海藻肥

海藻肥的主要成分

概述

海藻肥是一種使用海洋巨藻類生產加工或者是再配上一定數量的氮磷鉀以及微量元素加工出來的一種肥料。目前有多種形態但是目前市場上主要是以：液體跟粉末為主，還有很少一部分是顆粒狀態。海洋巨藻含有很多種物質，海藻及海藻植物生長調節劑(以下簡稱SWC)中已被研究的主要活性物質有以下幾種：

1　細胞激動素

細胞激動素也稱細胞分裂素。它是具有生理活性的一類嘌呤衍生物。早在1969年Jennings就對昆布等褐藻和沙菜等紅藻中的內源細胞激動素的含量和其作為植物生長調節物質的作用進行了研究。自此之後,這方面的研究報導不斷增多。 Mooney 和 Van Steden 在1987年使用高壓液相色譜(HPLC)方法分析了海藻中主要含有 t-玉米素, 二氫玉米素, 異戊烯腺苷嘌呤和t-玉米素核苷等細胞激動素。1991年日本科學家Farooqi 使用NMR技術再一次證實了海藻中除了含有上述細胞激動素外還含有玉米素, 玉米素核苷, 6-氨甲基嘌呤等，並且證實了這些細胞激動素的活性。海藻也被認為是海洋中的吸附劑，GC-MS技術的套用證明了生長墨角藻海區的海水中含有6-(3甲基-2-丁烯氨基)嘌呤。 海藻及SWC中的細胞激動素可以對大部分農作物產生回響，對幾種SWC產品中細胞激動素活性的檢測證實了這種觀點。 Brain K.R.1973年第一次在SWC產品(SM3)中使用體外移植胡蘿蔔，在只含SWC而不含細胞激動素的介質中進行生物檢測，實驗表明了高水平的細胞激動素活性，甚至細胞激動素在很低的濃度下也可以產生很強的生理回響。目前,通過生物鑑定和分析儀器都已證明了SWC產品中含有細胞激動素。
William 早年的工作估計了SWC產品Maxicrop中的細胞激動素的活性是25～200 mg/L, Algifert 是10～500 mg/L, SM3是15～150 mg/L。 Blunden 和 Wildgoose 使用水蘿蔔葉子生物鑑定法證實了 SM3 中的細胞激動素活性相當於125 mg/L。 其他的科學家也證實了南非昆布產品 Kelpak 66 含有性質類似於玉米素(Zeatin,N 異戊烯腺嘌呤)的物質。 質譜穩定同位素稀釋法(Mass spectrometric stable isotope dilution method)測定了Seasol，這種商業SWC產品中含有t-玉米素, t-玉米素核苷,異戊烯腺苷和其他集中細胞激動素糖苷。

2　植物生長素

已有的研究表明，植物生長素有刺激作物根系發育和抗寒的作用。扦插植物時用它處理後可大大提高存活率。最普通的植物生長素是吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid，IAA)。許多海藻本身都含有植物生長素和類植物生長素(Auxin and Auxin-like compounds)。Van Overbeek 早在1940年就公布了吲哚乙酸廣泛地存在於多種海藻中。隨後，Abe H. 和 Jacobs分別於1972年和1985年使用GC-MS技術對蕨藻，馬尾藻，裙帶菜和其他海藻中的吲哚乙酸(IAA)及其他兩種類植物生長素，苯乙酸(Phenyi-3-acetic acid)和羥基苯乙酸(Hydroxyphenyl acetic acid)的結構和含量進行了確認。NMR技術檢測了鋸齒藻中含有3(羥基乙醯)吲哚。
由於SWC產品對作物可以產生廣泛的生理回響，因此人們推測可能不止一種植物生長調節物質存在於SWC產品中。這就導致人們仔細地檢測SWC產品中的植物生長素。使用HPLC 和 GC-MS 技術，分析SWC產品的活性碎片，結果發現，某些SWC產品中除了含有IAA外， 還含有吲哚羧酸(ICA)，N，N-二甲基B-吲哚基乙胺，吲哚乙醛(IAId)，異吲哚 和 1，3-吲哚(N-羥基乙基苯鄰二醯亞胺)等。使用GLC 和 GC-MS技術測定了兩種SWC產品中的IAA含量分別是50 mg/g(乾重)和 6.63 μg/g(乾重)。已有的研究表明，植物生長素有刺激作物根系發育和抗寒的作用。

