大生物集团股份有限公司的生态温室进行。田间试验于2025年6—10月在山东省青岛市莱西市姜山镇兴隆屯村(36.699° N，120.582° E)进行，当地属于温带半湿润季风气候，年平均气温11.3 ℃，年平均降水量732 mm。盆栽和田间试验土壤质地均为砂姜黑土，pH为5.63，w(有机质)为13.74 g/kg，w(碱解氮)为68.7 mg/kg，w(有效磷)为25.22 mg/kg，w(速效钾)为122.35 mg/kg。

1.2 试验材料

供试作物：玉米，品种为“丰大611”，安徽丰大种业股份有限公司生产，全生育期100.5 d左右，适宜栽培密度为67 500株/hm²，鲁引种2021070。

供试海藻提取物：w(海藻酸)为18%，w(海藻多糖)为18%，青岛海大生物集团股份有限公司提供。海藻提取物以绿藻浒苔与褐藻海带为原料，采用双海藻酶酵耦合提取技术制备。

供试肥料：复合肥，N-P₂O₅-K₂O为17-17-17，中国-阿拉伯化肥有限公司生产；尿素，w(N)为46%，内蒙古鄂尔多斯联合化工有限公司生产。

1.3 试验设计

盆栽试验通过测定根尖数、根总长、根表面积、植株干质量、养分积累量等，探究海藻提取物配施复合肥对玉米根系发育和养分吸收的影响。试验采用内径为18 cm、高度为20 cm的塑料圆盆，每盆装1 kg风干土并播种5粒玉米种子，待幼苗生长至两叶一心时进行间苗，每盆保留2株健壮幼苗。试验共设6个处理：CK，常规复合肥；T1~T5，等量常规复合肥配施质量分数(海藻提取物与复合肥质量之比)分别为0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%的海藻提取物。每盆施用复合肥0.66 g，每个处理重复3次，随机区组排列，各试验处理日常管理措施保持一致。

田间试验与盆栽试验设置相同的处理，各处理复合肥施用量根据当地施肥现状统一为750 kg/hm²，播种前与海藻提取物混配后一次性基施；各处理在玉米拔节期追施尿素150 kg/hm²，在大喇叭口期追施尿素300 kg/hm²。每个处理重复3次，小区面积为66 m²，采用随机区组排列，播种密度为67 500株/hm²，其他田间管理措施保持一致。

1.4 测定项目与方法

盆栽试验于2025年5月22日播种，6月23日收获。收获后，将植株分为根部和地上部，其中：根部用自来水洗净后，通过上海中晶科技有限公司生产的GXY-YMJ-A型扫描仪进行扫描，采用Rhizopheno软件分析根长、根表面积等参数；地上部于105 ℃杀青30 min，在75 ℃烘干至恒质量后测定生物量；将地上部样品粉碎后用H₂SO₄-H₂O₂消煮，采用凯氏定氮法测定植株中全氮含量，采用钒钼黄比色法测定植株中全磷含量，采用火焰光度法测定植株中全钾含量^[21]。植株养分积累量按式(1)计算：

图 1

$ \begin{array}{l} \quad \;\;\;\text { 植株氮（磷/钾）积累量＝单株干质量×植株 }\\ \text { 全氮（磷/钾）含量 } \end{array} $

田间试验于2025年6月28日播种，10月9日收获。玉米灌浆期测量植株茎粗，测定穗位叶的叶面积及叶绿素相对含量(SPAD值)；叶面积采用GXY-YMJ-A型扫描仪测定，SPAD值采用TYS-B型叶绿素仪测定。在玉米成熟期，各小区选取连续3行长势均匀的玉米，每行连续取10穗, 经自然晾晒后，以含水质量分数14%折算小区产量；另随机取10穗进行考种，测定穗行数、千粒质量等。

1.5 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2010软件进行数据处理和绘图，采用SAS 9.4软件进行统计分析，并通过Duncan′s多重比较分析差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对玉米苗期根系发育和生物量积累的影响

