CN1669441A - 海藻作为植物生长调节剂的新用途 - Google Patents

Abstract

一种海藻作为植物生长调节剂的新用途，其特征在于：将大型海藻中江蓠属和马尾藻属植物中一种或多种的全藻、藻粉或植物生长激动素提取物作为植物生长调节剂，在苗木培植、果树栽培以及实验室植物培育中的应用。本发明江蓠属和马尾藻属海藻中蕴含着大量的细胞激动素、植物生长素、类植物生长素、甜菜碱、吲哚乙酸等天然活性成分。这些成分易于被植物吸收，确实能促进植物快速、正常地生长、成熟，作为植物生长调节剂以直接填埋在植物根底、对植物进行包根、拌土或在植物根部平铺等方式，可在对环境没有污染、不改变植物生长机制的前提下缩短植物生长、成熟、开花、结果的时间。此外，这些海藻容易养殖，成本较低，可以大面积推广应用。

Description

海藻作为植物生长调节剂的新用途

技术领域

本发明涉及大型海藻的一种用途，具体涉及大型海藻在植物生长过程中作为植物生长调节剂的新用途。

背景技术

大型海洋藻类的种类繁多，不下3000种。由于海藻中含有多种氨基酸、维生素、矿物质和大量的有机化合物如甘露醇、海藻胶和蛋白质等，而且资源极其丰富，营养价值都很高，适应力很强，容易养殖，加工成本低，因此常用于食物和饲料。海藻药用和食用的历史可以追溯到公元前3000年。中国著名的医学家神农就曾在书中描述过海藻的好处。希腊和罗马文学也曾提及某些藻类的营养及药用价值。其实，长期以来海藻资源的开发利用一直是人们关注的课题，每年各国政府和研究机构在这方面均投入了大量的人力、物力和财力，并获得了许多成果。

近年来，海藻在食品科技领域的应用越来越广泛。许多海藻可以食用，它们富含叶绿素、碳水化合物和蛋白质，同时也含有钾、钠、硫、钙、镁和氯等物质，某些海藻还富含碘。因此海藻的提取物正在被大量开发和利用。例如：目前，许多食品都采用琼脂(从红藻中分离出的胶浆)作为增稠剂，如增味牛奶、糖果、果冻、甜点、沙拉、酸奶等。同时，在微生物技术领域，琼脂还被用做培养基。挪威、法国和日本等国家都对海藻这种海洋资源进行了开发并将其推向了市场。然而实际生活中在苗木培植、果树栽培以及实验室植物的生长中，大型海藻作为促生长调节剂的应用仍是空白，到目前为止还没有见到任何报道。

另一方面，随着现代农业和林业科技的发展，人们已不满足于植物自然生长，为了早日使苗木成才，使果树开花结果，各国专家不断提高栽培技术，然而从植物生长要素来看仅此是不够的，于是一些研究人员开发出了一系列可以促进植物快速生长的植物生长调节剂。然而这些植物生长调节剂都是用各种化学激素人工合成的，因此对植物、对环境都会造成一定负面影响，而且成本较高，难于大面积推广应用。

发明内容

本发明的目的是寻求将海藻作为苗木培植、果树栽培以及实验室植物培育的促生长调节剂的新用途。可在对环境没有污染、不改变植物生长机制的前提下缩短植物生长、成熟、开花、结果的时间。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种海藻作为植物生长调节剂的新用途，将大型海藻中江蓠属和马尾藻属植物中一种或多种的全藻、藻粉或植物生长激动素提取物作为植物生长调节剂，在苗木培植、果树栽培以及实验室植物培育中的应用。

上述技术方案的有关内容解释如下：

1、关于上述大型海藻中江蓠属和马尾藻属植物的说明：

(1)、江蓠属植物

江蓠为学名，北方称龙须菜，福建称海面线、棕仔须，广东称粉菜、海菜、蛇菜、沙尾菜。江蓠(Gracilaria verrucosa(Huds.)Papenf.)，属于红藻门、红藻纲、杉藻目、江蓠科、江蓠属(Gracilaria Grev.)。全世界江蓠有100种以上，下面是我国产江蓠的名录：

弓江蓠(G.arcuata)              节江蓠(G.articulata)

芋根江蓠(G.blodgettii)         脆江蓠(G.bursa-pastoris)

仙掌江蓠(G.cacalia)            绳江蓠(G.chorda)