3　赤黴素

赤黴素有促進植物發芽，生長，開花和結果實的作用。
早在60年代，科學家就已經發現了海藻中含有赤黴素類似物。生物檢測發現昆布屬和滸苔屬的海藻有赤黴素活性，並發現了存在至少兩種赤黴素GA3和GA7。
雖然多種海藻都證明含有赤黴素類似物，但其在商業SWC產品中的含量至今仍然沒有被明確地檢測出來，這可能是海藻中的赤黴素在加工過程中被破壞的原因。新鮮製備的商業SWC產品(Maxicrop,Algifert and SM3)發現有赤黴素的活性。使用萵苣下胚軸生物檢測法測定SWC中的赤黴素活性是0.03～18.4 mg/L。矮態米微滴生物檢測法測定的活性量是0.05 mg/L。

4　脫落酸

脫落酸(ABA)也稱離層酸是一種植物生長抑制劑，可促使植物離層細胞成熟從而引起器官脫落。脫落酸與赤黴素有拮抗作用。
Kingman 在1982年發現掌狀海帶中含有水溶性的植物生長抑制劑，並且性質類似於ABA。使用GLC 和GC-MS 技術證實了這類物質是ABA。Boyer 在1988年使用他建立的純化法估算了海藻 (Ascophyllum nodosum) 中的ABA 含量是0.10～0.46 μg/g(乾重)。
套用GC-FID技術證實了由 Ascophyllum nodosum 海藻製備的商業SWC產品中ABA 的含量是20 mg/g(乾重)。

5　乙烯

乙烯在植物生長中的作用是降低生長速度，促使果實早熟。至今國際上對海藻中乙烯的研究很少。Van den Driessche 1988 年在研究傘藻的發育和生理節律期間發現了傘藻中含有乙烯。Nelson WR.1985年使用薄層和氣相色譜技術測定了南非製備的商業SWC產品Kelpak 66中含有乙烯的前體，1-氨基環丙烷羧酸(1-Aminocyclopropane-1-carboxylic acid)，其含量大約是9.29 nmol/ml。

6　甜菜鹼

甜菜鹼是一種胺基酸或亞胺基酸的衍生物，在濃度很低的情況下可大大提高植物葉綠素的含量。1984年首次發現海藻中含有甜菜鹼。當時Blunden等人用生物檢測法測定海藻中細胞激動素的活性水平時，發現了很多不可理解的現象。他們認為這些樣品中除了含有細胞激動素外還含有類似細胞激動素性質的物質，經過進一步的檢測證實這類具有類細胞激動素性質的物質是甜菜鹼。目前在海藻中發現了大約18種甜菜鹼，大部分是甘氨酸甜菜鹼，B-丙氨酸甜菜鹼，r-氨基丁酸甜菜鹼等。考慮到甜菜鹼對作物可能產生的作用，使用 H-NMR方法檢測了幾種商業SWC(SM3, Maxicrop, Seamac, Alginex)產品中的甜菜鹼。甘氨酸甜菜鹼的含量是從2.3～35.9 mg/L；r-氨基丁酸甜菜鹼的含量是從5.4～15.4 mg/L；6-氨基戊酸甜菜鹼的含量是從 3.7～11.6 mg/L。

7　多胺

多胺是一組作用類似植物生長素的化合物，按分類學不屬於植物激素。由於多胺可以廣泛地影響植物生理生長過程，所以SWC 產品中的這些化合物就不得不被考慮。目前還沒有見到多胺在商業SWC產品中的報導。

8 小結

目前在國內生產銷售的海藻肥料很多，其中比較好的品牌比較少，比較好的有煙臺斯維德生物科技有限公司生產的斯維德品牌的海藻肥，江蘇蘇維達肥料科技發展有限公司生產的海藻肥（20KG/袋）和海藻抗病生物水溶肥（10KG/袋）。其產品有液體的，膏狀的，粉末的，還有顆粒的。其效果跟質量比較穩定，兩家公司的全部產品都是供應國內高端基地市場如：綠色有機蔬菜基地、高爾夫球場等跟出口，產品在國內外受到用戶的一致好評。

