1、新型海藻肥料的开发及其应用新型海藻肥料的开发及其应用 报告提纲1.海藻和海藻肥料的概述海藻和海藻肥料的概述 2. 海藻肥的田间试验效果海藻肥的田间试验效果3. 海藻有机肥在有机农业中的作用海藻有机肥在有机农业中的作用 引子：我国农业化肥消费引子：我国未来化肥需求引子：我国肥料产业发展道路2030年，我国耕地减为1亿hm2，施肥量达到680kg/hm2,是2000年的1倍多，土地难以承受，环境难以承受！质量替代数量是中国未来肥料发展方向，是如何提高效率和利用率，而不是大幅度提高施肥水平，保持5000万吨左右水平，保证粮食安全。年份耕地（亿hm2） 肥料消费(万吨)耕地用量(kg/hm2)2000
2、 1.27 4146 3262030 1.0 6800 6801. 海藻和海藻肥概述海藻和海藻肥概述 海藻活性有机肥料是有机农业生产中必要的补充，使用方便，且降低了生产成本。 充分体现了有机农业对养分与能量在自然的环境中周而复始无穷无尽的有机的循环这一核心理念。 通过水的循环，将陆地上的养分带到了大海中 因此，海藻活性有机肥料含有大量的非含氮有机物及陆生植物无法比拟的K、Ca、Mg、Fe、Zn、I等四十余种矿质元素可以申请欧盟有机认证的产品：可以申请欧盟有机认证的产品： 海藻精粉剂 海藻精浓缩液 海藻有机活性粉 中微量元素颗粒肥 甲壳胺低聚糖水剂 竹醋液+甲壳胺低聚糖水剂 深海鱼蛋白浓缩液肥
3、深海鱼蛋白与海藻精复合浓缩液1.1 用于制作活性有机肥料的海藻的研究概况用于制作活性有机肥料的海藻的研究概况 用作肥料的海藻一般是大型经济藻 类，如巨藻（Macroeystis）、泡叶藻（Aseophyllum）、海带（Laminaria Japonica ）、马尾藻（Sargassum sp.）、枯墨角藻（Fucus evanescens） 、海藻囊（Nereocystis）等褐藻。海藻中除含有大量的非含氮有机物和一定数量的氨基酸、蛋白质及微量营养元素外，还含有海洋生物所特有的海藻多糖、藻朊酸、高度不饱和脂肪酸和陆生植物稀有的锌、溴、碘等矿物元素以及丰富的维生素等。另外，还有一些对植物的代谢
4、发育起调节和控制作用的激素、信号因子及其他未知素。1.2 海藻肥的概念、主要成分及主要品种海藻肥的概念、主要成分及主要品种 海藻有机肥是以天然海藻为原料，经过特殊生化工艺提取的天然海藻提取物。它除含有丰富的多糖成分外，还含有陆生植物无法比拟的钾、钙、镁、锶、碘等矿物质，以及植物生长所必需的锰、钼、锌、铁、硼、铜等微量元素；海藻体中氨基酸、维生素的富集量幅度也很大（见表1、2）。 我国海藻养殖量每年达到150万吨。成分成分马尾藻马尾藻泡叶藻泡叶藻 蛋白质蛋白质 7.2 5.7 脂肪脂肪 2.8 2.6 纤维素纤维素 5.3 7.0 甘露醇甘露醇 8.7 4.2 海藻酸海藻酸 30.5 26.7
5、甲基戊聚糖甲基戊聚糖-海带多糖海带多糖 - 7.0 海带多糖海带多糖 10.1 9.3 其它糖其它糖 7.3 14.4 钾钾( K ) 5.55 1.280000 铜铜(Cu) 0.001 0.000635 碘碘( I ) 0.261 0.062400 铁铁(Fe) 0.945 0.89560 镁镁( Mg) 0.365 0.213000 锰锰 (Mn) 0.110 0.123500 锌锌( Zn) 0.004 0.003516 钙钙( Ca) 2.060 1.904000水分水分 7.3 10.7表表1 马尾藻和泡叶藻的主要成分比较马尾藻和泡叶藻的主要成分比较表表2 海藻精的化学成分组成海藻
6、精的化学成分组成海藻精成分分析海藻精成分分析含量含量(W/W) 有机质有机质55.0-65.0%全氮全氮( N )0.5-1.5% 磷磷(P2O5)- 钾钾(K2O) 18-20% 镁镁(Mg)0.42-0.60 钙钙(Ca)0.6-1.8% 铁铁(Fe)0.15-0.3% 铜铜(Cu)25-45ppm 硫硫(S)1.5-2.5% 碘碘( I )350ppm650ppm 钠钠(Na)1.5-2.2% 海藻酸海藻酸12-15%1.3 海藻中植物生长调节剂的含量及检测方法海藻中植物生长调节剂的含量及检测方法 海藻中除含有前述对植物生长有用的营养成分外，还含有内在的海藻激素如生长素（auxin）、细
