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你不可不知道的海藻知识!!!(三碘出品,必属精品)

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你不可不知道的海藻知识!!!(三碘出品,必属精品)

发布日期:2017-12-26 作者: 点击:

海藻肥的历史

自古以来,海藻就被人类当作食品、药品广泛利用,但海藻肥料在公元4世纪才有记载,当时的Palladius人将海藻代替部分肥料,用来改善土壤。公元12世纪中叶,在欧洲的一些沿海国家和地区,特别是法国、英格兰、苏格兰和挪威等,海藻肥料被人们广泛利用。16世纪,在法国、日本、加拿大等地有采集海藻制作堆肥的习惯,大不列巅岛的South Wales(南威尔士)和德国一些地区则用岸边腐烂的海藻或海藻灰种植各种农作物,效果颇佳,产品供不应求。17世纪,法国政府在沿海地区大力推广用海藻作为土壤肥料,并明文规定海藻的采集条件、收割时间以及海域等;当时的法国Birtany(布列塔尼)和Normandy(诺曼底)地区沿海岸线几百英里,由于施用海藻提取物,其农作物和蔬菜品质优异、远近闻名,享有“金海岸”的美称,至今仍然流传存在。

近代1880年,有人第一次进行了施用海藻肥的对照试验,尽管不够成熟,但比较清楚地说明了海藻肥的优越性。1949年,海藻液体肥作为海藻肥新产品在大不列颠岛问世,开启了海藻肥新篇章。到20世纪80、90年代,作为一种天然肥料,海藻肥在欧美发达国家得到了前所未有的重视和发展。目前,世界上已有许多国家和地区生产海藻肥,包括英国、法国、美国、加拿大、澳大利亚、南非、中国等;海藻肥的使用范围更是遍布全球,取得了显著的经济效益、生态效益和社会效益,受到越来越多国家和地区的欢迎。

 

  我国自上世纪90年代起进行海藻肥的研究和应用推广,进入新世纪以来,海藻肥产业发展迅速。中国科学院海洋研究所、中国海洋大学、北京雷力集团、青岛明月海藻集团、山东三碘生化科技有限公司等一大批科研院所、高校和企业,在海藻肥加工、海藻肥应用效果及其作用机理、海藻肥推广使用等方面作了大量的探索开拓。中国海藻肥市场正处于快速发展期,前景广阔。

海藻肥的原料

海藻是海洋中的初级生产者,是生物量最大且可再生的海洋生物资源,通过光合作用固碳产氧制造有机物,支撑起庞大的海洋生物链,维持着海洋生态系统乃至全球生物圈的平衡。海藻具有吸附凝聚海水中营养物质的天然特性,加之复杂的生存环境,海藻体内蕴含了大量对植物生长有益的活性物质,是制造功能性有机肥料的极佳天然原料;但不同种类、不同海域中的海藻,其养分种类及含量是不同的,而且有些海域的海藻被重金属等污染,不能用来生产海藻肥。

目前,全球生产海藻肥使用的海藻原料主要有泡叶藻(Ascophyllumnodosum)、极大昆布(Eckloniamaxima)、海带(Laminariadigitata和Laminariajaponica)、马尾藻(Sargassum)和浒苔(Enteromorphaprolifera)等(见图3);其中泡叶藻(Ascophyllumnodosum)是国际上生产海藻肥的经典原料、主流原料。泡叶藻主要分布在北大西洋沿岸海域,如加拿大、挪威、爱尔兰、英国、法国、西班牙等国家;极大昆布主要分布在南非西海岸以及纳米比亚;海带属农用最广的种类为掌状海带(Laminariadigitata)和海带(Laminariajaponica),其中掌状海带(Laminariadigitata)主要分布在法国、加拿大、爱尔兰、西班牙等国家,而海带(Laminariajaponica)主要集中在东北亚的中国、朝韩、日本及俄罗斯东部等地;马尾藻广布全球。

