海洋源生物刺激剂(海洋功能性资源技术丛书)

第五节 海藻肥的特性及其在农业生产中的应用 从工艺的角度看，海藻生物质可以在碱性或酸性条件下水解，或者通过高压或发酵后使海藻细胞壁破裂后释放出活性物质，这样得到的海藻提取物含有各种类型的分子和化合物，其本质是不均匀的。总的来说，除了加工过程中加入的工艺添加剂，初级提取物是由海藻植物的各种复杂组分组成的。这种提取物一开始被看成是促进植物增长的药物，但随着对其作用机理的深入理解，人们了解到海藻代谢产物对植物的新陈代谢既有直接作用，也可以间接地通过影响土壤微生物或与病原体的相互作用影响植物生长，是一种高效的生物刺激剂。 从外观上看，目前市场上的海藻液体肥包含了几乎白色到黑色的各种颜色，其气味、黏度、固形物含量、颗粒物等指标也各不相同。海藻肥料的制备工艺因为是技术机密很少有报道，总的来说，是用水、碱、酸提取，或者是用物理机械方法在低温下磨细后制备的海藻微粒化的悬浮体（Herve，1977），其中微粒化海藻悬浮物是一种绿色到绿褐色的弱酸性溶液。此外，海藻也可以在高压容器中处理，使细胞壁破裂后释放出可溶性细胞质成分，过滤后得到液体肥（Herve，1983；Stirk，2006）。物理破壁技术避免了有机溶剂、酸、碱等的应用，其提取物的性能与碱性提取物有区别。目前广泛使用的一种技术是高温下用钠和钾的碱性溶液处理海藻，就如*早的 Maxicrop 工艺，反应温度可以通过使用压力容器进一步提高。与其他产品有所不同，加拿大 Acadian Seaplants 公司的提取物是在常温下加工得到的。 所有的海藻提取液因为有腐植质似的多酚的存在而有强烈的颜色，*终产品可以在干燥状态或以 pH 7~10 的液态使用。根据使用情况，海藻肥料中经常加入一些普通的植物肥料或微量营养素，因为海藻活性物质对金属离子的螯合作用可以使各种金属离子稳定在肥料中（Milton，1962）。这些强化的海藻提取物一般是根据作物的特殊需求制备的。 第六节 海藻肥的发展现状 海藻在农业生产中长期被用作为肥料和土壤调节剂（Guiry，1981；Hong，2007；Metting，1988；Metting，1990）。传统的观点是海藻通过其提供的营养物质以及改善土质和持水性而改善作物的生长、健康和产量。在这个方面，海藻液体肥含有的溶解状态的 Cu、Co、Zn、Mn、Fe、Ni、Mo、B 等元素在应用于土壤和叶面后产生的功效被广为接受。随着海藻肥的推广普及，特别是低应用量的海藻肥（<15 L/hm2 ）所产生的效果使人们联想到海藻提取物中一些促进植物增长的成分。 目前人们对海藻类肥料所积累的知识可分为三个阶段： **阶段：20 世纪 50~70 年代早期； 第二阶段：20 世纪 70~90 年代； 第三阶段：20 世纪 90 年代至今。 **阶段积累的早期知识主要是生产试验和生物测试中获取的经验性结果，对海藻肥化学成分的分析受仪器水平的影响。在第二阶段的发展过程中，气相色谱（GC）和高效液相色谱（HPLC）技术的完善使科研人员可以对海藻提取物中的各种组分进行精确测定，核磁共振（NMR）技术也广泛应用于海藻活性物质的分析测试，使海藻肥的结构组成及其使用功效之间的构效关系的建立更加科学合理。在 20 世纪 90 年代以后的第三个发展阶段中，仪器分析变得更加先进，在对海藻活性物质进行精确表征的基础上，主要成分分析和代谢组学方 法的应用使科研人员可以更好地建立活性成分与应用功效之间的相关性。 历史上早期的生物功效研究主要来自农田或温室中使用 Maxicrop 品牌的海藻肥，*早的实验开始于 20 世纪 60 年代，期间主要的研究人员是苏格兰海藻研究院的 Ernest Booth。随后有三个研究团队积极地从事海藻肥在农业生产中的应用，包括 1959 年后 T. L. Senn 教授在美国 Clemson 大学建立的研究团队，其在 20 多年中研究了泡叶藻提取液对水果、蔬菜、观赏植物的影响（Senn，1978）。20 世纪 60 年代后期，英国 Portsmouth 理工大学的 G. Blunden 教授开始了对海藻提取液的研究直到现在。第三个研究团队是 20 世纪 80 年代由南非Natal 大学 van Staden 教授建立的，他们专门研究从极大昆布中用细胞破裂法制备的海藻提取液（Kelpak 品牌的海藻肥）。此外，开始于 20 世纪 80 年代后期，由法国 Roscoff 研究所的 Bernard Kloraeg 与法国 Go?mar 公司合作的研究显示了海藻提取液中含有植物增长的激发因子（Klarzynski，2000；Klarzynski，2003；Patier，1993）。