海藻提取物与菱沸石协同调控生菜水分关系及生长的机制研究

本研究针对可持续农业中水分与养分高效利用的挑战，探索了海藻提取物(Acadian)与菱沸石(chabazite)联合施用对生菜水分关系及生长的调控机制。研究人员通过土壤水力学特性测定、气体交换参数分析和生长指标测定，发现2%菱沸石显著提升砂壤土持水能力(AWC增加8.2%)，与海藻提取物联用使光合速率提升100%、叶面积增加33.3%，揭示了生物刺激素与矿物改良剂的协同增效机制，为干旱区蔬菜栽培提供创新方案。

　　

在全球气候变化和农业水资源短缺的背景下，如何通过可持续方式提高作物水分利用效率成为关键科学问题。传统灌溉方式往往造成水资源浪费，而单纯使用土壤改良剂又可能影响植物生理过程。意大利巴西利卡塔大学的研究团队创新性地将矿物改良剂与生物刺激素结合，在《Scientia Horticulturae》发表的研究揭示了菱沸石(chabazite)与褐藻(Ascophyllum nodosum)提取物协同调控生菜水分关系的分子机制。

研究采用van Genuchten模型测定土壤水分特征曲线(SWRC)，通过LI-6400光合仪测定气体交换参数，结合叶水势压力室测定和生长指标分析。实验设置4组处理：对照土壤、2%菱沸石、海藻提取物(Acadian)及两者复合处理，在控温温室中培育生菜品种'Celanie RZ'。

3.1 菱沸石对土壤水力学特性的影响
通过土壤水分特征曲线分析发现，添加2%菱沸石使土壤饱和含水量(θ_s)从0.520提升至0.542 cm³ cm^-3，有效水含量(AWC)增加8.2%。关键灌溉阈值θ(ψ_-0.1MPa)提升12.3%，证实菱沸石显著改善砂壤土持水能力。

3.2 对植物水分关系及生长的影响
复合处理组光合速率达15.0 μmol CO₂ m^-2 s^-1，较对照组提升100%。叶面积增长33.3%(2986.12 vs 2240.48 cm²)，鲜重提高29.9%。PCA分析显示水分供给与鲜重呈强相关(r=0.86)，而海藻提取物单独处理组叶水势(-0.725 MPa)显著低于复合组(-0.525 MPa)，表明菱沸石缓解了生物刺激素引起的蒸腾压力。

3.3 多变量分析
z-score标准化数据显示，复合处理在生长参数(叶面积、生物量)和水分利用效率(WUEi)指标上均超过均值水平，而单独菱沸石处理需增加18.5%灌水量。

结论与意义
研究首次阐明菱沸石通过提升土壤θ_FC(田间持水量)和RAWC(易效水含量)优化水分供给，而海藻提取物则通过降低气孔阻力(5 s m^-1)增强生理吸水能力。两者协同使WUEi提升105%(3.9 vs 1.9 μmol CO₂ mmol H₂O^-1)，为干旱区蔬菜节水栽培提供"土壤-植物"双调控新策略。该成果对实现联合国可持续发展目标(SDGs)中"零饥饿"和"清洁饮水"具有重要实践价值。