伞房江蓠(G.coronopifolia)      皮江蓠(G.corticata)

厚江蓠(G.crassa)               可食江蓠(G.edulis)

凤尾菜(G.eucheumoides)         粗江蓠(G.gigas)

硬江蓠(G.firma)                海南江蓠(G.hainanensis)

舌江蓠(G.lingual)              巨孢江蓠(G.megaspora)

小江蓠(G.minor)                斑江蓠(G.punctata)

缢江蓠(G.salicornia)           龙须菜(G.sjoestedtii)

刺边江蓠(G.spinulosa)          刺边江蓠皱波变型(G.spinulosa f.srilankia)

细基江蓠(G.tenuistipitata)     扁江蓠(G.textorii)

江蓠(G.verrucosa)

形态特征为：藻体为紫红色，暗紫绿色或暗褐红色，软骨质或肥厚多汁，易折断。枝圆柱状，亚圆柱状，扁平状和叶状。高5～45cm以上，有的可达一米。基部有一圆状固着器。

生态分布：江蓠喜生长在有淡水流入和水质肥沃的内湾中，尤其在风浪较平静，水流较通畅，地势较平坦，水质较清的港湾中生长较为旺盛。我国沿海各地均有江蓠资源，现广东、广西等南方沿海已发展养殖。

经济价值：江蓠藻体大，生长快，含胶量高达30％以上，是制造琼胶的重要原料。

(2)、马尾藻属植物

马尾藻属[Sargassum(Turn.)Ag.]属于褐藻门，墨角藻目，马尾藻科(Sargassaceae)。藻体多年生，由固养器、主干、藻叶和气囊四部分构成，褐色，主干多分枝，藻叶形状多变，均偏平，气囊单一，多生于岩礁海岸的石沼和数米深的岩石上，系多年生海藻。是提取褐藻胶、甘露醇、碘、马尾藻精和褐藻复粉等的重要原料，经济价值较高。青岛海区大陆岩礁海岸和岩礁区域普遍分布，并具有一定的资源量。

世界上马尾藻的种类有近180种，在我国浙江省自然分布的有铜藻[Sargassum horneri(Turn.)Ag.]、鼠尾藻[Sargassum thunbergii(Mert.)O’Kuntze]、瓦氏马尾藻[Sargassum vachellianum Grev.]、海黍子[Sargassummuticum(Yendo)Fensholt]、裂叶马尾藻[Sargassum siliquastrum(Turn.)Ag.]、半叶马尾藻中国变种[Sargassum hemiphyllum var.chinense(urn.)J.Agardh]、羊栖菜[Sargassum fusiforme(Harv.)Setch]等7个种类。

在马尾藻属中研究最多、经济价值最高的是羊栖菜：具有药用价值消食化瘀作用免疫能力。羊栖菜生长有明显的季节性，10-12月，4-6月份，水温15-23℃为其快速生长期，水层20-30cm生长正常，过浅有烂菜现象，过深生长缓慢，养殖方式以软式浮筏为最佳，在网箱养殖的海域大量养殖海藻能改善水质的富营养化。

2、关于上述江蓠属和马尾藻属植物的提取物的说明：

上述植物生长激动素提取物包括细胞激动素(细胞分裂素)、植物生长素、类植物生长素、甜菜碱、吲哚乙酸(马尾藻)等，其中，细胞激动素是指有生理活性的一类嘌呤衍生物；甜菜碱大部分是甘氨酸甜菜碱、B-丙氨酸甜菜碱和r-氨基丁酸甜菜碱。

所谓植物生长调节剂与肥料不同，肥料是指植物维持正常生长从外界摄取的不可缺少的营养元素，而植物生长调节剂是在正常生长的基础上为提高植物生长、发育的速度而额外提供的一类生理活性物质，不是一般植物生长所必须提供的，而是有目的和特殊需要时才添加的。

