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海藻肥的歷史
自古以來(lái)，海藻就被人類當(dāng)作食品、藥品廣泛利用，但海藻肥料在公元4世紀(jì)才有記載，當(dāng)時(shí)的Palladius人將海藻代替部分肥料，用來(lái)改善土壤。公元12世紀(jì)中葉，在歐洲的一些沿海國(guó)家和地區(qū)，特別是法國(guó)、英格蘭、蘇格蘭和挪威等，海藻肥料被人們廣泛利用。16世紀(jì)，在法國(guó)、日本、加拿大等地有采集海藻制作堆肥的習(xí)慣，大不列巔島的South Wales（南威爾士）和德國(guó)一些地區(qū)則用岸邊腐爛的海藻或海藻灰種植各種農(nóng)作物，效果頗佳，產(chǎn)品供不應(yīng)求。17世紀(jì)，法國(guó)政府在沿海地區(qū)大力推廣用海藻作為土壤肥料，并明文規(guī)定海藻的采集條件、收割時(shí)間以及海域等；當(dāng)時(shí)的法國(guó)Birtany（布列塔尼）和Normandy（諾曼底）地區(qū)沿海岸線幾百英里，由于施用海藻提取物，其農(nóng)作物和蔬菜品質(zhì)優(yōu)異、遠(yuǎn)近聞名，享有“金海岸”的美稱，至今仍然流傳存在。
近代1880年，有人進(jìn)行了施用海藻肥的對(duì)照試驗(yàn)，盡管不夠成熟，但比較清楚地說(shuō)明了海藻肥的優(yōu)越性。1949年，海藻液體肥作為海藻肥新產(chǎn)品在大不列顛島問世，開啟了海藻肥新篇章。到20世紀(jì)80、90年代，作為一種天然肥料，海藻肥在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家得到了前所未有的重視和發(fā)展。目前，世界上已有許多國(guó)家和地區(qū)生產(chǎn)海藻肥，包括英國(guó)、法國(guó)、美國(guó)、加拿大、澳大利亞、南非、中國(guó)等；海藻肥的使用范圍更是遍布全球，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益，受到越來(lái)越多國(guó)家和地區(qū)的歡迎。
我國(guó)自上世紀(jì)90年代起進(jìn)行海藻肥的研究和應(yīng)用推廣，進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，海藻肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。中國(guó)科學(xué)院海洋研究所、中國(guó)海洋大學(xué)、北京雷力集團(tuán)、青島明月海藻集團(tuán)、山東三碘生化科技有限公司等一大批科研院所、高校和企業(yè)，在海藻肥加工、海藻肥應(yīng)用效果及其作用機(jī)理、海藻肥推廣使用等方面作了大量的探索開拓。中國(guó)海藻肥市場(chǎng)正處于快速發(fā)展期，前景廣闊。
海藻肥的原料
海藻是海洋中的初級(jí)生產(chǎn)者，是生物量且可再生的海洋生物資源，通過(guò)光合作用固碳產(chǎn)氧制造有機(jī)物，支撐起龐大的海洋生物鏈，維持著海洋生態(tài)系統(tǒng)乃至全球生物圈的平衡。海藻具有吸附凝聚海水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的天然特性，加之復(fù)雜的生存環(huán)境，海藻體內(nèi)蘊(yùn)含了大量對(duì)植物生長(zhǎng)有益的活性物質(zhì)，是制造功能性有機(jī)肥料的極佳天然原料；但不同種類、不同海域中的海藻，其養(yǎng)分種類及含量是不同的，而且有些海域的海藻被重金屬等污染，不能用來(lái)生產(chǎn)海藻肥。
