土壤“養(yǎng)樂多”海藻變身“養(yǎng)樂多”修復(fù)改良土壤

蔣浪

想必很多人都聽過(guò)“刀耕火種”，遠(yuǎn)古時(shí)期，人類進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)就是采用這種方式，這種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式又叫“遷移農(nóng)業(yè)”或是“打游擊農(nóng)業(yè)”。農(nóng)民將地面的樹木、干草等用火焚燒后，利用草木灰作為肥料在這片土地上進(jìn)行種植。當(dāng)這片地的肥力減退、越來(lái)越貧瘠后，就換一片新的土地進(jìn)行耕種，一般一年就要換一次，農(nóng)民也隨著土地的改變而遷移。

這種耕作方式非常原始，現(xiàn)在已經(jīng)很少見了，但土壤中的養(yǎng)分不斷被消耗、越種越貧瘠的現(xiàn)象卻一直存在。土壤是作物生長(zhǎng)的根本，只有把土壤都改善好了，才有農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)。為了作物更好地生長(zhǎng)，人們開始使用化肥等物質(zhì)補(bǔ)充養(yǎng)分，或是使用石灰調(diào)節(jié)土壤的酸堿度，但這些手段的效果并不理想。隨著技術(shù)的發(fā)展，人們開始將目光放在生物技術(shù)改善土壤上，其中，海藻在改善土壤中被廣泛應(yīng)用。海藻還能當(dāng)肥料？是不是沒有想到呢？它又是怎么做到的呢？

海藻提取物——能給土壤喝的“養(yǎng)樂多”

海藻中富含海藻多糖、海藻激素和抗生物質(zhì)，能夠誘發(fā)微生物分泌土壤調(diào)節(jié)物質(zhì)，影響土壤物理、化學(xué)以及生物性質(zhì)，提高土壤的保水能力并促進(jìn)土壤中的有益微生物生長(zhǎng)。此外，海藻肥料是一種生物肥料，改善土壤的同時(shí)，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

海藻中為什么會(huì)有如此豐富的土壤調(diào)節(jié)物質(zhì)呢？北京雷力海洋生物新產(chǎn)業(yè)股份有限公司技術(shù)研發(fā)部主任嚴(yán)國(guó)富介紹，海藻里面含的礦物元素很全，陸地上的一些礦物元素進(jìn)入海里，海藻都能吸收，這方面比陸地植物更有優(yōu)勢(shì)。海藻里含有一種叫作褐藻膠的物質(zhì)，就像海綿吸水一樣，它能大量吸收海水里的礦物質(zhì)。有研究表明，海藻體內(nèi)富含鉀元素，而且海藻中的碘和稀有礦物質(zhì)含量能達(dá)到周圍海水的幾百倍。

海藻中的物質(zhì)是如何作用的呢？海藻中的褐藻膠等多糖類物質(zhì)能夠結(jié)合土壤中的金屬離子，形成復(fù)合物，吸水膨脹，使土壤保持水分;同時(shí)，海藻有很多陰離子，能夠鈍化重金屬，修復(fù)土壤污染。嚴(yán)國(guó)富所在的研究團(tuán)隊(duì)在土壤改良方面的系統(tǒng)研究包括兩種，一種是從海藻里提取的多糖（包括海藻多糖），另一種是從蝦殼、蟹殼里提取的殼聚糖，用這兩種多糖來(lái)改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。這能使土壤透氣性增加、 呼吸強(qiáng)度提高，讓土壤微生物大量繁殖，促進(jìn)植物根系生長(zhǎng)，增強(qiáng)植物固氮。

此外，海藻多糖與微生物復(fù)合聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)土壤改良全生物技術(shù)，這也是一種新的嘗試。菌劑目前在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，例如，芽孢桿菌、木霉菌以及放線菌等，它們可以制成微生物農(nóng)藥或肥料，釋放鉀鈣鎂等有益元素。例如，海藻活性物質(zhì)和枯草芽孢桿菌相結(jié)合，可以制成高效的微生物、礦物質(zhì)和海藻有機(jī)質(zhì)三效合一的產(chǎn)品，彌補(bǔ)土壤養(yǎng)分失衡。海洋微生物也可以應(yīng)用于土壤的改良，例如，用綠色木霉菌制成菌劑，可以有效對(duì)抗重茬1，抑制有害微生物增長(zhǎng)，預(yù)防土傳病害，提高土壤養(yǎng)分利用率。

海藻是怎么變成“養(yǎng)樂多”的

海藻并不是直接放到土壤里就能發(fā)揮作用，實(shí)際上，海藻要成為土壤“養(yǎng)樂多”，還需要經(jīng)過(guò)一定的生產(chǎn)步驟變成海藻生物肥料，包括原料篩選、精深加工、成分檢測(cè)、功效驗(yàn)證等。其中，至關(guān)重要的一步就是提取有效成分，海藻的提取工藝直接影響著提取效率，提取出的有效成分更多，對(duì)土壤的改良幫助更大。目前，海藻提取方法包括物理提取法、化學(xué)提取法和生物提取法。