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生产海藻肥常用的海藻原料

据报道,我国已探明的褐藻种类达298种,其中马尾藻有130余种,约占世界马尾藻种类的三分之一,其种类的丰富度居世界首位。我国三大海域中,南海马尾藻属海藻的种类和数量占有绝对优势,达124种,黄、东海较少,仅17种。一些广温性的种类,如铜藻、裂叶马尾藻、鼠尾藻、羊栖菜和海黍子从黄海西区一直到南海北区都有分布,并且数量较大。刘雪梅等分析检测了浙江沿海13种海藻中的9种植物激素,结果表明马尾藻属的铜藻和鼠尾藻激素含量较高,适合作为生产海藻肥的原料。

海藻活性成分及功效

海藻中含有海藻多糖、甘露醇、氨基酸、海藻色素、海藻多酚和有机矿物元素(钾、钙、镁、碘、硒、铁、锌、铜等)等多种活性成分,以及天然生长素、赤霉素、细胞分裂素等内源性植物生长调节剂1, 4, 9,使海藻肥具有改善土质、抗旱、抗寒、促生长、抗虫害、增产、提高农产品品质等多重功效(见表1)。

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先,海藻多糖具有较强的亲水性,能结合土壤中的水分,改善土壤团粒结构,从而降低土壤水分蒸汽压和蒸发速度,利于土壤保墒保水,有助于治理土壤板结;其次,这些活性成分增加了土壤有机质,改善土质、提升土壤生产力;第三,这些活性成分具有提高作物抗逆能力、促进作物生长的功效,例如海藻多糖能贴附于作物根系,形成活性水膜,利于根系生长,从而增加作物的吸水吸肥能力,为作物生长提供更多水肥,发达的根系也增强了作物的抗旱能力;第四,海藻多糖具有一定的黏结性和成膜性,干燥失水后能形成一层柔软坚韧不透气的薄膜,因而能粘沾并窒息螨虫,达到物理杀螨的效果,无农药残留,是绿色的生物杀虫剂;第五,海藻肥丰富全面的营养、改善的土质、作物抗逆能力的增强、病虫害减少,这些都使农产品品质显著提升(外形、色泽、甜度、味道、耐储藏性等)。

海藻肥使用简单、具有很高的生物活性,效果神奇,起初引起人们重视的是海藻肥中的矿物质和微量元素,后来人们发现海藻特有的活性物质比其所含的微量元素更重要。

海藻提取物可以直接或通过植物增加土壤有机质,调节速效养分的释放,激活土壤中的各种微生物,土壤微生物的代谢物可使土壤的生物效力增加。海藻提取物能促进植物建立强大的根系,以增进植物对土壤养分和水分的吸收利用;能增大作物茎部的维管束细胞,以促进无机养分和水分从根系运送到地上部分,并促进光合产物从叶片运送到其它部位;这些可增强植物抗逆、抗病虫、抗倒伏的能力,从而达到增产增效的目的。

海藻多糖是海藻中含量最多的成分,也是海藻肥中重要的指标成分,具有多方面的功能。除了上段提到的功能之外,已有的资料表明海藻酸具有鳌合作用,它能将与磷结合的金属离子螯合出来,从而解放含磷基团,这不仅能够改善作物的磷营养状况、提高作物产量,而且对减少磷肥用量、缓解磷资源不足具有很大的现实意义。长期施用化肥会使农田生态环境、土壤的理化性状以及土壤微生物群受到破坏,海藻多糖是天然土壤调理剂,不仅能鳌合重金属离子,增加土壤中有效成分的持久性和有效性,而且能促进土壤团粒结构的形成,改善土壤内部孔隙空间,协调土壤中固、液、气三态的比例,恢复由于土壤“养分透支”和化学污染而失去的天然胶质平衡,增加土壤微生物活动,调控养分释放,促进根系生长,提高作物的抗逆性。另外,海藻酸能够使水的表面张力降低,并形成水肥有机膜,增大植物与土壤养分的作用面积,使水溶性养分更易透过细胞壁和细胞膜进入植物细胞内,利于作物更有效地吸收海藻提取液中的活性成分。

