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甲壳素在农业生产方面的应用

发布日期:2021-05-26

甲壳素在农业生产方面的应用

甲壳素,又叫甲壳质、几丁质,不溶于碱以及其他有机溶剂,也不溶于水。在自然界中,它广泛存在于低等植物、菌类、虾、蟹、昆虫等甲壳动物的外壳、真细菌的细胞壁等。

话说甲壳素不溶于水,又怎么能够被植物所吸收利用呢?

事实上,不管是医药上应用的甲壳素还是农业上应用的甲壳素,都已经不是原来的天然甲壳素,它在生产中经过酸碱法或者生物法,将天然甲壳素进行脱乙酰基处理,就变成可溶于稀酸的可溶性甲壳素。

这种经过脱乙酰基处理的可溶性甲壳素又称为几丁聚糖或者壳聚糖,而乙酰基脱去55%即可称为壳聚糖,目前转化率、高也就在85%左右,不到90%。

现在貌似还出现了水溶性甲壳素的制备,不过已经不是原来的壳聚糖,应当称之为低聚壳聚糖,还保留着壳聚糖的基本结构特征,这里就不做过多赘述了。

所以,农业上应用的甲壳素应当是几丁质与壳聚糖的合称,在农业生产中往往利用它的物理性质与化学性质,来起到防病抗病,乃、防虫杀虫的目的。

先说物理特性:

由于其中的几丁质存在,所以它拥有很好的吸湿性与成膜性,在施用于作物表面时,可形成透气性好、耐雨水冲刷的保护膜,不仅能够抵御病虫害,还能够抵抗干旱、霜冻等不良环境的影响。

另外就得说说它的化学特性,以及生物活性了。

其实这部分还主要是几丁聚糖,即壳聚糖的特性,它拥有非常好的生物相溶性,比较利于作物吸收,在进入植物体内以后,能够诱导植物产生几丁质酶、壳聚糖酶等,进一步分解甲壳素。并且由于甲壳素广泛存在于真细菌,以及昆虫体内,所以经壳聚糖诱导产生的酶,同样对病菌以及含有几丁质的昆虫有效,能够分解它们体内的甲壳素,达到抑制或者杀伤目的。

所以,在一些菌丝、孢子或虫卵等在接触到施用过甲壳素的作物以后,会被酶分解掉其中的几丁质以及壳聚糖,能够使单细胞细菌死亡,也可以对虫卵及线虫造成不错的杀伤作用。

说到甲壳素的抗菌特性,还得再细细分析一下,壳聚糖除了能够诱导作物产生几丁质酶以及壳寡糖酶以外,还能够产生植物抗毒素,以及葡聚烯糖酶,其中植物抗毒素自身就拥有抗菌活性,而葡聚烯糖酶与几丁质酶则可以在体外抑制病菌,而且壳聚糖还可以诱导植物产生愈创葡聚糖,增强植物细胞壁,进一步增强抗病能力,且壳聚糖能够改变病原菌细胞膜的通透性与流动性,阻断病原菌的代谢,起到抑菌效果。

壳聚糖对DNA的复制与转录能够起到一定的干扰作用,所以提前使用甲壳素,能够对一部分病毒病起到不错的预防作用。

得益于甲壳素这些特性,所以甲壳素在跟农药或者化肥混用时,能够起到相当不错的增效作用。在跟农药混用时,能够对病害以及微小害虫如线虫、螨类等起到相当好的防治作用,以及抵抗作用;在跟化肥混用时,能够加速受损根系恢复,同样能够在根系表面形成保护膜,减少肥料烧根及沤根现象。

另外,甲壳素还有一定的控制蔬菜长势功能,在使用较高浓度时,能够抑制作物旺长,在使用较低浓度时,能够促进作物生长。貌似还有强大的生根、养根功能,这个不太了解,就不多说了。

还有一种说法,说是能够促进土壤中放线菌的生长和繁殖,同时抑制有害菌的生长繁殖,由于没有这方面数据,国内外也没多少报导,所以也不做过多赘述。

然后是一些跟农业有关也无关的东西,甲壳素及其分解产物具有良好的吸附功能,能有效的使重金属及其难分解物质充分集中,缓解土壤污染状况,目前这项功能已被很多国家所采用。

综合甲壳素所有特性来说,应用于农业生产方面,应当是早用,提前用,而不是按照农民以往的思维习惯,长势不好了,逆境环境出现了,才开始用,它与氨基酸类物质不同,它产生作用需要作物的配合,当作物被迫害到一定程度,又怎么能够配合呢?


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