不同施肥处理的玉米苗期根系发育和生物量积累效应见图 1，图中不同小写字母表示各处理间差异显著(P＜0.05)，下同。

图 1

不同施肥处理对玉米苗期根系发育和生物量积累的影响

从图 1可看出：随着海藻提取物在复合肥中添加量的增大，玉米的根尖数、根总长、根表面积和植株干质量呈先增加后降低的趋势。玉米根尖数和根表面积均表现为T4＞T5＞T3＞T2＞T1＞CK，T4处理较CK处理分别显著提高136.59%和93.57%；根总长表现为T4＞T3＞T5＞T2＞T1＞CK，T4处理较CK处理显著增加81.67%；T3、T4、T5处理间的根尖数、根总长和根表面积无显著性差异；T3、T4处理的植株干质量优于其他处理的，但二者无显著性差异，T4处理比CK处理显著提高33.63%。综合来看，不同添加量海藻提取物与复合肥配施均能够显著促进玉米苗期的根系发育和生物量积累。

2.2 不同施肥处理对玉米苗期养分吸收的影响

不同施肥处理对玉米苗期养分吸收的影响见图 2。

图 2

不同施肥处理对玉米苗期养分吸收的影响

从图 2可看出，不同处理对玉米苗期的养分吸收存在显著影响。其中，T3处理的玉米氮积累量最高，较CK处理的显著提高53.02%，且T3、T4处理间无显著性差异，T1处理较CK处理显著提高16.93%。玉米磷积累量表现为T4＞T3＞T5＞T2＞T1＞CK，T3、T4处理较CK处理分别显著提高60.00%、67.78%；T2、T5处理表现次之，较CK处理显著提高51.78%以上，T1处理较CK处理显著提高41.51%。与CK处理相比，不同施肥处理的玉米钾积累量均有显著提高，T1~T5处理的玉米钾积累量依次显著提高14.51%、42.74%、51.71%、55.53%、48.20%，且T3、T4、T5处理间无显著性差异。上述结果表明，T3、T4处理对提高作物对养分的吸收利用表现较好，T2、T5处理的表现次之。

2.3 不同施肥处理对玉米茎粗及穗位叶生长的影响

在田间试验条件下，不同施肥处理的玉米茎粗及穗位叶生长差异见表 1，表中同列数据后不同小写字母表示各处理间差异显著(P＜0.05)，下同。

表 1

不同施肥处理的玉米茎粗及穗位叶生长差异

处理	茎粗/mm	穗位叶
处理	茎粗/mm	叶长/mm	叶宽/mm	叶面积/ (cm²·片^-1)	SPAD值
CK	30.66 c	90.27 d	8.93 b	604.66 d	59.86 a
T1	30.93 bc	96.86 c	9.23 ab	670.79 c	60.79 a
T2	31.08 bc	101.52 bc	9.21 ab	701.28 bc	60.42 a
T3	31.57 bc	104.26 ab	9.39 a	733.46 ab	60.10 a
T4	32.79 a	105.34 a	9.26 ab	730.95 ab	59.99 a
T5	31.84 b	105.49 a	9.33 ab	738.01 a	60.18 a

从表 1可看出：与CK处理相比，海藻提取物与复合肥配施在一定程度上提高了玉米茎粗，T4、T5处理分别显著增加6.95%、3.85%；T5处理的玉米穗位叶叶长表现最好，较CK处理的显著提高16.86%，且T4、T5处理间无显著性差异；T3处理的穗位叶叶宽较CK处理的显著提高5.15%，配施处理间无显著性差异；不同施肥处理的穗位叶叶面积表现为T5＞T3＞T4＞T2＞T1＞CK，T5处理较CK处理显著增加22.05%；各施肥处理的穗位叶SPAD值无显著性差异。

2.4 不同施肥处理对玉米产量及其构成因素的影响

不同施肥处理的玉米产量及其构成因素见表 2。

表 2

不同施肥处理的玉米产量及其构成因素

处理	穗行数/行	穗粒数/粒	千粒质量/g	产量/(kg·hm^-2)	增产率/%
CK	16.93 a	582 a	405.63 b	10 441.05 e
T1	16.80 a	588 a	406.76 b	10 733.45 d	2.8
T2	16.93 a	593 a	416.08 a	11 343.36 c	8.6
T3	16.93 a	595 a	416.94 a	11 684.32 b	11.9
T4	17.07 a	602 a	415.28 a	11 868.66 a	13.7
T5	16.67 a	590 a	410.60 ab	11 713.52 ab	12.2