海藻植物激素与高等植物体内植物激素类似,具有复杂的天然结构,含量更少,但生理活性更高。海藻植物激素的研究始于上世纪40年代,VanOverbeek用燕麦胚芽鞘弯曲实验检测到褐藻具有植物激素活性,此后,一系列具有生长素活性、细胞分裂素活性、脱落酸活性和赤霉素活性的海藻活性物质都相继被检测出来。

海藻肥中富含有机碘,它特有的气味能让害虫本能地避开,对驱避蚜虫、粉虱、吸浆虫、梨木虱等有特效;而且海藻肥对作物的各种细菌和真菌病害如霜霉病、灰霉病、角斑病、疫病等也有一定的预防和减轻作用。据国外报道,海藻肥中还含有天然抗生素,具有抗病毒的作用。此外,海藻液体肥与杀虫剂、杀菌剂以及化学肥料混合使用效果更佳,能够明显的降低喷洒费用,对农药和化学肥料具有广泛的增效作用。

海藻肥的生产工艺

海藻活性物质对海藻肥的肥效发挥至关重要的作用,生产工艺的不同会直接影响有效成份的提取率、稳定性和作用功效,通过不同方法得到的海藻提取物其内含物和应用效果是不一样的。如何最大程度保持和利用海藻天然活性成分,是海藻肥生产的核心工艺之一,也是需要不断突破提升的重要课题。

海藻肥生产中,通过细胞破碎或增溶等技术手段提取海藻细胞内含物,以及使海藻大分子化合物降解为可溶、易被吸收的小分子物质的过程,叫做藻体消解。目前,国际上消解海藻藻体的方法主要有三大类:物理方法、化学方法、生物方法。

综合比较消解海藻的几种方法,最好的方法是采用酶水解或物理消解,这两种方法能最大程度保留海藻天然物质的活性,但技术难度高、对设备要求高,掌握的企业屈指可数。其次,是采用微生物将海藻酵解,工艺条件较温和,可以较大程度地保留海藻活性成分,且在保留海藻活性成分的同时,将其大分子转化为能被作物直接吸收的小分子,还能代谢产生海藻原料中不含有的、对作物有益的其他活性成;微生物酵解法的技术要求高,产品稳定性较难控制,需优化操作和控制工艺过程。目前很多生产企业采用化学提取法,使用酸碱和氧化剂来消解海藻,易于批量工业化处理,能提高藻体加工提取的效率,但也对海藻活性物质造成一定程度的破坏。在生产实践中,通过系统工程学设计,将多种破壁提取方法进行有机组合,充分发挥各种方法的优势、弥补其缺点,是切实可行的方案。从海藻肥更加绿色、天然、高效的发展趋势来看,微生物酵解法、酶解法和物理法是海藻肥加工制造工艺的重要突破方向,以先进的科技、工艺和设备,生产出高品质海藻肥。

海藻肥的使用效果

在国外,海藻肥的使用历史悠久、产品种类繁多,应用地域和作物种类广泛。在中国,从2000年第一张海藻肥登记证至今,在农业部获准登记的海藻肥生产企业已有数十家,登记的海藻肥产品达到几百个,产品除了供应国内市场外,还远销欧美、东南亚等一百多个国家和地区。海藻肥能够迅速发展、广受欢迎,最重要的原因就是海藻肥使用效果显著,带来明显的经济效益、生态效益和社会效益。

在国外,海藻肥被称为“傻瓜肥料”,意思是说它是一种智能型肥料,非专业人士使用它,可以达到专业种植水平。从国内外使用效果来看,海藻肥被广泛用作小麦、玉米、水稻、果蔬、茶叶、中草药种植及园艺等的肥料(见图4),具有促进作物根系发育,提高作物光合效率,促进作物根系和主茎生长,提高作物产量和品质,增强作物对不良环境的抵抗能力,促进果实早熟等优点。

