甲壳素在农业上的应用

什么是甲壳素？

甲壳素，又叫甲壳质、几丁质、壳多糖等，是一种天然多糖类高分子化合物，主要来源于动物，在自然界中存在于虾、蟹等甲壳动物的外壳和昆虫的表皮以及蘑菇等菌类的细胞壁中。

甲壳素如何制造？

通常以虾蟹壳为原料，用强酸强碱溶液分别除去钙质、蛋白质和脂肪，即可得到甲壳素，生产过程排放大量废液，严重污染环境。贯发科技利用专利技术，采用混合有机酸提取虾蟹壳中的钙、蛋白、脂肪和中微量元素，液体部分生产有机钙肥，固体部分即为农用甲壳素，真正做到了零排放。

与农业有关的甲壳素及衍生物有哪些？

甲壳素不溶于水，不容易被吸收利用，故需将甲壳素采用不同工艺制成甲壳素的衍生物，广泛应用于医药、农业、食品、化妆品、环保等不同行业。

壳聚糖，甲壳素经过脱乙酰基的处理，即成脱乙酰甲壳素，具有可溶性，但可溶程度取决于脱乙酰基的程度。

壳寡糖，又叫壳聚寡糖（寡聚糖）、低聚壳聚糖，是壳聚糖经特殊的生物酶技术降解得到的，聚合度2~20，分子量≤3000Da，具有水溶性好、功能作用大、生物活性高、容易被生物体吸收利用等诸多独特的功能，其作用为壳聚糖的10倍。

寡聚酸，又称壳寡酸、负离子氨基寡糖素，是将甲壳素通过一系列生化反应得到的，分子量≤3000Da，带负电荷，水溶性好，生物活性更高，更容易被生物体吸收利用，保留了乙酰基，其作用是壳寡糖的数倍。

寡聚酸碘，是寡聚酸与碘络合而成的寡糖制品，具有强大的杀菌功能，能有效杀灭细菌、真菌、病毒和病原菌。

壳寡糖在农业上的应用

一、壳寡糖简介

壳寡糖是由壳聚糖采用生物酶解法制成的，是甲壳素、壳聚糖产品的升级产品，具有壳聚糖不可比拟的优越性，其功效是壳聚糖的10倍。它具有如下特点：

1. 分子量低、水溶性好、功能作用大、易被人体吸收、生物活性高等优势。

2. 可改变土壤微生物区系, 促进有益微生物的生长而抑制一些植物病原菌。

3. 可诱导植物的抗病性, 对多种真菌、细菌和病毒产生免疫和杀灭作用。

4. 具有纯天然、无辐射、无污染、无添加等特点。

根据壳寡糖的这些特点，可开发为无污染、无残留的生物农药、生长调节剂和肥料等，对我国农业的可持续性发展具有重要意义。

二、壳寡糖在肥料上应用

壳寡糖肥料，俗称甲壳素肥料，在农业上已广泛应用，得到了种植户和消费者的广泛认可。甲壳素肥料有以下特点：

1.壳聚糖可刺激植物生长，使农作物和水果蔬菜增产丰收。

2.可有效降低农药残留。过去中国的茶叶、宁夏的枸杞因农药残留过大，基本无法出口，通过壳寡糖在铁观音茶、宁夏枸杞上的使用发现，壳寡糖能有效分解茶叶上的有机磷农药和宁夏枸杞上的农药残留，使之达到出口的标准。

3.可提高水果的甜度、降低酸度。在苹果、梨、葡萄等生长过程中使用壳寡糖后，各项指标显示：苹果、犁、葡萄和脐橙的酸度下降，甜度明显的提高，维生素的含量有近3-6倍的增加。

4.在绿色养殖方面，壳寡糖在替代抗生素的同时，可以提高动物的高密度脂肪蛋白，使得它的胆固醇、甘油三酯的含量下降，成为低脂肪食品，不仅安全，而且健康。壳寡糖鸡蛋不但胆固醇大幅度降低，不含抗生素，卵磷脂的含量提高100%，且抗菌性和抗氧化性增强，使鸡蛋的保鲜期延长。

