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海藻肥的主要成分

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概述

海藻肥是一種使用海洋褐藻類生產加工或者是再配上一定數量的氮磷鉀以及中微量元素加工出來的一種肥料。海洋褐藻含有很多種物質,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

細胞激動素屬于細胞分裂素,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。自此之后,這方面的研究報道不斷增多。 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,并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技術的應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響應,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卜,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響應。目前,通過生物鑒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 使用水蘿卜葉子生物鑒定法證實了 SM3 中的細胞激動素活性相當于125 mg/L。 其他的科學家也證實了南非昆布產品 Kelpak 66 含有性質類似于玉米素(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 生長素

已有的研究表明,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后可大大提高存活率。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于多種海藻中。隨后,Abe H. 和 Jacobs分別于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(羥基乙酰)吲哚。

由于SWC產品對作物可以產生廣泛的生理響應,因此人們推測可能不止一種植物生長調節物質存在于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-羥基乙基苯鄰二酰亞胺)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(干重)和 6.63 μg/g(干重)。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 赤霉素

赤霉素有促進植物發芽,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霉素類似物。生物檢測發現昆布屬和滸苔屬的海藻有赤霉素活性,并發現了存在至少兩種赤霉素GA3和GA7。

雖然多種海藻都證明含有赤霉素類似物,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霉素在加工過程中被破壞的原因。新鮮制備的商業SWC產品(Maxicrop,Algifert and SM3)發現有赤霉素的活性。使用萵苣下胚軸生物檢測法測定SWC中的赤霉素活性是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。脫落酸與赤霉素有拮抗作用。

Kingman 在1982年發現掌狀海帶中含有水溶性的植物生長抑制劑,并且性質類似于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(干重)。

應用GC-FID技術證實了由 Ascophyllum nodosum 海藻制備的商業SWC產品中ABA 的含量是20 mg/g(干重)。


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制備的商業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 甜菜堿

甜菜堿是一種氨基酸或亞氨基酸的衍生物,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堿。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堿。目前在海藻中發現了大約18種甜菜堿,大部分是甘氨酸甜菜堿,B-丙氨酸甜菜堿,r-氨基丁酸甜菜堿等??悸塹教鴆思疃宰魑錕贍懿淖饔?,使用 H-NMR方法檢測了幾種商業SWC(SM3, Maxicrop, Seamac, Alginex)產品中的甜菜堿。甘氨酸甜菜堿的含量是從2.3~35.9 mg/L;r-氨基丁酸甜菜堿的含量是從5.4~15.4 mg/L;6-氨基戊酸甜菜堿的含量是從 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,按分類學不屬于植物激素。由于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產品中的報道。

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