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土质:研究表明,海藻多糖的螯合以及亲水特性,能改良土壤的物理、化学和生物学特性,从而提高土壤的保水能力,促进根际有益微生物的生长;海藻多糖能与土壤中的金属离子反应形成高分子量的复合物,改善土壤团粒结构,从而有利于保持土壤水分,良好的土壤通气环境可刺激作物根系以及根际微生物的生长。海藻提取物与化学肥料配成的有机.无机复混肥料,在增强肥效的同时能改善土壤结构,增强土壤透气保水能力。与普通肥料相比,海藻肥更具高效、易吸收和环境友好的特点。海藻多糖是海藻中含量最大的成分,已有的资料表明海藻酸具有鳌合作用,它能鳌合与磷结合的金属离子,从而使固定态磷释放出来,不仅对改善作物的磷营养状况、提高作物产量有重要作用,而且对减少磷肥施用量、缓解磷资源不足的矛盾具有现实意义。

促进种子萌发:经海藻提取物处理的种子,呼吸速率加快,发芽率明显提高,很多研究已证实起作用的主要海藻提取物中的天然植物生长调节剂、海藻多糖等。用海藻浸泡大白菜种子,萌芽率提高31%。

浸根提高移栽成活率:在潮湿地带移栽植物前,用这种肥料浸渍,可以防止植物根和叶的枯萎。

促进植物生长:海藻肥中的海藻酸盐可以降低水的表面张力,在植物叶表面形成一层薄膜,增大接触面积,便于水或水溶性物质透过叶表面阻隔结构进入细胞内部,使植物有效吸收养分。日本爱媛大学的报告显示, 海藻精施用于树势衰弱的蜜橘,可促进新梢生长,增加新梢数目、茎叶片数、叶面积及叶厚。

增加花芽数量:1984年南非开普敦大学的园艺学家用不同种类的花做试验,证明海藻肥不仅能能明显增加花芽数目(增加率达30%-60%),且能使花期显著提前。山东省文登市科学技术协会原主席、高级农艺师黄国永介绍说:“用了海藻肥以后,苹果叶片肥厚、叶色浓绿,容易形成短枝,这样能促使花芽分化,能够多结果实。”

提高座果率:大棚试验结果表明,施用海藻提取物的番茄比对照株的株高、径粗、平均座果率和产量均显著增加。

提高作物的抗逆性和抗病能力:研究发现,在茄子、油菜、黄瓜、甘蓝、青菜、西芹、胡萝卜、番茄、白菜和辣椒等蔬菜上施用海藻肥,对提高其抗逆性有积极作用。施用海藻肥能提高对烟草花叶病毒的抗病毒能力,降低番茄灰霉病发病率,减轻水稻瘟枯病病情,对秋季大白菜的软腐病和霜霉病有明显的抗病效果。郭晓冬等研究发现海藻提取物对番茄蕨叶型病毒病(CMV)有很好的体外钝化效果和预防侵染的作用,接种CMV病毒后施用海藻肥,病株的SOD、POD酶活性明显升高,并明显降低了病株的病毒含量,降低了病毒对叶绿体的破坏。

增加产量和提升品质:施用海藻提取物能使多种作物不同程度地增产。研究者在油麦菜、辣椒、白薯、黄瓜、土豆、苹果、柑桔、鸭梨、葡萄、桃树、玉米、小麦、水稻、大豆、棉花、茶叶、烟草等蔬菜、瓜果及粮油等作物上的实验结果表明,海藻肥均能显著增加产量,增产幅度多在10%-30%之间。经海藻提取物处理的豆类植物,产量有显著增加,平均增加量为24%左右。喷施海藻叶面肥显著提高了大蒜的产量,使其较对照增产20%,大蒜蒜头横径和单头蒜重也明显增加。

作物一种新型肥料,海藻肥使用方法简单,具有多重肥效且肥效显著,是名副其实的傻瓜肥料,因而受到市场追捧。市场的热烈回应,又反馈至海藻肥的研发生产,使海藻肥本身也不断创新发展。

 

山东三碘生化科技有限公司历经十余载发展,也研发了多款海藻类生物有机肥。



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