7、胞分裂素（cytokinin）、赤霉素（gibberellin）、脱落酸（abscisic acid）、及其他生长调节剂（regulator），其种类、含量和检测方法总结见下表3和表4。海藻种名海藻种名生长调节剂种类生长调节剂种类含量含量检测方法检测方法参考文献参考文献巨藻巨藻IAA（吲哚乙酸）（吲哚乙酸）0.5ug/kg鲜藻鲜藻燕麦弯燕麦弯曲试法曲试法Van Overbeek，1940泡叶藻泡叶藻IAA（吲哚乙酸）（吲哚乙酸）和和ICA(吲哚羧酸吲哚羧酸)1-20ug/kg鲜藻鲜藻燕麦弯燕麦弯曲试法曲试法Mowat，1965螺旋墨角螺旋墨角藻藻GA3(赤霉素赤霉素)1.0-0.0ug/kg鲜
8、藻鲜藻Mowat，1965墨角藻墨角藻赤霉素类似物质赤霉素类似物质1010.0ug/kg鲜藻鲜藻Radley，1961墨角藻墨角藻细胞分裂素细胞分裂素Pedersen，1973泡叶藻泡叶藻细胞分裂素细胞分裂素Pedersen，1973褐藻褐藻ACC(1-氨基环丙烷氨基环丙烷-1-羧酸羧酸)GC法法Nelson，1985表表3 已检测到的不同海藻中的天然植物生长调节剂已检测到的不同海藻中的天然植物生长调节剂*ACC是乙烯释放物质，可以预防农作物的倒伏，有调节生长的功能。是乙烯释放物质，可以预防农作物的倒伏，有调节生长的功能。表表4 4 海藻提取物中植物生长调节物质含量海藻提取物中植物生长调节物质
9、含量( (HPLC ）测定）测定海藻提取物成分分析海藻提取物成分分析含量含量(mg/100g) Z11.90 ZR23.70 IPA326.5类类IPA18.24GA3414.7IAA50.83ABA60.19总计总计66.01 1 玉米素, 2 玉米素核苷, 3 异戊烯基腺嘌呤， 4 赤霉素, 5 吲哚乙酸, 6 脱落酸。为验证海藻肥中细胞分裂素的效果，利用萝卜子叶生物鉴定法为验证海藻肥中细胞分裂素的效果，利用萝卜子叶生物鉴定法检测了褐藻的生物活性物质检测了褐藻的生物活性物质 .结果如下结果如下: 1.4 海藻活性物质的生物学效果评估海藻活性物质的生物学效果评估 浓度浓度处理处理10 tim
10、es100 times1000 times10000 times 褐藻提取物褐藻提取物 0.160.310.140.12纯水纯水(CK)0.09 结果表明，褐藻生物活性物质的结果表明，褐藻生物活性物质的100倍液中细胞分裂素的生物学效果倍液中细胞分裂素的生物学效果最为明显。最为明显。1.5 海藻活性物质的作用机理海藻活性物质的作用机理 信号分子信号分子信息物质信息物质生物催化剂生物催化剂生物促进剂生物促进剂抑制剂抑制剂诱发生物活性物质诱发生物活性物质的合成的合成调节光合作用调节光合作用活性物质活性物质诱导保护蛋白和诱导保护蛋白和PLA过氧化物酶活性的产生过氧化物酶活性的产生诱导产生诱导产生抗逆
11、反应抗逆反应 海藻肥的特点海藻肥的特点 含有多种平衡的天然植物生长调节剂含有多种平衡的天然植物生长调节剂，比简单肥料和单比简单肥料和单 一肥料具有更好的使用效果和更广的应用范围。一肥料具有更好的使用效果和更广的应用范围。 具有很好的亲和性具有很好的亲和性, 常规的使用方法就能较好的保常规的使用方法就能较好的保 证其海藻生物活性证其海藻生物活性 . 营养肥料营养肥料 天然激素促生肥料（催芽、沾根、提苗）天然激素促生肥料（催芽、沾根、提苗） 抗逆剂抗逆剂 抗病杀菌剂抗病杀菌剂 包膜剂包膜剂 处理处理发芽率发芽率 (%)3 d增量增量5 d增量增量CK(清水清水)71.2-89.7-海藻提取物海藻提
12、取物84.713.597.78.02.1 海藻提取物处理对水稻种子发芽的影响海藻提取物处理对水稻种子发芽的影响（2004）海藻清水2.2 海藻活性物质对小麦抗旱性能的影响（海藻活性物质对小麦抗旱性能的影响（2004）试验材料与方法：试验材料与方法：小麦品种：冬小麦济麦小麦品种：冬小麦济麦21方方 法：将室外已长出法：将室外已长出4-5个分蘖的冬个分蘖的冬 小麦移入温室盆内模仿春季小麦移入温室盆内模仿春季 条件生长。条件生长。 试验目的：施用海藻活性物质对不同干旱程度下小麦各生理试验目的：施用海藻活性物质对不同干旱程度下小麦各生理指标的影响。指标的影响。试验处理：试验处理：共共7个处理。个处理。
