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| 編輯推薦： |
海洋源生物刺激剂具有调控农作物新陈代谢、增加农化产品有效成分利用率、提高作物产量、改善产物品质、环境友好等优点，以其独特的应用功效助推我国农业的绿色、高质量发展。
本书可供海洋生物、化学工程、生物工程、农业技术、果蔬种植等相关行业阅读、参考。
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| 內容簡介： |
本书在介绍生物刺激剂领域的最新进展以及海洋生物资源和海洋生物科技的基础上，全面阐述海藻酸、褐藻多酚、岩藻多糖、甲壳素、壳聚糖、鱼蛋白等海洋源生物活性物质及其各种衍生制品在生物刺激剂领域的发展历史和应用现状，结合全球各地对各种海洋源生物刺激剂的大量研究成果，系统总结了海洋源生物刺激剂在改善土壤、种子引发、促进根系健康生长、抗生物和非生物胁迫、保花保果、提高产量、改善品质等优良的使用功效。
本书可供海洋生物、化学工程、生物工程、农业技术、果蔬种植等相关行业从事生产、科研、产品开发和推广应用的工程技术人员以及大专院校相关专业的师生阅读、参考。
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| 關於作者： |
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秦益民，1965年生，浙江嘉善人，博士，嘉兴学院教授，MBA。被评为山东省蓝色产业计划创新团队领军人才 - 泰山学者，担任海藻活性物质国家重点实验室主任、农业农村部海藻类肥料重点实验室主任。在国际国内核心刊物发表科研论文 150 余篇，获得 7 项美国专利及 20 余项中国专利授权。有学术专著《功能性医用敷料》《海藻酸》《海藻酸盐医用敷料的临床应用》《功能性海藻肥》《海洋功能性食品配料：褐藻多糖的功能与应用》《海洋源生物活性纤维》《岩藻多糖的功能与应用》《海藻源膳食纤维》、Medical TextileMaterials、Bioactive Seaweeds for Food Applications 等，编写《化工设计简明双语教程》教材和科普读物《海藻的故事》。
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| 內容試閱：
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序
生物刺激剂是一类重要的农资产品，通过一系列独特的生理和代谢过程在农业生产中起重要作用，可以有效调控作物生长发育，激发和诱导作物产生抗病菌、害虫等生物胁迫，以及抗干旱、洪涝、高温、冷冻、土壤酸化、盐渍化、重金属污染等非生物胁迫，有效提高作物产量及质量。大量科学研究和生产实践表明，生物刺激剂是提高化肥利用率、实施农作物健康栽培、保证食品安全、建设生态文明农业的创新产品，不仅对人体健康和土壤环境无不利影响，还可提高化肥利用率、减轻环境污染，是绿色环保的生产资料，是确保农业生产可
持续发展、促进作物健康、增产提质、满足人民绿色消费的极为重要的治本措施，也是未来农业科学领域冉冉升起的明星。
我国是一个人口大国，也是农业生产的大国。现代农业在人民健康生活中起重要的保障作用，而高效的肥料又是现代农业的保障。进入 21 世纪，化肥、农药等农化产品的过度使用给我国大气、土壤和水体带来严重的负面影响，环境污染直接危及食品安全和人民身体健康。党的十八大以来，习近平总书记提出树立和践行“绿水青山就是金山银山”的生态文明农业理念，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于创新体制机制推进农业绿色发展的意见》的文件，农业农村部提出“到 2020 年化肥使用量零增长”的发展目标，为生态农业的科学发展指明了方向。
以海藻提取物为代表的海洋源生物刺激剂在农业生产高产、优质、低耗、高效的发展中起到越来越重要的作用，具有重要的经济效益、环境效益和社会效益。海洋占地球 71% 的面积，养育、繁殖、发展出了微生物、海藻、海草、珊瑚、鱼、虾、贝等种类繁多、数量庞大的生物资源，是地球上最大的资源宝库，在全球生态平衡中起重要作用的同时，也为全球经济提供了一个生物活性物质的巨大宝库。海洋独特的温度、盐度、水质等生态环境赋予海洋生物合成特异化合物的能力，产生的生物质资源是陆地资源的重要补充，在生物刺激剂的研究和开发中有独特的应用价值。