3、上述江蓠属和马尾藻属植物作为植物生长调节剂，在苗木培植、果树栽培以及实验室植物培育中的应用方式：

(1)、全藻

将大型海藻填埋在植物根底或对植物进行包根。

(2)、藻粉

藻粉为大型海藻的粉碎物，其有效成分为包括细胞激动素、植物生长素、类植物生长素、甜菜碱，可拌土或在植物根部平铺。

(3)、提取物

将上述江蓠属和马尾藻属植物中的细胞激动素、植物生长素、类植物生长素、甜菜碱等有效成分提取后，可拌土或在植物根部平铺使用。

4、上述大型海藻在苗木培植、果树栽培以及实验室植物培育作为植物生长调节剂的原理：

本发明人在长期研究海藻特性的过程中，发现江蓠属和马尾藻属海藻蕴含着大量的细胞激动素(细胞分裂素)、植物生长素、类植物生长素、甜菜碱、吲哚乙酸(马尾藻)等天然活性成份。这些成分易于被植物吸收，确实能促进植物快速、正常地生长、成熟。比如，马尾藻属除了含有上述植物生长调节剂外还含有吲哚乙酸和2类特殊的类植物生长素(它们主要是为了突出更容易被植物吸收，具体的名称暂时没有定)，它们能更好地被植物吸收，促进细胞分裂，加快植物细胞新陈代谢的速度；而江蓠属除了本身含有一些生理活性物质外，还含有高达30％的多糖类琼胶，可以将所有植物生长调节剂和营养元素固定在根部生长的范围内，并保证这些物质可以长期持续释放，为植物生长不断提供所需物质。

将以上发现，作为植物生长调节剂应用于苗木培植、果树栽培以及实验室植物培育中，就解决了如何在对环境没有污染、不改变植物生长机制的前提下使植物正常快速生长的问题。此外，这些海藻容易养殖，成本较低，可以大面积推广应用。

5、实验

(1)、室外试验田：在苏州市郊外划出两块空地，一块是空白对照组，另一块将上述海藻粉与土壤拌匀后均匀平铺在空地上，只需薄薄一层(0.1～0.3厘米)，然后两片空地都撒上高密度的草籽，撒上一次水。3个月后，观察效果，参见附图1，我们可以从照片上清楚看到，加入大型海藻粉作为植物生长调节剂的实验组草(右半部)的平均高度比空白对照组(左半部)要高3.5～4倍，生长情况明显好，具有显著效果。照片中人员正在作现场鉴定。

(2)、实验室菠菜种植实验：实验组是将提取物制成的胶块埋于土壤内菠菜根部，对照组则如平常一样将菠菜种在含有一般土壤肥料的盆中，一个星期后，实验组的菠菜已比对照组的高出1～2厘米，并且长势很好，叶片也比对照组的宽。然后对实验组和对照组菠菜分别进行叶片切片观察和叶绿素含量的测定，发现实验组的菠菜叶片细胞并无异常发育，叶绿素含量也正常，因此达到了预期目的，即是在植物正常生长的基础上促进植物快速发育的。

附图说明

附图1为本发明室外试验田空白对照组草和实验组草的整体对照效果照片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：一种海藻作为植物生长调节剂的新用途，将大型海藻中江蓠或马尾藻植物中一种的全藻、藻粉或植物生长激动素提取物作为植物生长调节剂，在苗木培植、果树栽培以及实验室植物培育中的应用。

上述应用方式中：

1、将上述全藻作为植物生长调节剂直接填埋在植物根底或对植物进行包根。

2、将上述的藻粉作为植物生长调节剂拌土或在植物根部平铺。其中，海藻粉的生产工艺流程：

新鲜海藻→淡水泡洗→干燥→粉碎→海藻粉。

采集野生大型海藻的适宜季节为夏初至秋季。新鲜海藻必须清洗；清洗时用淡水泡洗三次，每次半个小时；沥净水后晒干或烘干；当含水量降到13％左右可进行粉碎；最好采用二级粉碎法：第一步粉碎成较大颗粒，然后再粉碎成细末状。

3、将上述的植物生长激动素提取物作为植物生长调节剂拌土或在植物根部平铺使用。所述植物生长激动素提取物包括细胞激动素、植物生长素、类植物生长素、甜菜碱。

关于海藻植物生长激动素提取物的提取可以采用以下方法(也可以采用现有公知的其它方法)：

1、原料的处理

用磨碎机将江蓠磨碎至0.5cm长短，用100目筛子筛去微小颗粒。

2、提取前的处理(去色处理)

在提取时先称取20.00克磨碎样品，放入2L烧杯中，以自来水洗两次，然后加入1％甲醛溶液300ml，室温浸泡14～24h(一般以14h左右即可)，过滤，藻块以自来水和蒸馏水各洗涤一次。