从表 2可看出：随着海藻提取物在复合肥中添加量的增大，玉米的穗粒数呈先上升后下降的变化趋势，但各处理间无显著性差异，且海藻提取物用量对玉米穗行数也无显著性影响；不同施肥处理的千粒质量表现为T3＞T2＞T4＞T5＞T1＞CK，T2、T3、T4处理间无显著性差异，且三者较CK处理显著提高2.58%、2.79%、2.38%。整体来看，海藻提取物与复合肥配施能够使玉米增产2.8%~ 13.7%，且以T4处理的产量最高，达11 868.66 kg/hm²。

3 讨论

本研究发现，海藻提取物的不同用量与复合肥配施均能显著促进玉米根系发育，其中T4处理的效果最好，玉米的根尖数、根总长和根表面积较CK处理的分别显著提高136.59%、81.67%和93.57%。Alam等^[22]的研究也发现，泡叶藻提取物与可溶性化肥配施可显著提高作物根长、根表面积等，与本研究结果相似，可能是与海藻提取物含有的生长素、细胞分裂素等有关，还有待进一步研究。王修康等^[23]的研究发现，海藻酸与复合肥配施能显著增加玉米叶面积、叶片SPAD值和干物质积累，也与本研究结果相似。T3~T5处理较CK处理显著提高了穗位叶叶长，从而使穗位叶叶面积显著扩大，这主要是海藻提取物中的海藻多糖等活性物质对植物生理活性起到了积极的促进作用^[24]，还有可能与甜菜碱缓解植物体内叶绿素降解有关^[25]。

海藻提取物作为有机生物活性增效载体已被广泛添加至尿素、磷酸二铵、复合肥等传统化肥中^[7]，通过减少氨挥发、抑制土壤脲酶活性、减弱土壤金属离子对磷的固定及降低钾离子与其他阳离子的比值，可有效改善氮、磷、钾等养分的供应^{[7, 26-27]}。本研究结果表明，不同添加量海藻提取物与复合肥配施均能显著提高玉米中氮、磷、钾的积累量，T4处理的效果最好，较CK处理分别显著提高50.33%、67.78%、55.53%，这与刘金萍等^[28]和马金昭等^[29]的研究结果相似，可能是因为配施提高了玉米根系与养分的接触面积和吸收效率。T5处理的氮、磷、钾积累效果弱于T4处理的，原因是T5处理的植株干质量较T4处理的显著降低，这可能与海藻提取物在适当用量时可促进作物生长，过量则会产生抑制效果有关^[30]，关于其养分增效机制仍需进一步探究。刘金萍等^[28]的研究还发现：在等施肥量条件下，与普通复合肥处理相比，含海藻酸复合肥处理可显著提升玉米产量；含海藻酸复合肥用量减施10%时，仍保持增产效果。王海标等^[31]的研究发现，与常规复合肥处理相比，含海藻酸复合肥处理的玉米产量提升5.98%~13.37%，与本研究结果相似。本研究结果表明，海藻提取物与复合肥配施可使玉米增产2.8%~13.7%，且海藻提取物与复合肥配施主要通过显著提高千粒质量来提升玉米产量。

4 结语

在等复合肥用量条件下，与常规复合肥单独施用的处理相比，海藻提取物与常规复合肥配施处理可显著提高玉米根总长、根表面积和生物量等，且氮、磷、钾积累量分别显著提升16.93%~53.02%、41.51%~67.78%、14.51%~55.53%，玉米增产2.8%~13.7%。综合作物产量、养分吸收及海藻提取物添加成本，建议常规复合肥中添加0.3%~0.7%的海藻提取物，能够有效提高玉米对氮、磷、钾的吸收，促进玉米生长发育，从而获得增产的效果。

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