青岛明月海藻集团以海洋大型海藻为原料生产海藻生物制品，其中“蓝能量”品牌海藻类肥料在国内获得海藻肥登记证。经过 20 多年市场验证和反馈，明月的海藻肥产品无论从品质还是使用效果均有显著提升，已经形成 6 大系列100 多个品种。目前海藻有机肥、海藻有机无机复混肥、海藻冲施肥、海藻叶面肥、海藻微生物肥、海藻掺混肥等海藻类肥料的功能涵盖调理土壤型、调控生长型、平衡营养型等类别，在全国各地的各种作物上应用广泛，被广大农户誉为“真真正正海藻肥”。
面向未来，青岛明月海藻集团将继续加大科研和产品开发投入，继续与高校和科研院所深入合作，借助海藻活性物质国家重点实验室和农业农村部海藻类肥料重点实验室两个重要平台，专注全程作物营养和土壤修复，推出高效能的系列化国际?先新产品，实现产品的技术升级，推动新型肥料行业的发展。公司将紧握企业核心竞争力，围绕国家海洋强国战略，全方位整合资源，坚持以海洋生物资源开发和利用为发展方向、以市场需求为导向，在加大研发力量的同时提升营销能力、运营效率，使我国海洋源生物刺激剂的研究、开发和应用处在世界前沿，实现利用海洋资源、服务现代农业的崇高使命。
青岛明月海藻集团有限公司 董事长
张国防
2022年 6 月 30 日
前言
在农业生产发展的几千年历史中，以化肥、农药为代表的 20 世纪绿色革命使全球农产品产量大幅提升，许多发展中国家在粮食生产上实现自给自足，农资领域的科技进步在改善人们生活的过程中发挥了重要的作用。与此同时，化肥、农药的指数级增长也造成了严重的环境危害，其过量使用导致土壤退化、水体污染、环境恶化等一系列问题。在此背景下，以减少化肥、农药使用为主要目标的生物刺激剂应运而生。
生物刺激剂具有调控农作物新陈代谢、诱导作物产生抗胁迫机制、增加农化产品有效成分利用率、提高作物产量、改善产物品质、环境友好等功能特性，以其独特的应用功效助推我国农业生产的绿色、高质量发展。在各种来源的生物刺激剂中，海藻酸、褐藻多酚、岩藻多糖、甲壳素、壳聚糖、鱼蛋白等海洋源生物活性物质的结构新颖、功效独特，已经在全球各地的农业生产中展示出优良的使用功效。
21 世纪是蓝色海洋世纪，鱼、虾、蟹、贝、藻等大量动物、植物、微生物等海洋生物资源可用于开发种类繁多的海洋生物制品，在功能性食品、生物医药、美容护肤品、生物医用材料、生物活性纤维、生物刺激剂等领域有重要的应用价值。我国有 1.8 万千米的大陆海岸线和 1.4 万千米的岛屿海岸线，跨越热带、亚热带、寒温带等多个气温带，在 473 万平方千米的海域中蕴藏着丰富的海洋生物资源，为研究、开发和应用海洋源生物刺激剂提供了重要的资源保障。
为促进海洋源生物刺激剂的进一步发展，加快其在新时代农业生产中的应用，我们编写了《海洋源生物刺激剂》一书，在介绍生物刺激剂领域的最新进展以及海洋生物资源和海洋生物科技的基础上，全面阐述海藻酸、褐藻多酚、岩藻多糖、甲壳素、壳聚糖、鱼蛋白等海洋源生物活性物质及其各种衍生制品在生物刺激剂领域的发展历史和应用现状，结合全球各地对各种海洋源生物刺激剂的大量研究成果，系统总结了海洋源生物刺激剂在改善土壤、种子引发、促进根系健康生长、抗生物和非生物胁迫、保花保果、提高产量、改善品质等方面优良的使用功效。我们期望通过《海洋源生物刺激剂》一书，使广大读者更好地了解海洋源生物活性物质在农业生产中独特的功能特性和应用价值。
《海洋源生物刺激剂》一书共 11 章，由嘉兴学院秦益民教授担任主编。在本书的编写过程中，得到青岛明月海藻集团海藻活性物质国家重点实验室和农业农村部海藻类肥料重点实验室的大力支持，王发合、赵丽丽、申培丽、张德蒙、刘书英、王晓辉、张琳、冯鸽、任斌、李军、韩蒙蒙、耿志刚、宋修超、石仁兴、李军、王钰馨、王颖、刘浩宇、赵培伟、管宇翔、高岩、王嘉毅、王盼、石少娟等技术人员为本书的编写提供了宝贵的资料，在此表示感谢。
本书可供海洋生物、化学工程、生物工程、农业技术、果蔬种植等相关行业从事生产、科研、产品开发和推广应用的工程技术人员以及大专院校相关专业的师生阅读、参考。
由于海洋生物资源及海洋源生物刺激剂涉及的研究和应用领域广泛，内容深邃，而编者的学识有限，故疏漏之处在所难免，敬请读者批评指正。
秦益民
2022 年 6月 30 日
第五节 海藻肥的特性及其在农业生产中的应用
