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海藻肥与植物生长调节活性物质

点击次数:   更新时间:2017-12-21 14:54:12   【关闭分    享:
    近年来,我国的海藻肥料有了长足的发展,主要生产企业都集中在山东半岛地区,为了更好地提高海藻肥的利用率,我们需要了解海藻及海藻植物生长调节剂的主要物质有哪些。
    a.生长素
    海藻肥所含生长素有刺激作物根系发育和抗寒的作用。扦插植物时用它处理后可大大提高存活率。普通的植物生长素是吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)。许多海藻本身都含有植物生长素和类植物生长素(Auxin and Auxin-like compounds)。Van Overbeek 早在1940年就公布了吲哚乙酸广泛地存在于多种海藻中。随后,Abe H. 和 Jacobs分别于1972年和1985年使用GC-MS技术对蕨藻,马尾藻,裙带菜和其它海藻中的吲哚乙酸(IAA)及其它两种类植物生长素,苯乙酸(Phenyi-3-acetic acid)和羟基苯乙酸(Hydroxyphenyl acetic acid)的结构和含量进行了确认。NMR技术检测了锯齿藻中含有3(羟基乙酰)吲哚。
    由于SWC产品对作物可以产生广泛的生理响应,因此人们推测可能不止一种植物生长调节物质存在于SWC产品中。这就导致人们仔细地检测SWC产品中的植物生长素。使用HPLC 和 GC-MS 技术,分析SWC产品的碎片,结果发现,某些SWC产品中除了含有IAA外, 还含有吲哚羧酸(ICA),N,N-二甲基B-吲哚基乙胺,吲哚乙醛(IAId),异吲哚 和 1,3-吲哚(N-羟基乙基苯邻二酰亚胺)等。使用GLC 和 GC-MS技术测定了两种SWC产品中的IAA含量分别是50 mg/g(干重)和 6.63 μg/g(干重)。已有的研究表明,植物生长素有利于作物根系发育和抗寒的作用。
    b.多胺
    海藻所含多胺是一组作用类似植物生长素的化合物,按分类学不属于植物激素。由于多胺可以广泛地影响植物生理生长过程,所以SWC 产品中的这些化合物就不得不被考虑。还没有见到多胺在商业SWC产品中的报道。
    c.脱落酸
    脱落酸(ABA)也称离层酸能抑制植物生长,可促使植物离层细胞成熟从而引起器官脱落。脱落酸与赤霉素有拮抗作用。Kingman 在1982年发现掌状海带中含有水溶性的植物生长抑制剂,并且性质类似于ABA。使用GLC 和GC-MS 技术证实了这类物质是ABA。Boyer 在1988年使用他建立的纯化法估算了海藻 (Ascophyllum nodosum) 中的ABA 含量是0.10~0.46 μg/g(干重)。应用GC-FID技术证实了由 Ascophyllum nodosum 海藻制备的商业SWC产品中ABA 的含量是20 mg/g(干重)。
    d.细胞激动素
    海藻肥所含细胞激动素属于细胞分裂素,它是具有生理活性的一类嘌呤衍生物。早在1969年Jennings就对昆布等褐藻和沙菜等红藻中的内源细胞激动素的含量和其作为植物生长调节物质的作用进行了研究。自此之后,这方面的研究报道不断增多。Mooney 和 Van Steden 是在1987年使用高压液相色谱(HPLC)方法分析了海藻中主要含有 t-玉米素, 二氢玉米素, 异戊烯腺苷 嘌呤和t-玉米素核苷等细胞激动素。1991年日本科学家Farooqi 使用NMR技术再一次证实了海藻中除了含有上述细胞激动素外还含有玉米素, 玉米素核苷, 6-氨甲基嘌呤等,并且证实了这些细胞激动素的活性。海藻也被认为是海洋中的吸附剂,GC-MS技术的应用证明了生长墨角藻海区的海水中含有6-(3甲基-2-丁烯氨基)嘌呤。 海藻及SWC中的细胞激动素可以对大部分农作物产生响应,对几种SWC产品中细胞激动素活性的检测证实了这种观点。 Brain K.R.1973年在SWC产品(SM3)中使用体外移植胡萝卜,在只含SWC而不含细胞激动素的介质中进行生物检测,实验表明了高水平的细胞激动素活性,甚至细胞激动素在很低的浓度下也可以产生很强的生理响应。通过生物鉴定和分析仪器都已证明了SWC产品中含有细胞激动素。