目前，全球生產(chǎn)海藻肥使用的海藻原料主要有泡葉藻（Ascophyllumnodosum）、極大昆布（Eckloniamaxima）、海帶（Laminariadigitata和Laminariajaponica）、馬尾藻（Sargassum）和滸苔（Enteromorphaprolifera）等（見圖3）；其中泡葉藻（Ascophyllumnodosum）是國(guó)際上生產(chǎn)海藻肥的經(jīng)典原料、主流原料。泡葉藻主要分布在北大西洋沿岸海域，如加拿大、挪威、愛爾蘭、英國(guó)、法國(guó)、西班牙等國(guó)家；極大昆布主要分布在南非西海岸以及納米比亞；海帶屬農(nóng)用廣的種類為掌狀海帶（Laminariadigitata）和海帶（Laminariajaponica），其中掌狀海帶（Laminariadigitata）主要分布在法國(guó)、加拿大、愛爾蘭、西班牙等國(guó)家，而海帶（Laminariajaponica）主要集中在東北亞的中國(guó)、朝韓、日本及俄羅斯東部等地；馬尾藻廣布全球。
據(jù)報(bào)道，我國(guó)已探明的褐藻種類達(dá)298種，其中馬尾藻有130余種，約占世界馬尾藻種類的三分之一，其種類的豐富度居世界首位。我國(guó)三大海域中，南海馬尾藻屬海藻的種類和數(shù)量占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，達(dá)124種，黃、東海較少，僅17種。一些廣溫性的種類，如銅藻、裂葉馬尾藻、鼠尾藻、羊棲菜和海黍子從黃海西區(qū)一直到南海北區(qū)都有分布，并且數(shù)量較大。劉雪梅等分析檢測(cè)了浙江沿海13種海藻中的9種植物激素，結(jié)果表明馬尾藻屬的銅藻和鼠尾藻激素含量較高，適合作為生產(chǎn)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、海藻多酚和有機(jī)礦物元素（鉀、鈣、鎂、碘、硒、鐵、鋅、銅等）等多種活性成分，以及天然生長(zhǎng)素、赤霉素、細(xì)胞分裂素等內(nèi)源性植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑1, 4, 9，使海藻肥具有改善土質(zhì)、抗旱、抗寒、促生長(zhǎng)、抗蟲害、增產(chǎn)、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等多重功效（見表1）。
先，海藻多糖具有較強(qiáng)的親水性，能結(jié)合土壤中的水分，改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，從而降低土壤水分蒸汽壓和蒸發(fā)速度，利于土壤保墑保水，有助于治理土壤板結(jié)；其次，這些活性成分增加了土壤有機(jī)質(zhì)，改善土質(zhì)、提升土壤生產(chǎn)力；第三，這些活性成分具有提高作物抗逆能力、促進(jìn)作物生長(zhǎng)的功效，例如海藻多糖能貼附于作物根系，形成活性水膜，利于根系生長(zhǎng)，從而增加作物的吸水吸肥能力，為作物生長(zhǎng)提供更多水肥，發(fā)達(dá)的根系也增強(qiáng)了作物的抗旱能力；第四，海藻多糖具有一定的黏結(jié)性和成膜性，干燥失水后能形成一層柔軟堅(jiān)韌不透氣的薄膜，因而能粘沾并窒息螨蟲，達(dá)到物理殺螨的效果，無(wú)農(nóng)藥殘留，是綠色的生物殺蟲劑；第五，海藻肥豐富全面的營(yíng)養(yǎng)、改善的土質(zhì)、作物抗逆能力的增強(qiáng)、病蟲害減少，這些都使農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)顯著提升（外形、色澤、甜度、味道、耐儲(chǔ)藏性等）。
海藻肥使用簡(jiǎn)單、具有很高的生物活性，效果神奇，起初引起人們重視的是海藻肥中的礦物質(zhì)和微量元素，后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)海藻特有的活性物質(zhì)比其所含的微量元素更重要。