13、喷施处理喷施处理浇水处理浇水处理浇水情况浇水情况无无对照（正常浇水）对照（正常浇水）200ml/壶壶清水清水轻旱轻旱160ml/壶壶中旱中旱80ml/壶壶重旱重旱40ml/壶壶3000倍海藻倍海藻稀释液稀释液轻旱轻旱160ml/壶壶中旱中旱80ml/壶壶重旱重旱40ml/壶壶2.2.1 海藻提取物处理海藻提取物处理对小麦叶片含水量的影响对小麦叶片含水量的影响小麦叶片的全含水量小麦叶片的全含水量77.0078.0079.0080.0081.0082.0083.0002468CKLD+WaterMD+WaterSD+WaterLD+haizao MD+haizao SD+haizao 含水量% 天
14、20.0022.0024.0026.0028.0030.0032.0034.000481216CKLD+WaterMD+WaterSD+WaterLD+haizao MD+haizao SD+haizao 伤害率% 天2.2.2 海藻提取物处理对小麦叶片质膜透性的影响海藻提取物处理对小麦叶片质膜透性的影响质膜透性采用电导仪法测定质膜透性采用电导仪法测定天 2.2.3 海藻提取物海藻提取物处理对小麦叶片丙二醛含量影响处理对小麦叶片丙二醛含量影响测定方法：测定方法： TBA-分光光度法分光光度法0.005.0010.0015.0020.0025.000481216CKLD+WaterMD+Wate
15、rSD+WaterLD+haizao MD+haizao SD+haizao 天mol/g0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.000481216CKLD+WaterMD+WaterSD+WaterLD+haizao MD+haizao SD+haizao2.2.5 海藻提取物海藻提取物 处理对小麦叶片脯氨酸含量影响处理对小麦叶片脯氨酸含量影响测定方法：测定方法： 酸性茚三酮比色法酸性茚三酮比色法g/g 天2.2.6 海藻提取物处理对小麦叶片细胞超微结构的影响海藻提取物处理对小麦叶片细胞超微结构的影响 叶片组织结构叶片组织结构 清水清水海藻精海藻精CK轻旱轻旱 中旱中
16、旱 重旱重旱叶绿体超微结构叶绿体超微结构 轻旱轻旱 中旱重旱中旱重旱CK清水清水海藻精海藻精小结小结u不同干旱条件下施用均能减轻干旱胁迫对质膜的伤害不同干旱条件下施用均能减轻干旱胁迫对质膜的伤害,降降低质膜透性低质膜透性,u增加小麦叶片的含水量增加小麦叶片的含水量;u降低降低MDA、可溶性蛋白的含量、可溶性蛋白的含量;u增加抗逆调节物质脯氨酸、可溶性糖的含量增加抗逆调节物质脯氨酸、可溶性糖的含量; u增加叶绿素增加叶绿素A的含量的含量;u 叶片组织结构及叶绿体超微结构更完整叶片组织结构及叶绿体超微结构更完整.施用海藻提取物能增加小麦的抗旱性能，主要表现如下：施用海藻提取物能增加小麦的抗旱性能，
17、主要表现如下：处理处理株高株高(cm)株分株分蘖数蘖数株叶片数株叶片数 株根系数（条株根系数（条/株）株）白色白色黄色黄色黑色黑色总数总数CK(清水清水)26.90.55.30.507.23.520.3Alga60031.70.76.50.699.22.225.42.3 海藻提取物海藻提取物 处理对水稻生长及根系的影响处理对水稻生长及根系的影响2.4 喷施海藻肥对烤烟产量及品质的影响喷施海藻肥对烤烟产量及品质的影响处理处理产量产量 (kg/ha）上等烟比上等烟比例例(%)中上等烟中上等烟比例比例(%)产值产值(元元/ha)烟碱含烟碱含量量(%)还原糖还原糖(%)总糖总糖(%)N(%)P(%)K
