海藻肥的分类、生产方法、行业现状及发展前景

 

    近日，《海藻酸类肥料》和《含海藻酸尿素》的国家行业标准正式发布，将于2017年4月1日起正式实施。国家化肥质量监督检验中心(上海)副主任商照聪表示，行业标准的制定标志着“海藻酸类肥料”行业的形成。

    据介绍，《海藻酸类肥料》行业标准由上海化工研究院、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所、山东恩宝生物科技有限公司等多家单位起草，规定了海藻酸类肥料的术语和定义、要求、试验方法、检验规则、标识、包装、运输、贮存。其适用于以海藻、大颗粒尿素、氮、磷、钾为原料生产的海藻酸包膜尿素、含部分海藻酸包膜尿素的掺混肥料、海藻酸复合肥料、含海藻酸水溶肥料，标准对海藻酸质量分数、氨挥发抑制率等要素进行了规定。

    你真的知道海藻肥是个啥吗？

    海藻肥是指以海藻或海藻提取物为原料，通过发酵、酸碱工艺或肥料混配工艺生产出来的生物肥。该肥在欧盟 IMO、ECOCEＲT，北美 OMIＲ，日本 JAS 标准和中国有机食品技术规范中被明确认定为有机农业的应用产品。主要功效有三个，即改良土壤、提高作物光合作用、提高作物抗逆性。

    海藻富含多种营养成分，包括维生素、多糖、藻朊酸、甘露醇、甜菜碱、高度不饱和脂肪酸、抗生素以及多种天然植物激素等。海藻生物结构简单，利于加工提取活性物质，已被广泛应用于医药、食品、农业等领域。

    早在几年前，我国肥料登记层面就将海藻肥定义为 “含海藻酸水溶性肥”，并制定了国家标准，但由于产品检测方法欠缺被取消，统一归入 “有机水溶肥”类。据2015年相关数据显示，与海藻相关的肥

 料登记证共计 44 个，原料型海藻肥仅有 8 个，技术指标中的有机质≥40%。其余 36 个均为以海藻酸、氮、磷、钾以及微量元素为技术指标的海藻配方肥，技术指标之一的海藻酸≥15%。

    海藻肥的N种分类

    农资市场上的海藻肥分类仍未统一，常见的几种分类：

    第一、按营养成分配比，添加植物所需要的营养元素制成液体或粉状，根据其功能，又可分为广谱型、高氮型、高钾型、防冻型、抗病型、生长调节型、中微量元素型等，适用于所有作物。

    第二、按物态分为液体型海藻肥，如液体叶面肥、冲施肥; 固体型海藻肥，如粉状叶面肥、粉状冲施肥、颗粒状海藻肥。

    第三、按附加的有效成分可分为含腐植酸的海藻肥、含氨基酸的海藻肥、含甲壳素的海藻肥、含稀土元素的海藻肥等。

    第四、海藻菌肥，直接利用海藻或海藻中活性物质提取后残渣，微生物发酵而成的产品。

    第五、按施用方式划分为叶面肥：用于叶面施肥喷; 冲施肥: 用于浅表层根部施肥; 浸种、拌种、蘸根海藻肥: 海藻肥稀释一定倍数浸泡种子或拌种浸泡过的种子阴干后可播种，幼苗移栽或扦插时用海藻肥浸渍苗、插条茎部，滴灌海藻肥用滴管施肥，用颗粒、粉状、复混海藻肥作基肥施用。

    第六、海藻生物有机肥、有机无机复混肥：青岛明月蓝海生物科技有限公司以泡叶藻原渣经三重生物发酵精制而制成的生物有机肥在行业内已得到认可。新田龙集团的海藻·生物有机无机复混肥料也已广泛应用与众多作物上。

    全球海藻肥发展现状

    现全球每年约有 1500 万吨 的海藻产品 (FAO，2006)，产生经济价值约 599. 3 亿美元。作为增强作物生长及提高产量的营养补充剂以及生物肥料仅占 1. 6% 。

    而根据国际农业行业权威杂志 New AgInternational 对以海藻为主原料的海藻肥市场统计，2012 年，在欧洲市场上，海藻肥经济价值 20-40 亿欧元，全球预计最低为 80 亿欧元，仅占整个农资市场 (含化肥、杀虫杀菌市场) 总额的 2%，海藻肥在农业上的经济价值空间巨大。而中国市场是世界海藻肥市场的重要组成部分，大量的国外海藻肥涌入中国农资市场。