海藻提取物可以直接或通過(guò)植物增加土壤有機(jī)質(zhì)，調(diào)節(jié)速效養(yǎng)分的釋放，激活土壤中的各種微生物，土壤微生物的代謝物可使土壤的生物效力增加。海藻提取物能促進(jìn)植物建立強(qiáng)大的根系，以增進(jìn)植物對(duì)土壤養(yǎng)分和水分的吸收利用；能增大作物莖部的維管束細(xì)胞，以促進(jìn)無(wú)機(jī)養(yǎng)分和水分從根系運(yùn)送到地上部分，并促進(jìn)光合產(chǎn)物從葉片運(yùn)送到其它部位；這些可增強(qiáng)植物抗逆、抗病蟲、抗倒伏的能力，從而達(dá)到增產(chǎn)增效的目的。
海藻多糖是海藻中含量多的成分，也是海藻肥中重要的指標(biāo)成分，具有多方面的功能。除了上段提到的功能之外，已有的資料表明海藻酸具有鰲合作用，它能將與磷結(jié)合的金屬離子螯合出來(lái)，從而解放含磷基團(tuán)，這不僅能夠改善作物的磷營(yíng)養(yǎng)狀況、提高作物產(chǎn)量，而且對(duì)減少磷肥用量、緩解磷資源不足具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。長(zhǎng)期施用化肥會(huì)使農(nóng)田生態(tài)環(huán)境、土壤的理化性狀以及土壤微生物群受到破壞，海藻多糖是天然土壤調(diào)理劑，不僅能鰲合重金屬離子，增加土壤中有效成分的持久性和有效性，而且能促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，改善土壤內(nèi)部孔隙空間，協(xié)調(diào)土壤中固、液、氣三態(tài)的比例，恢復(fù)由于土壤“養(yǎng)分透支”和化學(xué)污染而失去的天然膠質(zhì)平衡，增加土壤微生物活動(dòng)，調(diào)控養(yǎng)分釋放，促進(jìn)根系生長(zhǎng)，提高作物的抗逆性。另外，海藻酸能夠使水的表面張力降低,并形成水肥有機(jī)膜,增大植物與土壤養(yǎng)分的作用面積,使水溶性養(yǎng)分更易透過(guò)細(xì)胞壁和細(xì)胞膜進(jìn)入植物細(xì)胞內(nèi),利于作物更有效地吸收海藻提取液中的活性成分。
海藻植物激素與高等植物體內(nèi)植物激素類似，具有復(fù)雜的天然結(jié)構(gòu)，含量更少，但生理活性更高。海藻植物激素的研究始于上世紀(jì)40年代，VanOverbeek用燕麥胚芽鞘彎曲實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到褐藻具有植物激素活性，此后，一系列具有生長(zhǎng)素活性、細(xì)胞分裂素活性、脫落酸活性和赤霉素活性的海藻活性物質(zhì)都相繼被檢測(cè)出來(lái)。
海藻肥中富含有機(jī)碘，它特有的氣味能讓害蟲本能地避開，對(duì)驅(qū)避蚜蟲、粉虱、吸漿蟲、梨木虱等有特效；而且海藻肥對(duì)作物的各種細(xì)菌和真菌病害如霜霉病、灰霉病、角斑病、疫病等也有一定的預(yù)防和減輕作用。據(jù)國(guó)外報(bào)道，海藻肥中還含有天然抗生素，具有抗病毒的作用。此外，海藻液體肥與殺蟲劑、殺菌劑以及化學(xué)肥料混合使用效果更佳，能夠明顯的降低噴灑費(fèi)用，對(duì)農(nóng)藥和化學(xué)肥料具有廣泛的增效作用。
海藻肥的生產(chǎn)工藝
海藻活性物質(zhì)對(duì)海藻肥的肥效發(fā)揮至關(guān)重要的作用，生產(chǎn)工藝的不同會(huì)直接影響有效成份的提取率、穩(wěn)定性和作用功效，通過(guò)不同方法得到的海藻提取物其內(nèi)含物和應(yīng)用效果是不一樣的。如何程度保持和利用海藻天然活性成分，是海藻肥生產(chǎn)的核心工藝之一，也是需要不斷突破提升的重要課題。
海藻肥生產(chǎn)中，通過(guò)細(xì)胞破碎或增溶等技術(shù)手段提取海藻細(xì)胞內(nèi)含物，以及使海藻大分子化合物降解為可溶、易被吸收的小分子物質(zhì)的過(guò)程，叫做藻體消解。目前，國(guó)際上消解海藻藻體的方法主要有三大類：物理方法、化學(xué)方法、生物方法。