三、壳寡糖在生物农药上应用

壳寡糖作为生物农药，即氨基寡糖素，由王士奎研究员于1996年创始。经过近20年的发展，氨基寡糖素杀菌农药已经在我国进行了大面积的推广应用。

（一）功能作用

1.诱导杀菌剂

氨基寡糖素抗菌机理是：在酸性条件下，氨基寡糖素分子中—NH+3与细菌细胞壁所含硅酸、磷酸脂等解离出阴离子结合，从而阻碍细菌大量繁殖；然后，氨基寡糖素进一步低分子化，通过细胞壁进入微生物细胞内，使遗传因子从DNA到RNA转录过程受阻，造成微生物彻底无法繁殖。

因此，氨基寡糖素能对一些病菌的生长产生抑制作用，影响真菌孢子萌发，诱发菌丝形态发生变异、孢内生化发生改变等。

氨基寡糖素可广泛用于防治果树、蔬菜、地下根茎、烟草、中药材及粮棉作物的病毒、细菌、真菌引起的病害，如：花叶病、小叶病、斑点病、炭疽病、霜霉病、疫病、蔓枯病、黄矮病、稻瘟病、青枯病、软腐病等病害。

2.植物生长调节剂

氨基寡糖素可作为植物功能调节剂，具有活化植物细胞，促进植物生长，调节植物抗性基团的关闭与开放，激活植物防御反应，启动抗病基因表达等作用。日本已将氨基寡糖素制成植物生长调节剂，用于提高某些农作物产量。专家研究了氨基寡糖素对黄瓜生长的促进作用，结果表明，氨基寡糖素处理过的黄瓜植物不但对霜霉病的抗性增强，而且对果实采收期可提前3～5天，产量明显提高。

3.种子被膜剂

氨基寡糖素作为一种植物生长调节剂及抗菌剂，可诱导植物产生PR蛋白和植保素，利用氨基寡糖素为基本成分研制的新型种衣剂，具有巨大的生产潜力。

对氨基寡糖素油菜种衣剂剂型应用效果进行研究，以壳寡糖为基本成分，配以化肥、微量元素及防腐剂等成分进行混合，调制成较稳定的胶体溶液后拌种，对油菜种子发芽和出苗均无明显影响，但可促进油菜生长，提高壮苗率，增加产量，增产幅度在4.33%～9.67%，增产以增加每角果粒数为主。氨基寡糖素拌种可明显抑制油菜菌核病的发生，3个油菜品种的防治率为34.19%～44.1%。

4.作物抗逆剂

氨基寡糖素对作物的抗寒冷、抗高温、抗旱涝、抗盐碱、抗肥害、气害、抗营养失衡等方面均有良好作用。这是由于氨基寡糖素对作物本身以及土壤环境均产生了多方面的良好影响，譬如氨基寡糖素诱导作物产生的多种抗性物质中，有些具有预防、减轻或修复逆境对植物细胞的伤害作用；另氨基寡糖素能促使作物生长健壮，健壮植株自然也有较强的抗逆能力。

研究表明，氨基寡糖素可诱导草莓细胞的活性氧迸发，同时也可诱导活性氧清除酶活性上升，因而氨基寡糖素处理草莓细胞可以诱导产生抗性反应。

农业技术专家实践中发现：当作物幼苗遇低温冷害而萎蔫时，及时施用氨基寡糖素，植株会很快恢复长势；当作物不论是什么原因导致根系老化时，施用氨基寡糖素能促发有活力的新根；当作物遭受农药药害导致枝叶枯萎时，施用氨基寡糖素可以辅助解毒并使之很快就抽出新的枝叶。

（二）使用案例

1.防治枣树、苹果、梨等果树的枣疯病、花叶病、锈果病、炭疽病、锈病等病害。在发病初期用1000倍3%氨基寡糖素喷雾，每10-15天1次，连喷2-3次，防治效果良好。

2.防治瓜类、茄果类病毒病、灰霉病、炭疽病等病害。自幼苗期开始，用1000倍3%氨基寡糖素复配其他防病药剂，每10天左右喷洒1次，连续喷洒2-3次，可防治以上病害发生。

3.防治烟草花叶病毒病、黑胫病等病害。自幼苗期开始，用1000倍3%氨基寡糖素复配其他防病药剂，每10天左右喷洒1次，连续喷洒2-3次，可有效的防治病毒病、黑胫病等病害发生。