3、加热提取

去色处理后的藻块中加入1％碳酸钠溶液1L(10g无水碳酸钠溶液于10L蒸馏水中)放电炉上用电动搅拌器以每分钟350转的速度不断搅拌，调节温度于70～75℃(一般为73±3℃)加热1h，然后以单层纱布过滤，如果溶胶黏度太大时可适当加入300～400ml水先稀释然后再过滤。过滤后的渣滓以玻璃棒轻轻压挤。渣滓中加入1％碳酸钠溶液600ml，同样的温度进行第二次加热提取1h，同样过滤。渣滓再加入0.5％碳酸钠溶液500ml，同样的温度提取0.5h，过滤，最后用手压挤，使胶液尽量流出。将三次滤液合并，用布氏漏斗以玻璃丝继之以棉花抽气过滤。所得粗藻酸钠溶液呈淡黄褐色，浓度大约为0.2％左右，大部分为水，此外尚含有Na₂CO₃，色素，粗蛋白以及各种水溶性盐类，故必须经过下述步骤进行浓缩和精制。

4、酸凝聚

自滴定管向粗溶胶中徐徐注入稀盐酸(3∶10，比重约为1.05)同时不断搅拌，藻酸逐渐凝固成凝胶浮到液面，至下澄液呈透明黄色即为终点，此时溶液的pH在1.4～2.0之间。用纱布将凝胶滤出，以蒸馏水洗三次，洗去多余的酸和无机盐类。

5、碱溶解

将水洗后的凝胶移入1L的烧杯中，加入100ml水，搅拌，使凝胶充分吸水，然后一面注入80ml 2％NaOH溶液，充分搅拌后室温放置一夜，凝胶即可全部溶解为钠盐。此时因胶质浓度很高，异常粘稠，要注意所有小凝胶块都须完全溶解。

6、脱水和干燥

待完全溶解后注入其体积约1.5倍的85％乙醇，充分搅拌，钠盐经脱水成絮状沉淀浮起。大量色素和剩余碱溶液溶于乙醇中。放置1h，将沉淀滤出，以300ml 50％乙醇浸洗两次，每次约1h，目的是尽量洗去搀杂的碱。然后压挤去多余的乙醇，撕成纤维状，置玻璃皿中，放入30℃真空干燥皿中以CaCl₂做干燥剂抽空干燥一夜，即得淡黄色至白色的纤维状藻粉。

实施例二：一种海藻作为植物生长调节剂的新用途，将大型海藻中江蓠和马尾藻两种植物的全藻、藻粉或植物生长激动素提取物作为植物生长调节剂，在苗木培植、果树栽培以及实验室植物培育中的应用。

上述应用方式中：

1、将上述全藻作为植物生长调节剂直接填埋在植物根底或对植物进行包根。

2、将上述的藻粉作为植物生长调节剂拌土或在植物根部平铺。其中，海藻粉的生产工艺流程，与实施例一相同，但其中不同品种的海藻采用分类粉碎后再均匀混合，以调节海藻粉的营养成分。

3、将上述的植物生长激动素提取物作为植物生长调节剂拌土或在植物根部平铺使用。所述植物生长激动素提取物包括细胞激动素、植物生长素、类植物生长素、甜菜碱。

提取物的提取方法：将江蓠和马尾藻以1∶1(M/M)的比例混合，搅碎，烘干，下面步骤与实施例一中的提取方法相同。

Claims (5)

1、一种海藻作为植物生长调节剂的新用途，其特征在于：将大型海藻中江蓠属和马尾藻属植物中一种或多种的全藻、藻粉或植物生长激动素提取物作为植物生长调节剂，在苗木培植、果树栽培以及实验室植物培育中的应用。

2、根据权利要求1所述的海藻作为植物生长调节剂的新用途，其特征在于：上述植物生长激动素提取物包括细胞激动素、植物生长素、类植物生长素、甜菜碱。

3、根据权利要求1所述的海藻作为植物生长调节剂的新用途，其特征在于：将大型海藻中江蓠属和马尾藻属植物中一种或多种的全藻作为植物生长调节剂直接填埋在植物根底或对植物进行包根。

4、根据权利要求1所述的海藻作为植物生长调节剂的新用途，其特征在于：将大型海藻中江蓠属和马尾藻属植物中一种或多种的藻粉作为植物生长调节剂拌土或在植物根部平铺。

5、根据权利要求1所述的海藻作为植物生长调节剂的新用途，其特征在于：将大型海藻中江蓠属和马尾藻属植物中一种或多种的植物生长激动素提取物作为植物生长调节剂拌土或在植物根部平铺使用。