綜合比較消解海藻的幾種方法，方法是采用酶水解或物理消解，這兩種方法能大程度保留海藻天然物質(zhì)的活性，但技術(shù)難度高、對(duì)設(shè)備要求高，掌握的企業(yè)屈指可數(shù)。其次，是采用微生物將海藻酵解，工藝條件較溫和，可以較大程度地保留海藻活性成分，且在保留海藻活性成分的同時(shí)，將其大分子轉(zhuǎn)化為能被作物直接吸收的小分子，還能代謝產(chǎn)生海藻原料中不含有的、對(duì)作物有益的其他活性成；微生物酵解法的技術(shù)要求高，產(chǎn)品穩(wěn)定性較難控制，需優(yōu)化操作和控制工藝過(guò)程。目前很多生產(chǎn)企業(yè)采用化學(xué)提取法，使用酸堿和氧化劑來(lái)消解海藻，易于批量工業(yè)化處理，能提高藻體加工提取的效率，但也對(duì)海藻活性物質(zhì)造成一定程度的破壞。在生產(chǎn)實(shí)踐中，通過(guò)系統(tǒng)工程學(xué)設(shè)計(jì)，將多種破壁提取方法進(jìn)行有機(jī)組合，充分發(fā)揮各種方法的優(yōu)勢(shì)、彌補(bǔ)其缺點(diǎn)，是切實(shí)可行的方案。從海藻肥更加綠色、天然、高效的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，微生物酵解法、酶解法和物理法是海藻肥加工制造工藝的重要突破方向，以先進(jìn)的科技、工藝和設(shè)備，生產(chǎn)出高品質(zhì)海藻肥。
海藻肥的使用效果
在國(guó)外，海藻肥的使用歷史悠久、產(chǎn)品種類繁多，應(yīng)用地域和作物種類廣泛。在中國(guó)，從2000年第一張海藻肥登記證至今,在農(nóng)業(yè)部獲準(zhǔn)登記的海藻肥生產(chǎn)企業(yè)已有數(shù)十家,登記的海藻肥產(chǎn)品達(dá)到幾百個(gè)，產(chǎn)品除了供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)外,還遠(yuǎn)銷歐美、東南亞等一百多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。海藻肥能夠迅速發(fā)展、廣受歡迎,重要的原因就是海藻肥使用效果顯著，帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益。
在國(guó)外，海藻肥被稱為“傻瓜肥料”，意思是說(shuō)它是一種智能型肥料，非專業(yè)人士使用它，可以達(dá)到專業(yè)種植水平。從國(guó)內(nèi)外使用效果來(lái)看，海藻肥被廣泛用作小麥、玉米、水稻、果蔬、茶葉、中草藥種植及園藝等的肥料（見圖4）,具有促進(jìn)作物根系發(fā)育,提高作物光合效率，促進(jìn)作物根系和主莖生長(zhǎng)，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，增強(qiáng)作物對(duì)不良環(huán)境的抵抗能力,促進(jìn)果實(shí)早熟等優(yōu)點(diǎn)。
土質(zhì)：研究表明，海藻多糖的螯合以及親水特性，能改良土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性，從而提高土壤的保水能力，促進(jìn)根際有益微生物的生長(zhǎng)；海藻多糖能與土壤中的金屬離子反應(yīng)形成高分子量的復(fù)合物，改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，從而有利于保持土壤水分，良好的土壤通氣環(huán)境可刺激作物根系以及根際微生物的生長(zhǎng)。海藻提取物與化學(xué)肥料配成的有機(jī).無(wú)機(jī)復(fù)混肥料,在增強(qiáng)肥效的同時(shí)能改善土壤結(jié)構(gòu),增強(qiáng)土壤透氣保水能力。與普通肥料相比,海藻肥更具高效、易吸收和環(huán)境友好的特點(diǎn)。海藻多糖是海藻中含量大的成分，已有的資料表明海藻酸具有鰲合作用,它能鰲合與磷結(jié)合的金屬離子,從而使固定態(tài)磷釋放出來(lái),不僅對(duì)改善作物的磷營(yíng)養(yǎng)狀況、提高作物產(chǎn)量有重要作用,而且對(duì)減少磷肥施用量、緩解磷資源不足的矛盾具有現(xiàn)實(shí)意義。