使用海藻肥

海藻肥是天然的有機肥，其肥效依賴于海藻肥中所含有的營養成分，用作肥料的海藻一般是大型經濟藻類，如巨藻、泡葉藻、海囊藻等，為有機農業提供了良好的肥料。海藻肥的發展經歷了三個階段：腐爛海藻→海藻灰（粉）→海藻提取液，因此，純天然的海藻肥是有機農業發展最需要的肥料。
海藻肥中的核心物質是純天然海藻提取物，主要原料選自天然海藻，經過特殊生化工藝處理，提取海藻中的精華物質，極大地保留了天然活性組分，含有大量的非含氮有機物、陸生植物無法比擬的鉀、鈣、鎂、鐵、鋅、碘等四十餘種礦物質元素和豐富的維生素，特別含有海藻中所特有的海藻多糖、藻朊酸、高度不飽和脂肪酸和多種天然植物生長調節劑，具有很高的生物活性，可刺激植物體內非特異性活性因子的產生，調節內源激素的平衡。
海藻肥中的有效組分經過特殊的處理後，呈極易被植物吸收的活性狀態，在使用後的２—３個小時進入植物體內，並具有很快的吸收傳導速度。海藻肥中的海藻酸可以降低水的表面張力，在植物表面形成一層薄膜，增大接觸面積，使水溶性物質比較容易透過莖葉表面細胞膜進入植物細胞，使植物最有效地吸收海藻提取液中的營養成分，因此如果海藻液體肥和殺蟲劑、殺菌劑以及化學肥料混合使用，效果更佳。
海藻肥可直接使土壤或通過植物使土壤增加有機質，激活土壤中的各種有效微生物，這些生物可在植物—微生物代謝物循環中起催化劑的作用，使土壤的生物效力增加。植物和土壤微生物的代謝物可為植物提供更多的養分。海藻肥是一種天然生物製劑，可與植物－土壤生態系統和諧地起作用，它含有天然化合物，如藻朊酸鈉是天然土壤調理劑，能促進土壤團粒結構的形成，改善土壤內部孔隙空間，協調土壤中固、液、氣三者比例，恢復由於土壤負擔過重和化學污染而失去的天然膠質平衡，增加土壤生物活動，增加速效養分的釋放，有利於根系生長，提高作物的抗逆性。
目前國外的海藻肥料產品為了儘可能地保留海藻天然的有機成分，同時便於運輸和不受時間的限制，用不同的方法將海藻提取液製成液體肥料，其生產過程大致為：篩選適宜的海藻品種，通過各種技術手段使細胞壁破碎，內容物釋放，濃縮形成海藻精濃縮液，極大地保留海藻的天然活性成分。海藻肥中的有機活性因子對刺激植物生長起著重要的作用，集營養成分、抗生物質、植物激素於一體。但由於技術方面的限制，到目前為止世界上只有幾個國家和地區可以生產。
在農業部有關單位的支持下，北京雷力農用化學有限公司於１９９４年開始進行海藻肥的研究，終於成功研製出了雷力海藻肥。他們從幾十個海藻種類中篩選出高肥效的海藻品種，經過特殊的提取方法，製成海藻提取液，液肥高度濃縮使每１毫升中的營養物質達幾十種，可溶性有效成分含量為２０％-４５％。同時他們還以海藻肥核心技術為平台，開發了包括海得豐海藻精、綠色海藻精、雷力全元營養草坪功能肥、海藻有機肥、海藻促根劑等系列產品，填補了我國在海藻肥研究上的空白。在國內十餘個省市及澳大利亞、印尼等國的多種農作物上進行了試驗，示範面積達１０萬畝，結果表明對不同農作物的增產幅度為８．６％—３６．５％，投入產出比為１：８．６-２２５。經北京農林科學院植環所測定雷力海藻肥對菸草花葉病毒的抑制率為４２．４％-６４％。
傳統的化學肥料肥效單一、污染嚴重，長期使用會導致土壤被破壞。海藻肥屬天然海藻提取物，對人、畜無害，對環境無污染，在國外被列入有機食品專用肥料。海藻精及系列產品十分適合我國綠色食品和有機食品的生產，其所具有的功效彌補了我國傳統有機肥施用量大、肥效慢的不足，它的套用將有利於我國的農產品打入國際市場。另據統計，我國僅大型經濟海藻就有１００多種，其中不乏有高肥效的種類，資源十分豐富，開發和套用海藻肥前景廣闊。

海藻肥的作用機理

海藻是海洋有機物的原始生產者，具有強大的吸附能力，可以濃縮相當於自身44萬倍的海洋物質，營養極其豐富均衡。
海藻肥料是以海洋植物海藻作為主要原料，經科學加工製成的生物肥料，主要成分是從海藻中提取的有利於植物生長發育的天然生物活性物質和海藻從海洋中吸收並富集在體內的礦質營養元素，包括海藻多糖、酚類多聚化合物、甘露醇、甜菜鹼、植物生長調節物質(細胞分裂素、赤黴素、生長素、和脫落酸等)和氮、磷、鉀、及鐵、硼、鉬、碘等微量元素。此外，為增加肥效和肥料的螯合作用，還溶入了適量的腐植酸和適量微量元素。