    William 早年的工作估计了SWC产品Maxicrop中的细胞激动素的活性是25~200 mg/L, Algifert 是10~500 mg/L, SM3是15~150 mg/L。 Blunden 和 Wildgoose 使用水萝卜叶子生物鉴定法证实了 SM3 中的细胞激动素活性相当于125 mg/L。 其他的科学家也证实了南非昆布产品 Kelpak 66 含有性质类似于玉米素(Zeatin,N 异戊烯腺嘌呤)的物质。 质谱稳定同位素稀释法(Mass spectrometric stable isotope dilution method)测定了Seasol,这种商业SWC产品中含有t-玉米素, t-玉米素核苷,异戊烯腺苷和其他集中细胞激动素糖苷。
    e.甜菜碱
    海藻肥所含甜菜碱是一种氨基酸或亚氨基酸的衍生物,在浓度很低的情况下可大大提高植物叶绿素的含量。1984年发现海藻中含有甜菜碱。当时Blunden等人用生物检测法测定海藻中细胞激动素的活性水平时,发现了很多不可理解的现象。他们认为这些样品中除了含有细胞激动素外还含有类似细胞激动素性质的物质,经过进一步的检测证实这类具有类细胞激动素性质的物质是甜菜碱。在海藻中发现了大约18种甜菜碱,大部分是甘氨酸甜菜碱,B-丙氨酸甜菜碱,r-氨基丁酸甜菜碱等。考虑到甜菜碱对作物可能产生的作用,使用 H-NMR方法检测了几种商业SWC(SM3, Maxicrop, Seamac, Alginex)产品中的甜菜碱。甘氨酸甜菜碱的含量是从2.3~35.9 mg/L;r-氨基丁酸甜菜碱的含量是从5.4~15.4 mg/L;6-氨基戊酸甜菜碱的含量是从 3.7~11.6 mg/L。
    f.赤霉素
    海藻肥所含赤霉素有利于植物发芽,生长,开花和结果实的作用。早在60年代,科学家就已经发现了海藻中含有赤霉素类似物。生物检测发现昆布属和浒苔属的海藻有赤霉素活性,并发现了存在至少两种赤霉素GA3和GA7。虽然多种海藻都证明含有赤霉素类似物,但其在商业SWC产品中的含量仍然没有被明确地检测出来,这可能是海藻中的赤霉素在加工过程中被破坏的原因。新鲜制备的商业SWC产品(Maxicrop,Algifert and SM3)发现有赤霉素的活性。使用莴苣下胚轴生物检测法测定SWC中的赤霉素活性是0.03~18.4 mg/L。矮态米微滴生物检测法测定的活性量是0.05 mg/L。
    g.乙烯
    乙烯在植物生长中的作用是降低生长速度,促使果实早熟。国际上对海藻中乙烯的研究很少。Van den Driessche 1988 年在研究伞藻的发育和生理节律期间发现了伞藻中含有乙烯。Nelson WR.1985年使用薄层和气相色谱技术测定了南非制备的商业SWC产品Kelpak 66中含有乙烯的前体,1-氨基环丙烷羧酸(1-Aminocyclopropane-1-carboxylic acid),其含量大约是9.29 nmol/ml。
    海洋褐藻含有很多种物质,海藻肥使用含有以上植物生长调节活性物质海洋褐藻类生产加工或者是再配上一定数量的氮磷钾以及中微量元素加工出来。市场上主要以液体跟粉末为主,还有很少一部分是颗粒状态。

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