新型记录藻类Phyllymenia gibbesii与六种埃及本土藻类作为生物肥料对马铃薯品种生长和产量的增效作用评估

本研究针对马铃薯生产中过度依赖化学肥料的问题，通过评估新记录红藻Phyllymenia gibbesii与六种埃及本土藻类的水提物（含植物生长调节剂IAA、GA3等）作为生物肥料的效果，发现C. sinuosa、U. lactuca和P. gibbesii提取物能显著提升马铃薯品种Hermes和Bellini的产量，其效果与化学肥料NPK相当，但需注意长期使用可能导致Co、Cd等微量元素超标。该研究为可持续农业提供了安全环保的施肥替代方案。

　　

在全球粮食安全压力与环境污染加剧的背景下，马铃薯作为世界第四大粮食作物，其生产高度依赖化学肥料的问题日益凸显。埃及作为非洲主要马铃薯出口国，亟需寻找可持续的施肥方案。传统海藻生物肥料虽具潜力，但关于新引入藻类的应用潜力及安全性研究仍存空白。为此，亚历山大大学的研究团队开展了一项创新研究，首次将地中海沿岸新记录红藻Phyllymenia gibbesii与六种本土藻类（包括绿藻Ulva lactuca、褐藻Colpomenia sinuosa等）进行系统比较，评估其作为生物肥料对马铃薯生长的促进作用。

研究团队采用温室盆栽实验，以两种马铃薯品种（Hermes和Bellini）为对象，测试了七种藻类的灭菌与非灭菌水提物（浓度0.5%）对植株生长参数的影响。通过原子吸收光谱法测定微量元素，HPLC分析植物生长调节剂（IAA、GA₃等），并结合生化成分（碳水化合物、蛋白质）检测，全面解析藻类提取物的作用机制。

化学组成分析

藻类干粉的微量元素检测显示，绿藻U. intestinalis的Zn（31.5 μg g^-1）、Co（408.9 μg g^-1）含量最高，而褐藻C. sinuosa富含Fe（652.8 μg g^-1）。水提物中Co浓度（0.34-1.54 mg L^-1）普遍超过FAO/WHO长期灌溉标准（0.05 mg L^-1），提示需限制使用周期。

生物活性物质

P. gibbesii以56.2%的碳水化合物含量居首，U. lactuca则含最高蛋白质（18.01%）。植物生长调节剂检测发现，U. lactuca的IAA（1 μg g^-1 FW）和GA₃（0.12 μg g^-1 FW）含量突出，而C. sinuosa富含细胞分裂素kinetin（0.168 μg g^-1 FW）。

温室实验结果

• 生长参数：C. sinuosa、U. lactuca和P. gibbesii处理组的块茎重量（分别增加35%、28%、22%）与NPK组无显著差异（p≤0.05）。

• 品种差异：Hermes在多数指标上优于Bellini，但两者叶片碳水化合物含量相当。

• 灭菌影响：灭菌与非灭菌提取物效果无显著差异，表明活性成分（如多糖）具有热稳定性。

讨论与意义

该研究首次证实P. gibbesii作为生物肥料的潜力，其高碳水化合物与氨基酸含量可改善土壤持水性，尤其适合沙质土壤。尽管部分藻类的Co、Cd存在长期累积风险，但短期应用安全有效。研究为埃及海藻资源的循环利用提供了科学依据，同时为减少化学肥料依赖提供了可行方案。未来需进一步优化提取工艺，建立藻类栽培体系以确保原料可持续供应。论文发表于《Journal of Applied Phycology》，为全球可持续农业实践贡献了地中海区域的特有案例。