    法国最早在中国将海藻提取物抗病产品 (又称为 “植物疫苗”) 申请专利;挪威爱尔稼是第一个在中国获得肥料登记证的公司。

    目前，我国海藻肥生产企业主要分布在山东、江苏、广东等沿海地区。据不完全统计，目前我国海藻肥生产企业在300家以上，全国农资市场上标称“海藻肥”在售的产品约有500个。

    目前中国市场国外海藻肥种类繁多，获得农户认可度高的品牌有: 爱尔兰亚特兰蒂斯生物科技有限公司、意大利瓦拉格罗公司的海藻免疫产品“KENDAL”系列、澳大利亚的 Seasol、南非的凯普克、爱尔稼的 Algifert、英国的欧麦思以及加拿大阿卡迪安海藻有限公司的系列产品。

    国外海藻肥涌入中国市场也带动了中国本土海藻在农业上的发展，目前本土知名企业主要有山东恩宝生物科技有限公司、青岛海鲸灵海藻生物集团有限公司、青岛明月蓝海生物科技有限公司、新田龙集团、北京雷力、青岛海大生物以及浙江东阳联丰。

    海藻肥的原料

    在农业上应用的海藻有绿藻、红藻及褐藻，但市场常见的海藻肥原料主要为褐藻中的泡叶藻、昆布、海带 和马尾藻等。

    泡叶藻主要分布在北大西洋海域，以及爱尔兰、加拿大、挪威、西班牙、法国、英国等 43 个国家。爱尔兰亚特兰蒂斯生物科技有限公司与广东神宝合作推广的系列海藻肥正是采用了爱尔兰海域的泡叶藻为原料。

    昆布主要分布在南非西海岸以及纳米比亚。农资市场上昆布类海藻肥 (如凯普克) 的原料主要来自南非。

    海带农用研究应用最广的海带种类为 Laminaria digitata 和 Lam-inaria japonica。Laminaria digitata 在法国、加拿大、爱尔兰、西班牙等 49 个国家有发现; 而 Laminaria japonica 资源主要集中在中国、日本、俄罗斯以及法国。

    马尾藻资源主要分布在中国、越南、印尼等南海周边国家。

    “我们的原料全部采用的是产自黄海、渤海的新鲜褐藻以及国外的泡叶藻，生长周期达到6个月，加上先进的提取工艺，能够保留海藻中活性物质的原始状态。”海鲸灵总经理李国民强调，优质原料和先进技术确保生产的海藻肥养分齐全、海藻活性物质含量高。

    海藻肥的生产方法

    海藻肥生产中，通过细胞破碎或增溶提取海藻细胞内含物，同时使大分子物质降解为可溶且易被吸收的小分子物质的过程叫藻体消解。

    常见方法有物理法 (机械破碎法)，该方法环保，能最大程度保留海藻中的活性成分，但对设备要求高;

    化学方法 (有机溶剂或酸碱化学物质) 是目前生产海藻酸的主要方法，对海藻中的活性成分有一定破坏作用;

    生物方法 (微生物发酵、酶等) 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，如微生物直接发酵，还能生产其他海藻原料中不含有的对作物有益的活性成分，但技术要求高，产品稳定性难控制。不同加工工艺是海藻肥产品不同功能的核心差异之一 ，不同工艺的海藻肥功能着重点不同。

    “随着提取技术的不断提高，海藻肥不仅能提高化肥利用率，同时能优化土壤结构，解决作物生理性营养障碍。”山东恩宝生物技术负责人付永良指出，从最初的腐烂海藻，发展到海藻灰，再到海藻提取物，到最新的海藻酸类增值性肥料，海藻肥不但可大规模生产且利于被作物吸收，还具有优化土壤等特殊功能。

    山东恩宝生物采用国际领先的发明专利，固态发酵细胞壁自溶技术，确保褐藻中活性物质的天然成份和生物活性，富含海藻酸、甘露醇、天然生物刺激素和多种作物生理活性酶，产品效果突出。

    在国际上比较先进的生物酶解技术由于生物酶价格昂贵及酶解工艺的复杂性，国内只有极少数企业能够掌握并使用。青岛海鲸灵海藻生物集团有限公司（下称“海鲸灵”）则成功掌握并应用了这一先进技术，成为国内第一家采用低温定向生物酶解工艺的海藻肥生产企业。

    海藻肥的功能

    海藻肥在农业上的应用已有很长的历史，具有改善土壤物理特性、影响根际微生物种群、促进光合作用、提高作物抗逆性等功能。

    改良土壤环境

    研究表明，海藻肥中富含多糖醛酸苷类物质，如海藻酸，该类活性物质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。