物理提取法是海藻提取最傳統(tǒng)的方法，主要是利用高壓低溫冷凍壓榨等方式使海藻細(xì)胞壁破碎，提取一些液體。該方法不會(huì)造成環(huán)境污染，但是，對(duì)儀器設(shè)備的要求高，技術(shù)復(fù)雜，成本高，而提取率卻比較低。綜合以上原因，該技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)海藻大規(guī)模提取，掌握物理提純技術(shù)的企業(yè)也是屈指可數(shù)。

目前，國(guó)際上常用的還是化學(xué)提取方法，化學(xué)方法主要是利用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等材料來(lái)破壞海藻細(xì)胞壁獲得提取物，這種方法操作簡(jiǎn)單，成本相對(duì)較低，應(yīng)用比較廣泛。但此種方法可能會(huì)破壞某些有效成分的生物活性，對(duì)環(huán)境也可能會(huì)造成污染。

而生物提取方法則是利用多種酶降解海藻大分子物質(zhì)，使不同的物質(zhì)從細(xì)胞內(nèi)釋放出來(lái)，環(huán)保高效，是一種理想的提取工藝。嚴(yán)國(guó)富說(shuō)，酶解技術(shù)是自己做酶制劑，酶解技術(shù)一方面能減少環(huán)境污染，另一方面，又能提高海藻提取的有效成分，更大限度地保留其生物活性。目前，國(guó)內(nèi)外有很多研究所在進(jìn)行海藻生物酶解技術(shù)的研究，但是，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的很少，更多的是在科研階段或是發(fā)表學(xué)術(shù)論文。這是因?yàn)槊附饧夹g(shù)的技術(shù)含量較高，而且受到酶活性的影響大，真正用于生產(chǎn)、真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化有很大難度。據(jù)嚴(yán)國(guó)富介紹，目前，酶解技術(shù)真正應(yīng)用于生產(chǎn)的只有北京雷力海洋生物新產(chǎn)業(yè)股份有限公司。

海藻有效成分提取后，還需要經(jīng)過(guò)分離純化。李凱凱和嚴(yán)國(guó)富[1]以馬尾藻為原料，采用傳統(tǒng)水體醇沉的方法制備出多糖，經(jīng)過(guò)一些預(yù)處理操作，并配合以膜技術(shù)的綜合設(shè)置為分離提純的方法，使巖藻寡糖的純度得到很大的提高。研究表明，采用微濾、超濾、納濾三者結(jié)合的綜合膜處理操作后，可以有效地去除巖藻寡糖中的雜質(zhì)蛋白分子，也能較好地控制鹽分含量，以及去除不必要的重金屬離子含量，使巖藻寡糖的純度有顯著提高。膜分離技術(shù)對(duì)于多糖的分離純化有顯著的作用。

海藻的功效如何

海藻在土壤改良上如此強(qiáng)效，它的效果究竟如何，還需看看實(shí)際的使用情況。

廣西南寧的黃昌運(yùn)使用了海藻肥后，西瓜長(zhǎng)勢(shì)好、個(gè)頭大、口感和品質(zhì)都不錯(cuò);山東安丘大面積種植的青蔥使用了海藻肥后蔥干尖情況明顯減輕，青蔥長(zhǎng)勢(shì)好，還出口到了日本等地。哥斯達(dá)黎加的高麥斯在播種馬鈴薯時(shí)使用了海藻有機(jī)顆粒肥料，馬鈴薯產(chǎn)量4.21kg/m2，比相同條件下沒有使用海藻肥的多了1.68kg/m2，而且大薯均勻程度和比例大幅提高，增產(chǎn)25.94%。

其實(shí)，海藻不僅能夠改良土壤，它在其他方面的應(yīng)用也非常廣泛。海藻種類很多，有綠藻、紅藻、螺旋藻、褐藻，等等，褐藻里海藻多糖含量很高，海藻多糖對(duì)人體也有一定的好處，現(xiàn)在這也是一個(gè)比較熱門的話題。據(jù)研究，海藻提取物有20多項(xiàng)生理工效，包括調(diào)節(jié)免疫力、清除自由基、抗衰老、抗凝血和抗血栓、抗腫瘤、消除胃腸道系統(tǒng)紊亂、抗過(guò)敏、降低高血脂、促進(jìn)肌膚再生、皮膚保濕，等等，其可以成為現(xiàn)代養(yǎng)生保健的神奇產(chǎn)品。山東潔晶集團(tuán)研究提取的海藻活性物質(zhì)褐藻寡糖應(yīng)用于酸奶等乳品中，可以促進(jìn)腸道益生菌增殖，增進(jìn)鈣及礦物質(zhì)的吸收。嚴(yán)國(guó)富介紹，海洋所和海洋大學(xué)研究了一個(gè)治療老年癡呆癥的藥物，目前已經(jīng)上市了，那就是用海藻多糖處理以后得到的藥物。

推薦單位： 北京農(nóng)學(xué)會(huì)