从工艺的角度看，海藻生物质可以在碱性或酸性条件下水解，或者通过高压或发酵后使海藻细胞壁破裂后释放出活性物质，这样得到的海藻提取物含有各种类型的分子和化合物，其本质是不均匀的。总的来说，除了加工过程中加入的工艺添加剂，初级提取物是由海藻植物的各种复杂组分组成的。这种提取物一开始被看成是促进植物增长的药物，但随着对其作用机理的深入理解，人们了解到海藻代谢产物对植物的新陈代谢既有直接作用，也可以间接地通过影响土壤微生物或与病原体的相互作用影响植物生长，是一种高效的生物刺激剂。
从外观上看，目前市场上的海藻液体肥包含了几乎白色到黑色的各种颜色，其气味、黏度、固形物含量、颗粒物等指标也各不相同。海藻肥料的制备工艺因为是技术机密很少有报道，总的来说，是用水、碱、酸提取，或者是用物理机械方法在低温下磨细后制备的海藻微粒化的悬浮体（Herve，1977），其中微粒化海藻悬浮物是一种绿色到绿褐色的弱酸性溶液。此外，海藻也可以在高压容器中处理，使细胞壁破裂后释放出可溶性细胞质成分，过滤后得到液体肥（Herve，1983；Stirk，2006）。物理破壁技术避免了有机溶剂、酸、碱等的应用，其提取物的性能与碱性提取物有区别。目前广泛使用的一种技术是高温下用钠和钾的碱性溶液处理海藻，就如最早的 Maxicrop 工艺，反应温度可以通过使用压力容器进一步提高。与其他产品有所不同，加拿大 Acadian Seaplants 公司的提取物是在常温下加工得到的。
所有的海藻提取液因为有腐植质似的多酚的存在而有强烈的颜色，最终产品可以在干燥状态或以 pH 7~10 的液态使用。根据使用情况，海藻肥料中经常加入一些普通的植物肥料或微量营养素，因为海藻活性物质对金属离子的螯合作用可以使各种金属离子稳定在肥料中（Milton，1962）。这些强化的海藻提取物一般是根据作物的特殊需求制备的。
第六节 海藻肥的发展现状
海藻在农业生产中长期被用作为肥料和土壤调节剂（Guiry，1981；Hong，2007；Metting，1988；Metting，1990）。传统的观点是海藻通过其提供的营养物质以及改善土质和持水性而改善作物的生长、健康和产量。在这个方面，海藻液体肥含有的溶解状态的 Cu、Co、Zn、Mn、Fe、Ni、Mo、B 等元素在应用于土壤和叶面后产生的功效被广为接受。随着海藻肥的推广普及，特别是低应用量的海藻肥（<15 L/hm2 ）所产生的效果使人们联想到海藻提取物中一些促进植物增长的成分。
目前人们对海藻类肥料所积累的知识可分为三个阶段：
第一阶段：20 世纪 50~70 年代早期；
第二阶段：20 世纪 70~90 年代；
第三阶段：20 世纪 90 年代至今。
第一阶段积累的早期知识主要是生产试验和生物测试中获取的经验性结果，对海藻肥化学成分的分析受仪器水平的影响。在第二阶段的发展过程中，气相色谱（GC）和高效液相色谱（HPLC）技术的完善使科研人员可以对海藻提取物中的各种组分进行精确测定，核磁共振（NMR）技术也广泛应用于海藻活性物质的分析测试，使海藻肥的结构组成及其使用功效之间的构效关系的建立更加科学合理。在 20 世纪 90 年代以后的第三个发展阶段中，仪器分析变得更加先进，在对海藻活性物质进行精确表征的基础上，主要成分分析和代谢组学方
法的应用使科研人员可以更好地建立活性成分与应用功效之间的相关性。
历史上早期的生物功效研究主要来自农田或温室中使用 Maxicrop 品牌的海藻肥，最早的实验开始于 20 世纪 60 年代，期间主要的研究人员是苏格兰海藻研究院的 Ernest Booth。随后有三个研究团队积极地从事海藻肥在农业生产中的应用，包括 1959 年后 T. L. Senn 教授在美国 Clemson 大学建立的研究团队，其在 20 多年中研究了泡叶藻提取液对水果、蔬菜、观赏植物的影响（Senn，1978）。20 世纪 60 年代后期，英国 Portsmouth 理工大学的 G. Blunden 教授开始了对海藻提取液的研究直到现在。第三个研究团队是 20 世纪 80 年代由南非Natal 大学 van Staden 教授建立的，他们专门研究从极大昆布中用细胞破裂法制备的海藻提取液（Kelpak 品牌的海藻肥）。此外，开始于 20 世纪 80 年代后期，由法国 Roscoff 研究所的 Bernard Kloraeg 与法国 Go?mar 公司合作的研究显示了海藻提取液中含有植物增长的激发因子（Klarzynski，2000；Klarzynski，2003；Patier，1993）。
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