微藻是一類光合自養(yǎng)的低等植物，誕生于數(shù)億萬(wàn)年前天地之初，廣泛分布于地球各個(gè)角落，如廣闊的海洋、溫和的土壤、淡水湖、甚至是極端的環(huán)境，如干旱的沙漠、鹽堿化的土壤、寒冷的湖泊或熱的噴泉等都有藻的蹤跡。
經(jīng)過(guò)科學(xué)家們的潛心研究發(fā)現(xiàn)，微藻可以作為生物燃料、保健品、食品、醫(yī)藥品、飼料和化工領(lǐng)域中等各種產(chǎn)業(yè)的生物資源，且目前應(yīng)用技術(shù)也相對(duì)成熟。而在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用還十分有限，且大部分的技術(shù)都處于試驗(yàn)階段，但不可否認(rèn)的是，藻在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也有著巨大的應(yīng)用潛力。
藻在改善土壤品質(zhì)的作用
藻在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要是通過(guò)促進(jìn)養(yǎng)分供應(yīng)、保持土壤的有機(jī)碳和肥力，以及促進(jìn)土壤微生物活動(dòng)等，從而促進(jìn)植物生長(zhǎng)和作物產(chǎn)量。
增加土壤有機(jī)質(zhì)含量
微藻是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中重要的有機(jī)物質(zhì)來(lái)源之一，因?yàn)樗鼈兛梢酝ㄟ^(guò)光合作用將大氣二氧化碳直接吸收并固定到有機(jī)藻類生物質(zhì)中。微藻生長(zhǎng)過(guò)程中的分泌物（胞外多糖）或藻類死亡后，均可直接作為含碳有機(jī)物質(zhì)增加土壤的有機(jī)碳庫(kù)，供應(yīng)作物生長(zhǎng)的肥力需要。
生物固氮，減少化肥使用
經(jīng)過(guò)研究，科學(xué)家們確定藍(lán)藻中具有異形胞的種類，往往是可以生物固氮的種類，而且有些種有較強(qiáng)的固氮能力，如魚腥藻屬和念珠藻屬等。目前世界上已知有30多個(gè)屬150余種固氮藍(lán)藻，我國(guó)已發(fā)現(xiàn)有10多種固氮藍(lán)藻。固氮藍(lán)藻在生長(zhǎng)期間除固氮作用外，還可以不斷地分泌出氨基酸、激素、糖等物質(zhì)。有研究表明，在添加 75%化學(xué)氮肥和全磷全鉀條件下，混合接種固氮藍(lán)藻在顯著提高土壤微生物活性和促進(jìn)植物生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量的同時(shí)，節(jié)省 25%的化學(xué)氮肥。
改善土壤微生物活性
微藻分泌的胞外多糖（EPS）能為農(nóng)業(yè)土壤中有益的微生物的生長(zhǎng)提供有機(jī)碳，并使植物根際形成良好的生物塊和生物膜，有助于將不同的細(xì)胞或生物聚集在一起，形成微菌落，促進(jìn)養(yǎng)分的流動(dòng)，并提供能夠抵御食草動(dòng)物和捕食者的穩(wěn)定機(jī)械保護(hù)。研究還發(fā)現(xiàn)，接種單細(xì)胞土壤藻類能提高土壤磷酸酶活性，將磷礦粉中不能被作吸收的磷轉(zhuǎn)化為可吸收的磷，從而提高土壤中有效磷的含量。因此，微藻能促進(jìn)土壤中其他微生物群落和動(dòng)物群的生長(zhǎng)，改善土壤環(huán)境。
改善土壤結(jié)構(gòu)
微藻生長(zhǎng)分泌的胞外多糖（EPS）具有黏著性，能促進(jìn)土壤顆粒聚集，形成大小均勻且穩(wěn)定的團(tuán)聚體，改善土壤結(jié)構(gòu)，并在更大程度上防止土壤侵蝕或惡化。且良好的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)能夠保肥、蓄水，有助于減少養(yǎng)分流失。在庫(kù)布齊沙漠的試驗(yàn)中，也發(fā)現(xiàn)大規(guī)模接種固氮藍(lán)藻 3~8 年后形成了生物土壤結(jié)皮，且其水分持留、總碳、總氮和可利用氮、磷含量均有增加。說(shuō)明土壤結(jié)皮可以改善土壤肥力和表層土壤的微生態(tài)環(huán)境，且在沙質(zhì)土壤中能夠減少水的滲透，防止土壤侵蝕。
防治土壤蟲害
研究發(fā)現(xiàn)固氮藍(lán)藻在防治土壤線蟲方面也具有一定的應(yīng)用潛力。目前已于10多種固氮藍(lán)藻均能殺死或抑制根結(jié)線蟲J2s活性的作用，使線蟲不動(dòng)率和死亡率分別增加到88.2%~96.5%和4.2%~29.3%，從而降低線蟲感染率，提高植物的產(chǎn)量。在大田接種試驗(yàn)結(jié)果也表明固氮藍(lán)藻接種可以顯著減少棉田植株寄生線蟲數(shù)量(比常規(guī)施肥處理少22%~41%)。
藻在促進(jìn)植物生長(zhǎng)的作用
作為生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑
很多微藻可以產(chǎn)生植物激素，而且高等植物的激素生物合成路徑起源于微藻，目前已知藻類能產(chǎn)生植物激素主要是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素。研究發(fā)現(xiàn)，用席藻的培養(yǎng)液處理煙草種子，可使萌發(fā)率提高40%, 并誘導(dǎo)煙草愈傷組織產(chǎn)生多重根。研究也發(fā)現(xiàn)從農(nóng)田土壤分離到的4種固氮藍(lán)藻可以產(chǎn)生生長(zhǎng)素。Hussain等發(fā)現(xiàn)從水稻根部分離的內(nèi)共生念珠藻能累積和釋放細(xì)胞分裂素。
提高植物抗逆性
研究發(fā)現(xiàn)，接種單細(xì)胞土壤藻類能增強(qiáng)土壤過(guò)氧化氫酶活性，抑制或清除氧化氫對(duì)作物的毒害作用，同時(shí)為植物生長(zhǎng)提高養(yǎng)料，從而有利的提高高等植物的生理活性及其對(duì)不利環(huán)境的抗逆性，最終促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。
增加作物產(chǎn)量
黎尚豪的研究表明，接種固氮藍(lán)藻后水稻平均增產(chǎn)超過(guò)15%，最高達(dá)33%。大田研究方面, Renuka發(fā)現(xiàn)施用含微藻的配方肥顯著增加了小麥根、芽和谷粒的氮、磷和鉀含量。在收獲階段，植株干重提高了7.4%~33.0%，穗重提高了10%，與常規(guī)施肥相比，千粒重增加了5.%~8.0%。
目前藻在在農(nóng)業(yè)上的研究已在多方面取得了很多有價(jià)值的研究成果。相信隨著微藻生物技術(shù)的快速發(fā)展，藻類作為土壤調(diào)節(jié)劑、生物肥料等方面的資源利用，對(duì)整個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展有重要的意義。
本文轉(zhuǎn)自：中國(guó)藻人