18、(%)CK2678.711.3278.09180812.1824.8433.761.150.670.94海藻海藻2765.724.2381.12201902.2524.5233.071.260.920.563. 3. 海藻活性有机肥在有机农业中的作用海藻活性有机肥在有机农业中的作用 全球有机农业发展迅猛 相应的有机农业技术被广泛的应用 海藻活性物质成为热门海藻活性物质成为热门目前全球公认的有机标准： NOP美国国家有机农业操作 JAS日本农林水产省有机标准 EEC834/2007欧盟有机标准EU GB/T19630.1-.4 中国国家标准以上标准都将海藻肥料列为允许使用物质目前有机农业中的肥料
19、目前有机农业中的肥料1. 堆肥堆肥2. 厩肥厩肥3. 动物粉动物粉4. 人粪尿人粪尿5. 饼肥料饼肥料7. 泥炭泥炭6. 绿肥绿肥大量元素养分肥料大量元素养分肥料微生物肥料微生物肥料（1）起固氮作用的微生物肥料：）起固氮作用的微生物肥料：如根瘤菌(nodule bacteria)肥料、冻干菌剂。（2）起分解土壤有机物质的微生物）起分解土壤有机物质的微生物肥料：肥料：如AMB细菌肥料。（3）起分解土壤中难溶性矿物的微）起分解土壤中难溶性矿物的微生物肥料：生物肥料：如硅酸盐细菌肥料、钾细菌肥料、磷细菌肥料。（4）抗病与刺激作物生长的微生物）抗病与刺激作物生长的微生物肥料：肥料：如“5406”放线菌
20、剂、复合菌肥。（5）菌根菌肥料：）菌根菌肥料：简称菌根(mycorhiza)。中微量元素补充中微量元素补充6.腐殖酸腐殖酸 天然矿物质粉天然矿物质粉 火山灰火山灰 海底泥海底泥实际应用中出现的问题：实际应用中出现的问题： 植物营养供应不及时不植物营养供应不及时不全面，影响产量和质量全面，影响产量和质量 大幅度增加生产成本。大幅度增加生产成本。 有机肥料有机肥料海藻活性有机肥料还含有丰富的维生素，特别含有海藻中所特有的海藻多糖、藻酛酸、高度不饱和脂肪酸等，通过一系列的方式和作用： 可以促进植物对养分的吸收促进植物对养分的吸收 对土壤有调理养护土壤有调理养护作用 螯和作用促进植物对营养元素的吸收
21、刺激有益真菌的生长和繁殖 促进土壤团粒结构的形成 促进植物-土壤生态体系的良性循环3.1 海藻活性有机肥在良好农业中的作用海藻活性有机肥在良好农业中的作用全球良好农业操作规范 Global GAP食品安全食品安全环境保护环境保护员工福利员工福利动物福利动物福利 全球良好农业操作规范发展迅猛 知名大型超市均采用此标准 在全球范围内得到消费者认同 中国农产品走向世界的桥梁利用海藻提高植物对养分吸收的原理，可以减少化学合成肥料的使用，从而降低亚硝酸盐的生成；利用海藻增强农作物的抗病虫能力，减少化学农药的使用，从而减少农产品中的农药残留。利用海藻提高土壤活力的同时钝化重金属的功效，减少农产品中的重金属
22、残留；利用海藻天然植物生长调节剂的作用，提高农产品中维生素、氨基酸维生素、氨基酸等营养物质（抗氧化物质）的合成，在提高农产品营养水平的同时，减缓农产品腐烂的过程。避免化学危害避免化学危害避免化学危害避免生物危害应用海藻肥料保障食品安全应用海藻肥料保障食品安全应用海藻肥料有利于环境保护应用海藻肥料有利于环境保护使用海藻肥料可以减少铵盐和硝酸盐等有害物质在土壤中的沉积恢复土壤的团粒结构，使作物的生长更加健康，确保农业的可持续发展减少磷酸化合物、铵盐硝酸类化合物对水源的污染减少化肥的使用，从而节约生产化肥所消耗的大量能源促进植物对二氧化碳的吸收保护土壤环境保护土壤环境保护水环境节约能源低碳减缓大气温
23、室效应促进有机废弃物再利用节约能源低碳3.2海藻活性有机肥料在有害生物综合防治中的作用海藻活性有机肥料在有害生物综合防治中的作用我国由于化学防治简便易行，逐渐出现了单纯依靠农药治虫的倾向和“有虫必治”、“全面防治”、“打保险药”的现象。大量使用农药的恶果农药残留、环境污染、害虫产生抗药性和再猖獗等 20世纪60年代，美国著名生物学家、作家蕾切尔卡尔逊所著的寂静的春天一书曾轰动全球。书中着重突出了化学农药对生物界、生态环境的危害性及可能造成的悲剧等。这对世界各国尤其是发达国家重新审定植保政策、研究方向、农药生产及其相关法律法规产生了重大影响。因此，产生了害生物综合防治（IPM）的概念，它强调只有在有害生物的危害会导致经济损失的前提下才进行防治，也就是说，允许作物上存在一定数量的病菌或害虫，只要它们的种群数量不足以达到经济危害水平，就不必进行防治。