促進(jìn)種子萌發(fā)：經(jīng)海藻提取物處理的種子，呼吸速率加快，發(fā)芽率明顯提高，很多研究已證實(shí)起作用的主要海藻提取物中的天然植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、海藻多糖等。用海藻浸泡大白菜種子，萌芽率提高31%。
浸根提高移栽成活率：在潮濕地帶移栽植物前，用這種肥料浸漬，可以防止植物根和葉的枯萎。
促進(jìn)植物生長(zhǎng)：海藻肥中的海藻酸鹽可以降低水的表面張力，在植物葉表面形成一層薄膜，增大接觸面積，便于水或水溶性物質(zhì)透過(guò)葉表面阻隔結(jié)構(gòu)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，使植物有效吸收養(yǎng)分。日本愛媛大學(xué)的報(bào)告顯示, 海藻精施用于樹勢(shì)衰弱的蜜橘，可促進(jìn)新梢生長(zhǎng)，增加新梢數(shù)目、莖葉片數(shù)、葉面積及葉厚。
增加花芽數(shù)量：1984年南非開普敦大學(xué)的園藝學(xué)家用不同種類的花做試驗(yàn)，證明海藻肥不僅能能明顯增加花芽數(shù)目（增加率達(dá)30%-60%），且能使花期顯著提前。山東省文登市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)原主席、高級(jí)農(nóng)藝師黃國(guó)永介紹說(shuō)：“用了海藻肥以后，蘋果葉片肥厚、葉色濃綠，容易形成短枝，這樣能促使花芽分化，能夠多結(jié)果實(shí)?！?/span>
提高座果率：大棚試驗(yàn)結(jié)果表明，施用海藻提取物的番茄比對(duì)照株的株高、徑粗、平均座果率和產(chǎn)量均顯著增加。
提高作物的抗逆性和抗病能力：研究發(fā)現(xiàn)，在茄子、油菜、黃瓜、甘藍(lán)、青菜、西芹、胡蘿卜、番茄、白菜和辣椒等蔬菜上施用海藻肥,對(duì)提高其抗逆性有積極作用。施用海藻肥能提高對(duì)煙草花葉病毒的抗病毒能力,降低番茄灰霉病發(fā)病率,減輕水稻瘟枯病病情,對(duì)秋季大白菜的軟腐病和霜霉病有明顯的抗病效果。郭曉冬等研究發(fā)現(xiàn)海藻提取物對(duì)番茄蕨葉型病毒?。–MV）有很好的體外鈍化效果和預(yù)防侵染的作用，接種CMV病毒后施用海藻肥，病株的SOD、POD酶活性明顯升高，并明顯降低了病株的病毒含量，降低了病毒對(duì)葉綠體的破壞。
增加產(chǎn)量和提升品質(zhì)：施用海藻提取物能使多種作物不同程度地增產(chǎn)。研究者在油麥菜、辣椒、白薯、黃瓜、土豆、蘋果、柑桔、鴨梨、葡萄、桃樹、玉米、小麥、水稻、大豆、棉花、茶葉、煙草等蔬菜、瓜果及糧油等作物上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，海藻肥均能顯著增加產(chǎn)量，增產(chǎn)幅度多在10%-30%之間。經(jīng)海藻提取物處理的豆類植物，產(chǎn)量有顯著增加，平均增加量為24%左右。噴施海藻葉面肥顯著提高了大蒜的產(chǎn)量，使其較對(duì)照增產(chǎn)20%，大蒜蒜頭橫徑和單頭蒜重也明顯增加。
作物一種新型肥料，海藻肥使用方法簡(jiǎn)單，具有多重肥效且肥效顯著，是名副其實(shí)的傻瓜肥料，因而受到市場(chǎng)追捧。市場(chǎng)的熱烈回應(yīng)，又反饋至海藻肥的研發(fā)生產(chǎn)，使海藻肥本身也不斷創(chuàng)新發(fā)展。
山東三碘生化科技有限公司歷經(jīng)十余載發(fā)展，也研發(fā)了多款海藻類生物有機(jī)肥。
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