    从泡叶藻、马尾藻等褐藻中提取的海藻酸分子量在106. 6 ～177. 3 kDa 之间; 海藻酸盐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。

    提高作物光合作用

    海藻提取液已证实包含甜菜碱，如甘氨酸 － 甜菜碱、6 - 氨基戊酸甜菜碱、氨基丁酸甜菜碱。有研究表明，用同样浓度的泡叶藻提取液和甜菜碱混合液 (组成与泡叶藻提取液中的甜菜碱成分相同)处理作物，60 d 左右后测定其叶片中叶绿素含量，均高于对照，推测海藻提取物能提高作物叶绿素含量可能依赖于其甜菜碱成分。

    提高作物抗逆能力

    干旱、低温等非生物逆境将影响作物正常生长，降低其产量。田间试验证明，海藻提取液 Maxicrop 能提高作物的抗寒、抗干旱等非生物逆境能力。海藻肥试验均表现出激发作物抗非生物逆境的能力，但海藻中的活性成分影响作物这种生理代谢活动的机理还未得知。

    还有报告推测，海藻肥提高作物抗逆力可能跟细胞分裂素有关。细胞分裂素通过直接清除、阻止活性氧的形成以及抑制黄嘌呤氧化等方式抵抗逆境。活性氧含量是许多非生物逆境 (如盐害、紫外线、极限温度等) 对作物影响的指标之一 ，如使用泡叶藻提取液处理，增加匍匐翦股颖草坪草的抗旱能力，诱导作物体内的超氧化歧化酶 (清除过氧化物) 含量提高 。

    另外一些研究表明，使用海藻提取液后，作物体内超氧化歧化酶、谷胱甘肽还原酶和抗坏血酸过氧化物酶的活性增加。 如用海藻提取液与腐植酸混合产品处理作物，作物根系增加21% ～68%，叶片维生素 E 含量增加 110%，内源玉米素核苷增加 38%

    海藻提取液可以提高作物抗生物逆境 (病虫害等) 的能力 。海藻提取液对土壤中的线虫有影响，用海藻提取液处理后的作物线虫感染率下降 。海藻提取液也被作为激发子，用于激发作物自身抗真菌和细菌的侵染系统  ，如叶面喷施泡叶藻提取液减少了辣椒疫霉菌感染  ; 在卷心菜上使用海藻提取液也抑制了终极腐霉菌的生长; 在苹果树上叶面喷施海藻肥减少了红蜘蛛数量 。海藻提取液能提高作物抗生物逆境的能力，但具体作用机理还未有定论。

    海藻肥的发展前景

    我国海藻肥研究一直受国内农产品经济价值不高的制约，导致国内海藻肥处于农资行业的中低端产品行列，高端产品均被国外海藻肥所占据。

    几十年来，我国海藻肥均以海藻酸为主要成分，未有新种类的产品出现。科研机构的研究也主要集中在成品的增产效果应用，以及海藻酸与大量元素等配方研究方面，很少涉及新型海藻肥的开发。

    近年来，随着寡糖提高作物抗逆能力的研究取得很大进展以及我国农业经济发展水平的提升，海藻农用深度研究成为热点。海藻农用研究不再单纯地集中在海藻肥应用方面，而逐步深入细化海藻活性营养成分。如在国家相关部门的支持下，国内众多研究机构联合着手进行海藻寡糖库的建立，细化海藻寡糖在农业方面的应用，打造新的海藻农业经济增长点。

    在农业方面，商业化的海藻资源仅 4种。我国暖温带种、***带种及热带种海藻资源丰富，但其开发的资源仅有马尾藻。因此，筛选我国特色农用海藻新品种，形成新的产品链，将使我国海藻肥产业在国际农业生物战略性产业上极具竞争性。

    同时，由于海藻肥生产缺乏国家统一的标准，使得各厂家应用不同的海藻原料及加工工艺生产的海藻肥，产品质量也差异很大，存在整体规模普遍偏小、行业门槛过低、产品质量参差不齐等问题。通过标准的制定和实施，可以规范市场秩序，引导消费升级，推动海藻酸肥料行业向中高端水平迈进。中国植物营养学会新型肥料专业委员会秘书长赵秉强分析，行业标准的正式实施这不仅填补了我国海藻肥行业标准的空白，还将极大促进我海藻肥行业的健康发展。