全世界已發(fā)現(xiàn)的大型藻類有9000多種，其中褐藻有2000多種，是世界上種類第二豐富的海藻。同時，褐藻富含多種聚合物包括褐藻酸、褐藻糖膠以及海帶淀粉等多糖類物質(zhì)，研究表明該類物質(zhì)對于植物抗病抗逆及改善土壤有顯著作用。目前，海藻肥生產(chǎn)企業(yè)所用的原料主要以褐藻為主，包括泡葉藻、昆布、海帶和馬尾藻等，其他藻類如墨角藻、滸苔、石莼和卡帕藻等也有少數(shù)企業(yè)在用。國外海藻肥企業(yè)絕大多數(shù)使用褐藻為原料，其中尤以泡葉藻應(yīng)用最為廣泛。但我國沿海并沒有泡葉藻分布，國內(nèi)企業(yè)采用的原料種類繁雜，品質(zhì)參差不一。

生產(chǎn)工藝對于產(chǎn)品營養(yǎng)成分含量及活性的影響極大，海藻肥質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)鍵在于生產(chǎn)工藝的選擇。海藻肥具體生產(chǎn)步驟作為商業(yè)機密很少被公開，但大致過程為用水、酸、堿、有機試劑，或者機械的方法處理海藻原料，使其成為精細(xì)的小顆粒。一般來說，海藻肥生產(chǎn)工藝包括化學(xué)提取工藝、物理提取工藝和生物提取工藝。

化學(xué)提取工藝是國內(nèi)外絕大多數(shù)海藻肥生產(chǎn)企業(yè)采用的方法，主要是利用酸、堿及有機溶劑處理海藻細(xì)胞，使細(xì)胞消解或內(nèi)源物質(zhì)增溶，該方法操作簡單、容易實現(xiàn)，但是化學(xué)試劑對海藻細(xì)胞內(nèi)活性物質(zhì)成分的破壞性很大，并且殘留的試劑容易對環(huán)境造成潛在的危害。

物理提取工藝主要是利用高壓低溫冷卻工藝達(dá)到海藻細(xì)胞壁破碎的目的，該方法雖然沒有污染，但是對于儀器設(shè)備的要求嚴(yán)苛，成本較高，難以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。目前掌握物理提純技術(shù)的企業(yè)也是屈指可數(shù)，僅有南非的Kelpak公司等。

生物提取工藝是利用微生物發(fā)酵過程中產(chǎn)生的多種酶類將海藻大分子物質(zhì)降解為植物容易吸收利用的小分子物質(zhì)，該方法反應(yīng)溫和、產(chǎn)物安全環(huán)保無污染，大限度的保留了海藻中的生物活性成分和營養(yǎng)物質(zhì)，是理想的海藻肥生產(chǎn)方法。

海藻尤其是褐藻，富含多種陸地植物所缺乏的多糖類物質(zhì)，如褐藻膠、褐藻糖膠以及海帶淀粉等。褐藻膠是由甘露糖醛酸和古羅糖醛酸兩種單體組成的嵌段線型聚合物，具有凝膠、螯合及親水等特性，可用作土壤調(diào)節(jié)劑。另外，褐藻膠在生產(chǎn)過程中因處理方法不同，會降解成不同小分子量的片段即褐藻寡糖，具有促生長活性。

海藻同高等陸生植物一樣，體內(nèi)存在多種植物激素，如生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素和脫落酸等均已在海藻中被發(fā)現(xiàn)（表1）。Stirk等利用免疫親和層析和液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)分析了3大門類的31種海藻，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)海藻中細(xì)胞分裂素成分為玉米素和異戊烯基配合物，此外還有少量芐氨基嘌呤及其衍生物成分。吲哚乙酸及其類似物也是海藻中較為常見的植物激素。

甜菜堿廣泛存在于海洋藻類以及海藻提取物之中，屬于季銨類生物堿，對于藻類抵抗外界環(huán)境的不良影響起著重要的作用。甜菜堿雖然不屬于五大“經(jīng)典”植物激素，但對植物同樣產(chǎn)生多重生物學(xué)功效，甜菜堿能夠增強植物抵抗干旱、高鹽等不良環(huán)境的能力，提高植物葉片中葉綠素的含量，增加作物產(chǎn)量。

甾醇類物質(zhì)廣泛存在于植物包括海藻中，是生物細(xì)胞的重要組分，其結(jié)構(gòu)特點是具有環(huán)戊烷多氫菲環(huán)結(jié)構(gòu)。不同海藻中所含的甾醇種類不同，絕大多數(shù)紅藻以膽甾醇為主要甾醇，綠藻中主要為麥角固醇，而褐藻中則以褐藻甾醇為主。

海藻肥施用能夠促進(jìn)植物根系的生長發(fā)育，增強植物對礦物營養(yǎng)成分的吸收能力。Anisimov等用多種海藻提取液對黑麥種子進(jìn)行處理，并測量根長發(fā)現(xiàn)，實驗組與對照組相比根長增長達(dá)到15%以上。

有研究顯示，施用海藻生物有機液肥能夠促進(jìn)植株生長并提高光合效率。葫蘆巴經(jīng)海藻提取液處理后，幼苗生長及濕重增加顯著，并且光合色素、碳水化合物、蛋白質(zhì)和多酚類物質(zhì)含量明顯增加。

用不同稀釋倍數(shù)的馬尾藻處理花生，發(fā)現(xiàn)海藻提取物能夠提高花生產(chǎn)量，最高增產(chǎn)1.4倍，并且海藻肥和化肥等比例混合使用不僅減少了化肥使用量，還能獲得更大產(chǎn)量。

結(jié)果顯示，經(jīng)海藻處理的小麥種子萌發(fā)率及植株生物量明顯高于對照組，超氧化物歧化酶、過氧化氫酶及抗壞血酸過氧化物酶等酶活增強，并且蛋白電泳顯示海藻處理后小麥的總蛋白多出12個新的條帶。研究者推測這一系列的變化是由海藻提取物引起的減緩高鹽脅迫的應(yīng)激反應(yīng)。

海藻除了具有直接促進(jìn)植物生長的功效，還能夠影響土壤物理、化學(xué)及生物學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而影響植物生長。海藻及海藻提取物能夠提高土壤的保水能力并促進(jìn)有益微生物的生長。褐藻富含褐藻膠等多糖類物質(zhì)，其螯合及親水特性能夠結(jié)合土壤中的金屬離子，形成高分子量復(fù)合物，并進(jìn)一步吸水膨脹，使土壤保持水分，改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。這使得土壤透氣性增加、土壤孔隙的毛細(xì)作用增強進(jìn)而促進(jìn)植物根系和土壤微生物生長。此外，有研究報道海藻的多陰離子特性能夠修復(fù)土壤重金屬污染。

海藻及海藻提取物能夠促進(jìn)根際微生物生長，并誘發(fā)微生物分泌土壤調(diào)節(jié)物質(zhì)。Alam等利用泡葉藻提取物對草莓進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)海藻提取物能夠提高根際微生物的數(shù)量和生理活性以及土壤呼吸強度。